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刀具引来创新新时代 产品结构调整加快行业转型步伐

2015年02月11日 10:44中国机床商务网点击:5001

  【中国机床商务网 机床上下游】今天,当我们正在为实施“十二五”规划而整装待发的重要时刻,回顾“十一五”期间大家熟知的与装备制造业相关的一些重大成就,一定会感到我们从事切削加工和刀具制造的行业在“十二五”期间所肩负的重大责任,并对即将遇到的挑战和机遇作好充分的准备。
  
  首先,来看刀具的大用户汽车工业的状况。在2009年我国汽车产量达到1379.10万辆,首次超过日本成为世界汽车第一生产大国,2010年1~9月我国的汽车产销均超1300万辆,全年有望超过1700万辆,为2005年产量的3倍多。“十二五”规划预测到2015年我国的汽车产量将达到2000~2500万辆。汽车工业的发展与切削加工和刀具密切相关。
  

 
  再看能源工业。首先,历时18年举世瞩目的三峡工程到2010年底已基本建成,其中26台70万kW发电机组全部并网发电。在风电领域,截止2009年,我国风电新增装机达到1380万kW,超过美国,成为当年新增风电装机容量世界第一的国家;2020年将达到2.3亿kW,相当于13个三峡电站。在核电领域,2010年10月20日我国第一座自己设计建造的秦山核电二期工程(3号机组)投入商业运行,至此我国投入商业运行的核电基地已有4个,核电机组数量达13个,装机容量1000万kW;到2020年我国核电的装机容量将达4000万kW。能源工业对先进刀具将会有很大的需求。
  
  最近几年,我国高速列车技术发展之快受到世界各国的高度关注,随着沪杭高速的通车,我国投入运营的高速铁路运行里程已达7431公里,居世界第一;2011年京沪高速铁路通车后,我国的高速铁路将达1.3万公里;到2020年预计将建成1.6万公里的高速铁路网。我国高速铁路的领先优势和发展势头给刀具行业提供了新的发展机遇。
  
  在航空航天领域,具有自主知识产权的民用支线飞机AJR21已有四架投入试飞,累计飞行时间600多小时,计划首架飞机将于今年交付用户运营。而大家期盼已久的国产大飞机C919的开发工作进展迅速,将于2014年首飞,2016年交付用户,由此将逐步结束我国长期依赖进口国外大型民用飞机的局面。在航天事业方面,“十一五”期间,我国先后成功发射了嫦娥一号和二号探月飞船,成为世界探月俱乐部的第五个成员。我国将在2025年前后实现载人登月,中国人登上月球的梦想正在变成现实。航空航天工业的难加工材料、合成材料的加工是切削技术的制高点,将带动我国切削加工和刀具技术水平攀上新的高度。
  
  通过以上这些例子,我们自然会联想到这样的事实:汽车、机车、各种电站的发电机组、航空航天器等机械零件加工效率的高低和加工质量的好坏,都直接取决于刀具的切削性能;而在装备制造行业,很多新产品的开发和新材料的应用也都少不了切削加工工艺和刀具的创新。可见,国民经济中很多重要工业部门的发展和进步都离不开切削加工技术和刀具。另一方面,也正是制造业发展的强大需求,推动着切削加工技术的快速发展和创新。
  
  因此,伴随着制造业的发展,切削加工技术和刀具的发展和创新同样取得了很大的进展。经过了从上个世纪末到本世纪初的发展,从世界范围看,切削加工技术进入了现代切削技术的发展阶段,并显现出现代切削技术的明显特征,包括:切削加工技术水平全面提高,切削加工的效率成倍提高;开发了高速切削、高效切削、硬切削、干切削等新的切削工艺和新的加工方法,突破了传统切削加工的工艺范畴;刀具产品的结构全面更新:硬质合金成为主要的刀具材料,涂层刀具的比例显着增加,可转位刀具的比例提高,整体硬质合金的标准通用刀具进入实用阶段,应用量不断增加;刀具的创新速度大大加快,新牌号、新涂层、新结构不断涌现,整个行业充满着活力;切削技术的内涵更加扩大,材料科学和计算机技术的应用效果显着,刀具应用技术重要性增加;刀具行业确立了“面向制造业,面向用户”的经营理念,完成了从传统的刀具行业向现代刀具行业的转型,形成了刀具行业持续快速发展的机制。
  
  从我国刀具行业的现状来看,一方面我们在以上六个方面也取得了不小的进步,为我国制造业的发展做出了重要的贡献,但是与国外的先进水平比,与先进制造业对高性能刀具的要求相比,还有一定的差距。主要差距在产品结构的调整、刀具的创新和行业的转型三方面,我们必须在“十二五”期间取得新的进展,以满足“十二五”发展规划对刀具行业的需求,并为更长远的发展打下基础。
  
