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数控刀具发展状况

美、德、日等世界制造业发达的国家无一例外都是刀具工业先进的国家。先进刀具不但是推动制造技术发展进步的重要动力,还是提高产品质量、降低加工成本的重要手段。刀具与铣床一直是相互制约又相互促进的。今天先进的数控机床已经成为现代制造业的主要装备,它与同步发展起来的先进刀具一起共同推动了加工技术的进步,使制造技术进入了数控加工的新时代。

现代数字化制造技术的蓬勃发展,以“高精度、高效率、高可靠性和专用化”为特点的数控机床和加工中心等高效设备应用日渐普及,在航空航天、汽车、高速列车、风电、电子、能源、模具等设备制造业的空前发展推动下,切削加工已迈入了以高速、高效的环保为标志的高速加工发展的新时期。高速切削、干切削和硬切削作为当前切削技术的重要发展方向、其重要地位和角色日益凸显。这些先进切削技术的应用,不仅使加工效率成倍提高,也推动了刀具技术的发展。随着各种新型材料刀具的出现,如聚晶金刚石刀具(PCD)、聚晶立方氮化硼刀具(PCBN)、CVD金刚石刀具、纳米复合刀具、纳米涂层刀具、晶须增韧陶瓷刀具、超细晶粒硬质合金刀具、TiC(N)基硬质合金刀具、粉末冶金高速钢刀具等,使先进的数控机床加工设备与高性能的数控刀具相配合才发挥了巨大的效能,取得了良好的经济效益。

数控刀具是指与数控机床(如加工中心、数控车床、数控镗铣床、数控钻床、自动化生产线及柔性制造系统等)相配套使用的各种刀具的总称,是数控机床不可缺少的关键配套产品,数控刀具以其高效、精密、高速、耐磨、寿命长和良好的综合切削性能取代了传统刀具。

数控刀具.jpg

1.1 我国数控刀具技术的现状

由于我国机床工具行业对现代金属切削刀具的差别缺乏足够的认识,长期以来重主机、轻工具,在发展战略上数控刀具与数控机床的发展严重脱节,使我国数控刀具制造与国外先进水平存在很大差距。国产数控刀具与国外进口刀具相比,质量、精度、寿命相对较差,品种少。

在我国数控机床取得长足进步的同时,数控刀具制造与国外先进水平存在很大差距,且数控刀具的发展落后于机床。众多大型跨国工具公司(如Sandvik、Kennametal、Walter、Seco、Widia、ISCAR、Mitsubishi、Igetally、Carboloy等)已占有越来越明显的技术、资源、信息、服务等综合优势,占领了中国数控刀具90%以上的市场份额。随着我国加入WTO,国外公司看好中国制造业对高性能刀具的大量需求,纷纷在中国投资建厂或设立销售网点。我国汽车产业、军工产业对高性能刀具的需求将持续增长,且世界模具制造业有向亚洲及我国转移的趋势,我国已成为数控刀具的最大潜在用户。

国内有些工厂企业仍然习惯地按普通机床用刀具模式来选择数控刀具材料,制造切削加工生产率低下、切削加工成本增加,致使对数控机床大量投资并未达到预期效果。如国内超细晶粒硬质合金刀具和高性能高速钢刀具牌号少,专用牌号几乎没有,可转位刀片的精度与模具的开发能力低,涂层技术也远远落后于国外工具厂,目前尚无TiC(N)商业牌号,更谈不上TiA1N、MoS2等新型涂料层和纳米级涂层,使涂层这个至今覆盖面最广、可最有效提高刀具性能的技术得不到充分利用。国内应用最多的还是普通高速钢刀具和通用硬质合金刀具。形成这一状况的原因如下:

① 对数控刀具没有引起应有的重视,忽视了数控刀具的重要性

② 对现代数控刀具高水平、大投入、规模化、国际化、人才密集、技术密集的特点缺乏认识,长期以来重主机、轻工具。在发展战略上,数控刀具与数控机床的发展严重脱节,使我国数控刀具的发展与现代制造业的要求相距甚远。

③ 刀具企业自身缺乏创新能力。国外工具厂的刀具产品及技术创新速度非常快,只要市场有需求,就成为开发新刀具产品的动力。    

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