浅谈我国金属切削刀具的创新与发展

(青岛科技大学 山东青岛 266061)

浅谈我国金属切削刀具的创新与发展

黄志恒

(青岛科技大学 山东青岛 266061)

在机械加工中，切削加工是最基本而又最可靠的精密加工手段。21世纪机械制造业的竞争，本质上是精密高速切削的竞争，这种竞争是全方位的。针对严峻的形势，国内工具行业应审时度势，以市场为导向，积极调整产业结构、提升产品档次，开发适应汽车、高铁、家电等有关民生的新刀具。

刀具现状；创新发展；改革思路

在机械加工中，切削加工是最基本而又最可靠的精密加工手段。21世纪机械制造业的竞争，本质上是精密高速切削的竞争，这种竞争是全方位的。目前，随着高刚度整体铸造床身、高速运算数控系统和主轴动平衡等新技术的采用，以及刀具材料的不断发展，现代化切削技术正朝着高速、高精度和强力切削的方向发展。刀具材料的性能、质量和可靠性的优劣，直接影响到我国制造业数百万台昂贵的数控机床生产效率的高低和加工质量的好坏，也直接影响整个机械制造工业生产技术水平和经济效益的高低。

一、金属切削刀具的现状

1、我国金属切削刀具的发展态势

在快速发展的背后，国内工具行业高增长率中含金量并不高，其中相当一部分企业以牺牲环境为代价，以廉价劳动力为基础，生产劣质产品获取暴利。麻花钻、锥柄钻、丝锥、锯片铣刀等低端市场一片混战，而高端产品增长缓慢，汽车行业、模具行业、航空航天等行业的高、精、尖的复杂刀具大部分依赖进口。

目前，我国的金属切削刀具已经开始从高速钢刀具转向硬质合金刀具的开发生产，但力度还不够，仍以低档居多。从中国机床工具工业协会统计数据表明：我国消耗了全世界40%的工具材料，销售收入却只占全世界工具的12%～15%，数据显示不符合国家提出的资源节约型的科学发展观。

针对上述严峻的形势，国内工具行业应审时度势，以市场为导向，积极调整产业结构、提升产品档次，开发适应汽车、高铁、家电等有关民生的新刀具。环顾近年的机械、模具、能源等热门行业，我国的刀具市场前景十分广阔。时下我国已成为世界机械制造大国，将来世界的工具市场就在中国，占领了中国市场即是占领了国际市场。

当今的刀具材料

刀具材料是刀具工业的基础，刀具材料的发展对刀具切削性能的提高起着决定性的作用。现在的刀具材料主要有高速钢、硬质合金和超硬材料三大类。

(1)高速工具钢GB/T9943-2008《高速工具钢》将高速钢分成三个档次：即低合金高速钢、普通高速钢、高性能高速钢。

粉末高速钢力学性能较冶炼高速钢显着提高，强度可提高20%～30%，韧性提高1.5～2倍。并且安全性、可靠性强，刀具寿命是HSS钢刀具的几倍仍至数十倍，国外早已普遍运用，但国内至今很少采用。

(2)硬质合金高速钢称霸刀具材料100多年，时下由于高速切削、干切削、硬切削的飞快发展，硬质合金成了刀具材料新霸主。近年来因添加稀土金属的硬质合金、纳米技术的应用、提高强度和韧性的超细颗粒硬质合金和超硬涂层技术的开发和利用，显着提高了硬质合金的高效切削性能，大大拓宽了硬质合金的应用领域，现在高效先进刀具，基本上是硬质合金的一统天下。

(3)超硬刀具材料这类材料主要指陶瓷、立方氮化硼、金刚石。它们有很高的硬度和耐磨性，故可提高切削效率，近年来在制造业的应用范围逐渐扩大。超硬刀具及其材料国内均有生产基地及供应商，关键问题看用户是否诚心使用。在模具加工业中，超硬刀具发挥了重要作用，深信这类刀具材料将有十分广阔的应用前景。

