重塑工具工业发展切削技术

机械公敌

对工具行业“十一五”发展的思考 当前，一个从“建设制造强国”到“振兴装备制造业”再到“发展数控机床”的认识深化过程，正在转变为有关部门的行动，并在编制“十一五”行业发展规划中，开列了关键技术、共性技术和重点产品开发的研发项目。振兴装备制造业是建设制造强国、实现工业现代化的前提条件。然而，装备制造业的振兴主要靠两条，一条是制造装备的装备——工作母机（机床），在现阶段必须优先发展数控机床；另一条是制造装备的工艺技术——铸、锻、焊、冲压、切削、电加工等加工工艺，其中关键是切削工艺技术，因为它在很大程度上关系着装备制造业的效率、质量、成本和产品的最终性能，也决定着数控机床性能的发挥，并且还是推动制造技术向着高速、高效、复合、智能、环保方向发展的一项主要工艺技术。美、日、德等制造强国，不仅是数控机床的制造强国，并且也是切削技术和刀具生产的强国。 1 S" D# b* J z, H, l* ` 然而，从世界范围看，切削技术的发展已经进入了一个新的时代，这个时代的一个显著特征是，发展现代切削技术的主导力量是工具工业，即刀具制造商，是它们的强大的研发队伍、巨额的科研和新产品开发经费、现代化的装备手段及面向使用、面向用户、创新工艺的经营理念，推动着切削技术的快速发展。 我国切削技术的落后，首先在于我国工具工业的落后。要提高我国切削技术的水平，必须首先改变我国工具工业的落后面貌，重塑我国的工具工业。要把振兴工具工业纳入到振兴装备制造业的总体规划中，“十一五”发展规划要着眼于工具工业整体的调整、改组、改制、改造和振兴，而不仅仅是列几个技术攻关或产品开发的项目。 下面就工具工业的振兴提几点看法，供参考。 一、站在大行业的高度来全面整合、优化工具行业的资源 + @! Z% @- ?. y5 b, C' n工具工业的资源包括刀具材料和刀具开发制造两部分，其中刀具材料是基础，更为重要，因此是刀具企业的核心技术；而刀具是切削技术的载体和实施切削加工的主体，两者不仅缺一不可，而且必须融为一体。从世界上发达国家的著名的硬质合金工具公司看，都具备刀具材料的发展和刀具的开发制造两种资源，有机结合，相互促进，推动着切削技术的快速发展。可以说，一个国家工具工业实力的大小，很重要一条是形成少数具备以硬质合金为主的刀具材料和刀具开发、制造能力的综合性的大型工具厂，成为工具工业的骨干，引领切削技术的发展。因此，“十一五”规划应打破原计划经济时代形成的冶金系统搞材料，机械系统做刀具的“条条分割”格局，统筹规划刀具材料及刀具开发制造技术的发展，促进刀具材料与刀具开发生产的结合。 6 n7 Z# c( w, U9 o 目前，我国具备较完善的硬质合金刀具材料和刀具开发生产能力的企业仅株洲硬质合金集团一家，“十一五”应扶植1～2家硬质合金刀具生产厂家，使之具备硬质合金材料和刀具开发生产的综合能力。关于高速钢材料，我国的高速钢材料生产量很大，但质量很差，缺少实力强大的专门从事高速钢生产的专业钢厂，“十一五”可支持专业从事高速钢材料开发和生产的公司和个别重视高速钢生产的特种钢厂。 , w2 F: `" z8 Z0 K9 K 此外，整合资源还应包括对学校、研究所、工程技术研究中心、协会社团等机构的教学、科研开发、管理等资源的支持和利用，形成一个完整的专业发展体系和可持续发展机制。通过“十一五”规划支持少数高等学校加强金属切削专业学科的建设，成为培养切削专业中、高级专业人才的教学科研基地，要把制造业的人才教育体系建设纳入制造强国的战略中，成为一个制造业强国，必然有一流的、强大的专业人才教育体系。支持行业研究所和国家精密工具工程技术研究中心建设，使之成为面向行业的科研开发基地；使行业协会成为不仅是规划的编制者，而且在规划实施过程中发挥组织、管理的作用。 * V* t6 f2 Z, H1 H7 J: d 二、重视刀具材料和涂层技术 前面已经提到，刀具材料是一个工具企业的核心技术。从现代切削技术的进展来看，现代工具企业的核心技术还应包括刀具涂层技术，两者作为一个整体共同决定着现代切削刀具的性能。