近（jìn）幾年來，隨著我國 經濟的持續發展，汽車的需求量繼續保持高速增長，汽車及汽車零（líng）部件產（chǎn）業已成為了金切機床行業和工具行業的最大、最主要的用戶。發動機是汽車（chē）的心髒（zāng）、是汽車最主要的組成部分，其零件製造（zào）工藝水平普遍高（gāo）於其它汽車零（líng）件，塗層刀具、陶瓷刀具、超硬刀具獲得了廣泛的應用。我國汽車生產線，特別是轎車（chē）的生產（chǎn）線大部分是從國外引進的，在投產時各生（shēng）產（chǎn）線上多采用進口（kǒu）刀具，而且這（zhè）些刀具基本上是世界（jiè）先進水平，集新材料、切削原理、新工藝，表麵處理等各項技術於一身，其特點是：高性能、高壽命、高可靠性。刀具切削用量均采用國外推（tuī）薦值。由於我國刀具生產企業，長期以來麵向的是卡車、拖拉機（jī）等行業，相對來（lái）說與轎車刀具相比（bǐ），刀具水平較低。因此，國（guó）內刀（dāo）具製造商要（yào）想參（cān）與國際化競爭（zhēng），提升企業整體（tǐ）技術是十分重要的。

我國汽車發動機製（zhì）造趨勢（shì）及刀具應（yīng）用現狀

     國內新上（shàng）的汽車發動機生產線，在製造上有三個比較（jiào）明（míng）顯趨勢：

◆高速化：要實現高速加工，其基本要求是：第一，機床要使用能實（shí）現高速運轉的主軸；第二，采用帶強力夾頭的 HSK 刀柄，定（dìng）位精度高，同時剛性也較好；第三，大量采用塗層硬質合金刀具，金屬陶瓷（cí），陶瓷（cí） CBN 、PCD刀具。
◆柔性化：發動機生產製造柔性化是走向之一，在傳統的自（zì）動線局部工位用 CNC 或加工中心，來實現柔性加（jiā）工的生產線（xiàn）叫柔性自動線 FTL ，日本工廠使用的較多。而用專用（yòng）加工中心構成的柔（róu）性製造係統，主要用在缸蓋和缸體，從產量角度分析（xī），可以達到，從傳統的 FMS 係統（tǒng）起步產量年產量 5 萬件到（dào）傳統自動線（xiàn）的產（chǎn）年產量 20 萬件。
◆高效率：從日本汽（qì）車製造業的情況來看，平均每五年切削效率要提高 28% ，其中切削速度平均提高 19% ，進（jìn）給量平均提高 8% ，而最（zuì）近幾年切削效率提（tí）高的幅度在 30% 以上。目前製造發動機主要（yào）零（líng）件的生產（chǎn）節（jiē）拍已經縮短到了 30 ～ 40 秒，比十幾（jǐ）年前縮短 50% 以上。例如在灰鑄鐵材料缸體（tǐ）的銑削（xuē）加工（gōng），用高速加工中心機床，切削速度可達到 V=700 ～ 1500m/min ，刀具采用 CBN 刀片。在缸體、缸蓋鋁合金材料銑削加工時，廣泛采用 PCD 刀具，考慮到高速回轉時將會產生（shēng）很大（dà）的離心，故刀體采（cǎi）用高（gāo）強（qiáng）度鋁合金材料製作。

