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浅谈我国金属切削刀具的发展现状

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范丹娜 王俊洋 肖俊华

(郑州大学机械工程学院工业设计专业2013级,河南郑州,450001)

  摘 要:当我们进入21世纪的时候,从世界范围观察,我们正处在先进制造技术空前快速发展的时期。由于数控机床(NC)的问世,发展一系列数控加工技术,如加工中心(MC)、柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)、甚至出现了与传统机床完全不同的虚拟轴机床(又称六条腿机床),和与机床同时相辅相成发展起来的高速加工新技术、新刀具、新工艺的紧密结合,使机械加工中的劳动强度大大降低,辅助时间大大缩短,产品质量和生产效率大大提高,成为制造业乃至全球经济的发展起到巨大的推动作用。以美国为例,制造业在美国被誉为产出最多的经济部门,在90年代为美国国内生产总值(GDP)增长的贡献达到29%。本文将就我国金属切削刀具的重要性及发展现状进行讨论。

  关键词:金属切削刀具;重要性;发展现状

  1 金属切削刀具

  金属切削工具是机械制造中用于切削加工的工具。绝大多数的刀具是机用的,但也有手用的。

  刀具按工件加工表面的形式可分为五类:加工各种外表面的刀具,包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等;孔加工刀具,包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等;螺纹加工刀具,包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等;齿轮加工刀具,包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等;切断刀具,包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。此外,还有组合刀具。

  按切削运动方式和相应的刀刃形状,刀具又可分为三类:通用刀具,如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等;成形刀具,这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状,如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等;展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件,如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。

  2 金属切削夹具的重要性

  在机械加工中,金属切削机床和刀具作为切削加工的基础工艺装备,刀具被称为机床的“牙齿”和“孪生兄弟”,无论是什么样的金属切削机床,都必须依靠这个“牙齿”才能发挥作用,离开这个“孪生兄弟”则一事无成。刀具性能和质量直接影响到数百万台机床生产效率的高低和加工质量的好坏,直接影响到整个机械制造工业的生产技术水平和经济效益。所以说:“企业的红利在刀刃上”,这是国外企业家的切身体会。古人云:“工欲善其事,必先利其器”,现代人说:“磨刀不误砍柴功”,“把劲使在刀刃上”,这些都是我国劳动人民在长期的生产实践活动中的经验总结。

  现实生产说明“刀具虽小、潜力无穷”。如粗加工一根20萬千瓦发电机转子轴,净重30吨,锻件毛坯60-70吨,废切屑占了毛重50%以上,如果没有一把高效刀具是不行的。又如精加工一个重型精密大齿轮,没有一把80万元的高性能高精度的滚刀也是不行的。国际上一位切削与机床方面的权威他对切削刀具的作用作了如下论说:“改进刀具对降低切削成本比其它任何单一过程的改变更具有潜力。合理地选择和应用现代切削刀具是降低生产成本,获得主要经济效益的关键。”又一位美国专家N.兹拉丁说:“一台价值25万元美元的NC机床,其效率的发挥在很大程度上取决于一把价值30美元立铣刀的性能”。所以常听西方企业家说:“刀刃下生利”。

  现代科技水平的提高,设备更新换代速度越来越加快,10至15年换一代,在这样短期内赚回设备投资并创造出利润,就要投资研究改进依靠刀具挖潜。据有关资料表明:刀具费用占制造成本2.4-4%,但它却直接影响占制造成本里边20%的机床费用和38%的人工费用。还有一种算法:机床与刀具投入比为9∶1到7∶3。只要刀具投资到位,切削速度和进给速度每提高15-20%可降低制造成本10-15%。所以买机床的同时,一定考虑配置好的刀具,才能高效运转。还有,要做到三个耐用度(即最大生产率,最低成本和最大利润率)要知道会把握,真正把钱花在刀刃上,生产上才能解渴。问题是人们的观念跟不上,认为机床是固定资产、刀具是消耗品。造成“驴不死,不下磨”,“舍得花钱买先进设备低效率运转,舍不得花钱买先进刀具高效挖潜”的怪现象。这是阻碍生产力发展的“绊脚石”和“拦路虎”。

  3 我国金属切削刀具的发展现状

  目前,我国刀具行业的产品结构严重失衡,也就是生产的刀具与需求不匹配,表现在:硬质合金刀具缺口大,高速钢刀具生产过剩;高效刀具缺口大,低档标准刀具生产过剩。

  国内数控刀具企业生产经营规模太小,没有形成自身的切削刀具产业链,尤其是工具系统的生产厂家不生产刀片,刀片生产厂家不生产工具,几乎完全依赖供方,没有真正意义上的产业技术创新战略联盟。目前工业发达国家的新产品贡献率52%,我国仅5.9%。具有自主知识产权核心技术的产品少,克隆产品较多。这样的结果除了自主创新能力削弱外,还容易遭到侵权指控。即使有自行研制的技术,也容易被指责为“剽窃”。

  4 结束语

  数控刀具是技术密集、知识密集、人才密集的行业,其发展对人才的依赖度很大,尤其在公司生产经营规模不大时更是明显。国内数控刀具技术人才、管理人才、营销人才、数控机床操作工都奇缺,一般培养周期为3~5年。而高校又没有很好地担当起培训CNC数控加工和数控刀具专业人才的责任,靠企业自身培养,往往事半功倍,还不一定能留住人才。

  参考文献

  1.良辰.金属切削刀具行业的现状及发展建议——访中国机械工业金属切削刀具技术协会顾问邢敏[J].航空制造技术,2012(z1):54-56.

  2.刘杰华,杨雁.金属切削刀具技术现状及其发展趋势展望[J].中国机械工程,2001,12(7):835-838.

  3.季贤.我国金属切削刀具技术发展及对策研究[J].图书情报导刊,2004,14(7):135-136.
来源:《卷宗》2017年14期