正是新型的刀具材料和涂层技术，把切削技术推向了高速切削的新阶段。而涂层技术又以其独特的优势，已成为当前提高刀具切削性能最有效的手段。 ' v: h }/ U! f1 ^ 与发达国家相比，我国的涂层技术十分落后，新的涂层技术和装备完全依赖进口，即使引进了设备也不具备涂层新牌号的开发能力。发展涂层技术要从基础抓起，当前我国一些涂层公司走的是“依样画葫芦”的路子，缺少扎实的涂层基础理论研究的支持，而国外著名的涂层公司的技术都来自高等学校的研究，并随着高校科研工作的进展而不断提升，出现了涂层技术快速发展的局面。因此，“十一五”对涂层技术的科研安排应包括支持高等院校的基础研究和促进高校成果转化的项目。迅速拿出我们自己的涂层技术和设备，满足国内工具行业的需求。 - w* k- d1 P' q/ ^- ^$ k: T z ' b$ u- ^& T$ j三、把开发五轴数控工具磨床纳入“十一五”数控机床新产品发展计划 7 c1 Z7 ^4 n# q ) b$ |- |; u) a0 X2 ~ 用细颗粒、超细颗粒硬质合金或用高性能高速钢制造的钻头、立铣刀、丝锥（螺纹铣刀）等量大面广的通用刀具，与常规的用普通高速钢制造的同类刀具相比，切削效率显著提高，使此类刀具的用量迅速增加，并成为切削技术进入高速切削的标志之一。为了进一步提高此刀具的性能，目前普遍采用五轴数控工具磨床进行生产，从而改变了传统的通用刀具千篇一律的生产模式，而利用数控机床的柔性开发量体裁衣的适用刀具，可以进一步提高切削效率。 * l5 S/ a4 }! o' H8 D* d' S! C 因此，采用五轴数控工具磨床生产先进的钻头、立铣刀、丝锥（螺纹铣刀）等高效刀具已成为工具企业调整产品结构、开发新产品的共同举措，是工具制造技术进步的一种趋势，也是近几年五轴数控工具磨床需求量增大的原因。由于国内仅有个别小型机床厂从事五轴数控工具磨床的开发生产，性能不能满足生产现代切削刀具的需要，工具企业不得不大量从国外引进。加上一些大型机械制造厂为了刀具重磨的需要也纷纷引进，使五轴数控磨床的需求量进一步增加。建议在“十一五”规划中安排有实力的机床厂进行开发生产。 四、引导工具工业在专业化的方向上取得突破性进展 前面在提到刀具材料重要性时，曾指出缺少刀具材料的工具企业不能做大做强，那么我国大多数不生产刀具材料的工具企业怎样发展呢？走专业化的道路，小而专，专而精，做出特色工具，成为世界著名的品牌，这正是国外众多中小工具企业发展的模式。 , ` F9 O( R: a9 H5 z ( S- t& s7 P2 r* Y# Z8 [. |- ` 我国大多数的中小工具企业，产品专业化的特色不突出，大多还是靠量大面广的标准刀具过日子，大家都低水平重复生产中低档刀具，使我国工具企业总体上仍处于脱离使用、脱离工艺的低级阶段。把某一类刀具做好，成为专业化的工具企业，成为世界的名牌，应是大多数中小工具企业调整产品结构、摆脱目前落后状态的出路所在。“十一五”规划应根据各工具企业现有的专业化优势予以有针对性的支持，加速专业化的进程。使技术攻关、技术改造、新产品开发等项目的安排都服务于专业化的建设。 & J0 d; g5 l, q- @. S+ @6 E( N 这种专业化的引导和支持，还应与“十一五”期间我国制造业的重要工业部门的发展和需求相结合，把汽车、能源、模具、航空航天、机床等工业发展所需要的刀具有针对性地落实到专业化的工具企业，推动专业化的进程。形成我们自己的加工汽车发动机缸体、缸盖精密孔系的孔加工刀具专业厂、加工汽车变速箱的齿轮刀具专业厂、加工汽轮机叶根的高精度成形铣刀专业厂、模具刀具专业厂、螺纹刀具专业厂、超硬刀具专业厂等等。 以上只是对发展我国工具工业的几点不成熟的看法，抛砖引玉。总的出发点是，我国工具工业正处于发展的关键时期，必须受到国家应有的重视和支持而行规划肩负着推动行业发展与进步的重任，希望能站在更高的高度来全面审视工具工业的现状和未来的发展。