     總之，發動機製造（zào）業（yè）一個明顯的走向，就是采用高速加（jiā）工來提高效率，縮短交貨時間（jiān），最終降低成本，提高市場競爭力。

     汽車工業是專（zhuān）用刀具應用最多的行業，也是衡量（liàng）一個國家或一個刀具公司技（jì）術水平高低（dī）的標誌。我國汽車生產線，特別是轎車生產（chǎn）線大部分是（shì）從國外引進的，而刀具均是隨設備進口時定的（de）。目前，國內的汽車生產線有美（měi）國型，歐（ōu）洲型和日（rì）、韓型，以及（jí）以（yǐ）歐洲設備為主的自主型（xíng）。這（zhè）樣，在中國活躍著五大刀具派係（xì）主流，一是山特係 ( 包括山高 ) ，山特維克公司有著龐大而複雜的刀具分支，在中國的銷量最大（dà）；二是美國係，主要以肯納 Kennametal 、英格索爾（ěr）、萬耐特等為代表；三是歐（ōu）洲係，主要以德國為主，包括 MAPAL 、 Guehring 、 Widia 、 TITEX 、瓦爾特等；四是日韓係，包括三菱、住友、東芝、 OSG 、黛傑、不二越、日立等，以及韓國的 Taegutec 、 KORLOY 公司；五是以色列係，主要是 ISCAR( 伊斯卡 ) 。這些公司幾乎填（tián）滿了市場空間（jiān），在一些大型汽車製造廠，國產化刀具可能隻占總項目的 10% 左右。因此，進口刀具仍占主導地（dì）位。

     國內（nèi）刀具行業麵臨的狀態是刀具行業起步晚，先進的數控刀具（jù）僅僅是隨著近年來數控機床的發展而發展，因此數控刀（dāo）具產品發（fā）展速度緩慢，基礎比較薄弱（ruò），競爭力（lì）不高。為什麽國外刀具行（háng）業能搶灘中國的市場？主要（yào）原因是：國外產品檔次高、品種多，產品質量好；而且，刀具是與（yǔ）機床緊密聯（lián）係在一起的，國外機床往往選（xuǎn）用在國外已經（jīng）配（pèi）套使用的刀具，再加上產品精加工、高性能切削，國內產品品種不全，特殊需要時也使用外國刀具，這就是（shì）國產刀具形（xíng）成（chéng）被動局麵的原（yuán）因。 以（yǐ）轎車生產線（xiàn）為例，我國在引進轎車車型和（hé）先進數控自動（dòng）生產線的初始，往往並（bìng）不重視刀具的國內配套技術問題，沒有及時提升國內轎車刀具技術（shù）水平。引進生產線後，隨之而來的專用刀具、工具品種規格繁多，工藝（yì）技術、專業化程度要求又高，國產現有刀具、品（pǐn）種、質量（liàng）和供貨服務能力均（jun1）不能滿足要求。而與此同時，配套完善、即裝即用的幾十個國外刀具品牌則虎視眈眈，使得對具國產化工作處於明顯的被動（dòng）狀態。

國（guó）內刀具製造（zào）商參與國（guó）際化競爭對策

     從 20 世紀八十年代開始，在世界製（zhì）造業的發展及製造技術進步的帶（dài）動下，切（qiē）削技術和刀具（jù）逐漸進入了高（gāo）速（sù）、高效、創新工藝的發展新階段，切（qiē）削加工的效率成倍提高，為製造業的發展作出了重要貢獻。高效的（de）切（qiē）削工（gōng）藝和刀具已成為汽（qì）車製造業的基礎工藝和關鍵技術。高速切削、幹切削、硬切削等新的切削工藝（yì）正在改變傳統的加工工藝（yì），顯現出強大的生命（mìng）力（lì）。筆（bǐ）者認為，國內刀具製造商（shāng）要參與國際化競爭，最（zuì）根本的就是提升企業整體刀具（jù）技術水平，具體來說要在以下三個方麵下功夫。

一（yī）、 加快刀具新技術的研發。

     首先要全麵（miàn）提（tí）高硬質合金為（wéi）主的各（gè）種（zhǒng）刀具材料性能。在各種刀具材料的發展中，硬質合金起著（zhe）主（zhǔ）導作用（yòng），此外，其它刀具材料的（de）性能也得到了顯（xiǎn）著改善（shàn），擴（kuò）大（dà）了（le）各（gè）自（zì）的應用領域（yù），形（xíng）成了各種刀具材料既有獨特優勢、使用範圍又相互取代補充（chōng）的整體格局。正（zhèng）是刀具材料全麵、迅（xùn）速的發（fā）展為當今高速、高效的金屬切削加工奠定了基礎。