  产品结构的调整
  
  现在已是硬质合金为主要刀具材料的时代,与高速钢相比,硬质合金有着更好的性能和更高的切削效率,它和超硬刀具材料一起是现代切削技术高效率的最重要的保证。我国目前硬质合金刀具的比例约40%,远远低于工业发达国家的水平,制约了我国刀具产品总体水平的提高。而没有好的刀具材料,任何刀具的创新和切削加工的进步都缺少必要的物质基础,只能是空中楼阁。然而要从根本上解决这个问题,涉及行业结构的调整,除了现有的株洲钻石切削刀具股份有限公司外,要加快具有硬质合金材料和刀具研发能力的生产基地的建设进程,迅速增加硬质合金刀具在所有刀具中的比重。这是一项投入较大的工程,需要政府有关部门的支持和运作。
  
  刀具的创新问题值得重视,现代刀具的创新表现在三个方面:
  
  第一是材料牌号的创新,它占了当前刀具创新中的很大比例,尤其是具有硬质合金及超硬材料开发生产能力的综合性大公司,这些公司每年推出大量新的牌号,成为他们的刀具新产品的主要卖点。其开发的思路是根据应用领域的特点,集成材料、涂层、槽型的优势,“对症下药”式的开发,使刀片在一定的应用范围里表现出性能上的优势,产生很好的加工效果,一般可提高加工效率20%以上。由此也可见,我们必须加快硬质合金研发生产基地建设的进程。
  
  第二是涂层对刀具创新起了很大的作用。自从涂层技术进入刀具应用领域以来,刀具的涂层技术发展非常迅速。随着涂层工艺、装备、成分创新开发的不断加快,它对刀具的改性能力也不断增强。由于涂层技术对提高刀具的性能有效果显着、工艺的柔性好、以及新牌号开发快等特点,不仅使刀具的切削性能得到较大的提高和改善,而且使刀片涂层牌号的创新又快又好。涂层已成为推动切削技术进步的最重要的因素。至今,我国还不具备刀具涂层装备和工艺自主开发的能力,制约着我国切削技术的进步和涂层牌号的创新。大力发展刀具涂层技术是当务之急。
  
  第三是刀具结构的创新势头强劲,显现出很大的潜力。我们曾经有过轰轰烈烈的刀具创新时代,并由此获得了把刀具誉为人的牙齿的好名声。后来,我们曾进入了一个刀具创新的低潮期,大家都按联合设计的图纸做着一样结构的所谓定型产品,同时又都做着千遍一律的标准通用刀具。随着计算机辅助设计和数控制造技术的发展,为刀具结构的创新提供了强大的物质基础,迎来了刀具创新的新时代。
  
  当前,刀具结构创新势头十分强劲,各刀具公司推出的新刀具结构成为这几年机床工具展览会的亮点。创新的刀具结构不仅提高了刀具性能,有的甚至对刀具品种的发展产生了很大影响。如可斜坡铣的铣刀结构,大大地扩大了铣刀的功能,也减少了换刀的时间,其结构特点已经被推广至不同类型的铣削刀具上,形成了可斜坡铣的各种铣刀,推动了铣削加工工艺和铣刀的发展。又如大进给小切深铣刀、不等螺旋角消振立铣刀、括光车刀片、刀片底面带导轨配合的螺纹车刀和仿形车刀、刀具的内冷却结构等等,不胜枚举。每种新刀具一出现就引起行业的关注,并迅速在行业中得到推广,对发展刀具的品种提高刀具的性能起到很大的作用。我国众多的刀具企业,只做刀具不生产刀具材料,应该更加重视刀具结构的创新。
  
  目前,加快我国的刀具创新还有很多工作要做。除了在装备硬件上要更新改造外,还要重视以下两方面的工作。
  
  一方面是提高刀具行业从业人员的金属切削基础知识,包括设计、制造、营销、服务等各方面的人员。为了牌号和涂层的创新,搞材料的和搞涂层的专业人员必须掌握金属切削的基本理论,成为复合型人才。要重视学习刀具应用技术,尤其是开发、营销和现场服务人员。不懂得刀具的使用要求和不会分析解决使用中的问题,就难有刀具的创新。而刀具的创新必须建立在对基础知识的掌握和运用的基础上,我们必须加强这方面的学习。企业自己办学习班或参加社会上举办的学习班,都应该受到重视和加以利用。
  
  另一方面是刀具行业的转型。我们必须完成由传统的刀具制造商向“面向制造业,面向用户”的制造业切削加工技术服务商和加工效率供应商的转型,“面向制造业,面向用户”是现代刀具行(企)业的标志。为此,要熟知制造业重要工业部门切削加工的工艺特点、主要工件材料、生产模式、发展方向和产品的开发,从而正确而及时地确定自己产品的发展方向并变成创新的动力。我国已有众多的刀具企业在不同程度上实现着这样的转型,取得了一定的效果,还需要加大力度。为用户服务是现代刀具行(企)业必须具备的基本功,只有通过服务才能获得刀具创新的第一手信息。刀具作为生产力的工具要素,只有在应用中才能不断发现问题并有所创新。此外,还可提前获得用户新的需求信息。
  
  行业的转型也需要政府的支持,国家在确定重大项目时,应把配套的切削技术和刀具的研发工作交给刀具行业承担,提高行业为制造业服务的能力。当年,配合上海宝钢的建设,针对大型轧机、齿轮等的加工需要,由刀具行业配套开发重型刀具,对行业的发展起了很好的推动作用。
(来源:成都工具研究所)

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