二、转变理念加快发展

1、思维理念的转变

我国的切削机床发展迅速，拥有量在世界上遥遥领先，但刀具行业却远远落后。重主机轻刀具的理念在很多人的脑海中已根深蒂固，切削技术和刀具业的落后，很大因素是企业对刀具的使用停留在陈旧的传统观念上，即用廉价的刀具控制成本，而不是用高效刀具通过提高加工效率来达到降低成本的目的。

现在越来越多的人认识到加大刀具投入进行高速切削加工，是提高功效、降低成本最有效的手段，这是近年来切削理念的一次飞跃，到时中国的加工业就会向前迈进一大步。

2、生产经营理念的转变

生产经营理念因循守旧不思进取的保守理念在我国现代高效刀具的发展中所造成的危害远远超过技术落后的影响。从传统的标准刀具发展到现代的高效刀具，中国刀具工业经历了一场脱胎换骨且充满重重困难和艰辛的变革过程。这种变革的过程使一些企业退缩了，不是迎难而上，而是原地踏步，甚至倒退。不论从我国工具行业自身的生存空间，还是从我国整个制造业提高竞争力的全局需要看，刀具企业加速结构调整推动高效刀具的发展已刻不容缓，停滞和墨守陈规的结果就是倒闭。只有改变生产经营理论，从传统的标准刀具笼套中解放出来，制造适应市场需求、适销对路的高效刀具才是坦途。

三、我国刀具未来的发展

1、科技创新赶超强国

“提高效率，降低成本”是全世界制造业竞争的核心，发达国家长期保持经济强势主要依靠科技创新。他们投入巨资在刀具新材料、新涂层、新技术、新工艺以及工具专用数字化制造技术等方面进行了大量的研发，开发出一代又一代的高效刀具，牢牢占据了国际刀具的高端市场。我国开发的叶根槽铣刀、硬质合金齿轮滚刀、圣诞树铣刀、八角形铣刀、硬质合金模块式刀、波刃型立铣刀、非标槽刀，以及适应高速切削刀具用的HSK刀柄、双头端面刀柄等都颇具“杀伤力”。国内很多企业虽具有很强的科技创新能力，但与国外着名企业相比仍存在较大差距。因此，加大开发力度，将刀具创新作为一项长期战略任务来抓，在复杂、高效刀具制造中迈出坚实一步，为赶超世界强国作出我们应有的贡献。

加强服务稳固市场

对于刀具行业而言，仅有高质量的品牌产品还远远不够，更重要的是向客户提供全面的金属切削解决方案。刀具制造商应尽快地从单纯供应标准刀具产品转向生产个性化先进高效刀具的战略转移，并提供服务。

在现代制造业日益细化的今天，刀具企业需要延伸服务，增加服务项目、提高服务水平，这是提高企业竞争力的关键之举。在计划经济时代，受“小而全”，“大而全”的影响，就工具行业相关的企业来说，都有自己的工具制造车间、甚至分厂，除了在市场上采购一些标准刀具外，其他刀具都由自己解决，认为没有必要向工具行业提出服务要求。如今不一样了，越来越多的制造业，不仅撤掉了工具车间，而且连工具修磨部也没有了，就连工具工程师、工艺师都在减员之列，其目的是突出主业，加快发展，这是制造业与时俱进的一大进步。但是制造业内部的工具、工艺的业务还得有人管，来填补这个空缺定当是工具制造业，即专业化分工。这种分工要求工具企业敢于改革创新，要跨越传统的工具售后服务的老套路，展现现代工具企业的新风姿。

总之，在现代制造业的框架下，工具企业今后的发展之路，只能通过提升其为制造业进行全方位服务的能力，才有可能成为制造板块产业链中稳定的合作伙伴，从而获得稳定可靠的市场份额。

[1]韩步愈，金属切削原理与刀具，机械工业出版社，2015

[2]刘占斌，黄东，常用金属切削刀具的选用，化学工业出版社，2010

[3]陈日曜，金属切削刀具与材料，机械工业出版社，2005

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1007-6344（2017）04-0137-01