     硬質合金的性能不斷改（gǎi）進，應用麵不斷擴大，成為切削加工的主要刀具材（cái）料，對推動切削效（xiào）率的提高起到了重要作用。首先，細顆粒（lì）、超細（xì）顆粒硬質合金材料的開發顯著提（tí）高了硬質合金材料（liào）的強度和韌性，用它（tā）製（zhì）造的整體硬質合金刀具（尤其是量大麵廣的中（zhōng）小規格（gé）通用（yòng）刀具如鑽頭、立銑（xǐ）刀、絲錐等）用於替代傳統的高速鋼刀具，使切（qiē）削速度和加工效率大幅度提高，把量大麵廣的通（tōng）用刀具帶入（rù）了高速（sù）切削（xuē）範圍。其次，硬質合（hé）金加壓燒結等新工藝的開發和應用，提（tí）高了硬質合金（jīn）的內在（zài）質量，針對不同加工需求開發專用牌號的做法（fǎ）進一步提高了硬質合（hé）金（jīn）的使用（yòng）性（xìng）能。開發了具有良好抗塑性變形能力和韌性表層的梯度硬質合金，作為化（huà）學塗層（céng）硬質合金刀片牌號的基體材料，提高了塗層硬質合金刀片的切削性（xìng）能和（hé）應用範圍。

     陶瓷和金屬陶瓷刀具材料品種增多，強度和韌性提高，應用領域和加工範圍不斷擴大，在鋼（gāng）材、鑄鐵的精加工、半精加工中代替硬質合金，提高了加工效率（lǜ）和產（chǎn）品質量。目前，此（cǐ）類刀（dāo）具材料不僅可用於單（dān）件、小批量生產，而且已應（yīng）用於流水（shuǐ）線的批量生產，由於價格較低，可作為幹切削、硬（yìng）切削的首選刀具。

     PCD、CBN超硬刀具材料改性和製造工藝（yì）的改進，使其應用領域不（bú）斷擴大（dà）。用 CBN 製造的缸孔（kǒng）鏜刀已可（kě）用在自動生產（chǎn）線以及鑄鐵、淬硬件（jiàn）的加工中，並從精加工領域擴大（dà）到半精加工領域，使切削加工效（xiào）率（lǜ）大幅提高。鋁合金是（shì）汽車工業廣泛使用的重要材料，鋁合金的高（gāo）效加工是一項關鍵技術。目前，由於廣泛應用各種高性能 PCD 刀具，使（shǐ）切削效率顯著提高，最高切削速度已達 7000m/min 。產品已從車刀（dāo）、麵（miàn）銑刀擴大到立銑刀、鑽頭、鉸刀、成形刀（dāo）具等；

     其（qí）次要將塗層（céng）作為提高刀具性能的關鍵技術。刀具塗層技術近（jìn）幾年取得了重大進展，表麵塗層成為（wéi）提高刀具性能（néng）的關鍵技術。化學塗層 (CVD) 仍然是可轉位刀片的主要塗層工藝，已開（kāi）發出中溫（wēn） CVD 、厚膜 Al 2 O 3 、過渡層等新工藝，在改進基體材料的基礎上（shàng），使 CVD 塗層的耐磨性和韌性均（jun1）得到（dào）提高； CVD 金剛石塗層（céng）也取得了較大進（jìn）展，提（tí）高了塗層表麵光潔度，並進入實用階段。目前，國外（wài）硬質合金可轉位刀片的塗層比例已達（dá） 70% 以上。在此期間，物（wù）理塗層 (PVD) 的進展尤為引人注目，在塗層爐結構、工藝過程、自動控製技術等方麵都取得了新進展，不僅開發了適用於（yú）高速切削、幹切削、硬切削的高耐熱性塗層 ( 如超級 TiAlN) 以及綜合性能更好的 TiAlCN 通用塗層和 DLC 、 W/C 減摩塗層，而且通過對塗層結構的創新，開發了納米、多層結構，大幅度提高了塗層硬度和韌性。

     PVD 塗層技術的新進展，顯示了塗層技術對提高刀具性能的巨大潛力和獨（dú）特優勢，通過對塗層工藝參數（shù）的控（kòng）製和對靶材、反應氣體的調整，可不斷（duàn）開發出新的高性能塗層，以滿足（zú）加工多樣（yàng）性的需要。塗層技術將成為提高（gāo）和改（gǎi）善刀具性能的捷徑，有（yǒu）著十分廣闊的應用前景（jǐng）。

二、刀具結構的不斷創新

     隨著製造業的高速發展，汽車工業、航（háng）空航天工業、模（mó）具工業等重點產業部門對切（qiē）削加（jiā）工不斷提出更高要求，推動著可轉位刀具的持續發展。為汽（qì）車工業流水線開發的專用成套刀（dāo）具突破了傳統的按需供刀、 “ 閉門造刀 ” 的做（zuò）法，成為革（gé）新加工工藝、提高加工效率、降低加工成本的重要工藝因素，發揮（huī）著重要的作用。

     汽車工業（yè）的敏捷製造成為推動可轉位刀具結構創新的（de）強大動力，促進了多功能麵銑刀、各種模塊式立銑刀係統、大進給銑刀等高效加工刀具不斷湧現。為滿足高效（xiào）加工鋁合金構件的需要，開發出了結構（gòu）新穎的鋁合金高速加工麵銑刀等先進刀具。

     隨著五軸聯動數控工具磨床功能的（de）完善及普及應用，使立銑刀、鑽（zuàn）頭等通用刀具的幾何參數進（jìn）一步多樣化，改變了標準刀具參數 “ 千篇一律 ” 的傳統格局（jú），可（kě）適應不同的被加工材料（liào）和（hé）加工條件，切削性能也相應提高。一些創新（xīn）的刀具結構還可（kě）產生新的（de）切削效果，如不（bú）等螺旋角立（lì）銑刀與標準（zhǔn）立銑刀相比，可有效遏製刀具的振動，提高加工光潔度，增大刀具（jù）的切削深度和進給速度。硬質合金（jīn）絲錐及硬質合金螺紋銑刀的開發將螺（luó）紋加工效率提高到高速切削的水平，尤其（qí）是硬（yìng）質合金螺紋銑（xǐ）刀，不（bú）僅加工效（xiào）率高（gāo），而且通用性好，可顯著（zhe）降低刀具費用。

三、重視配套（tào）技術和刀（dāo）具管理

     切（qiē）削加工配套技術 ( 包括刀（dāo）柄與機床主軸的聯接（jiē）方式、刀具在刀柄中（zhōng）的夾緊方式、刀具（jù）係統平衡及刀具管理等 ) 是（shì）隨著切削加工技術的進步而逐（zhú）漸發展起來的，是現代切削技術不可缺少的組成部分，並與切削（xuē）技術和刀（dāo）具保持著快速同步發展，不斷改（gǎi）變著切削技術的內涵，推動切（qiē）削技（jì）術進（jìn）步。

     隨著切削技術的（de）發（fā）展，工具行業正經（jīng）曆著（zhe）經營機（jī）製的變革。麵對日（rì）益更（gèng）新的生產模式和新的工件材料，刀具已不再是可以 “ 一售了之 ” 的簡單商品，而是優化加工工序或生（shēng）產線（xiàn）加工技術的（de）重要工（gōng）藝因素。刀具製造商必須能為用戶提供成套加工技術（shù），幫助用戶實現提（tí）高（gāo）加工效率和（hé）產品質量、降低製造成本的目標，這已成為國外刀具製造商業務發展的方向和經營宗旨。目前，刀具製造商通過各種形式的“為用戶服（fú）務 ”、“ 提供解決（jué）方案 ”等經營模式，將工具行業（yè）帶（dài）入一個更高的發展階段。事實證明，國外刀具製造商的這種做法有利於製造業整體水平的不斷提高，為（wéi）用戶帶來（lái）更大的經濟（jì）效益，必將受到用戶的歡迎。

     刀具管理（lǐ） (ToolManagement) 是刀具總承包，就是將某一個工廠的刀具外包到一個公司（sī）整體管理（lǐ），以適應各種各（gè）樣的刀具需要，全（quán）麵（miàn）提供包括刀具采購、庫存（cún）管理、修磨、清潔（jié）調整（zhěng）、配送（sòng）等成套的服務。根據瓦爾特提供（gòng）的資料表明，刀（dāo）具所占成（chéng）本僅占 3% 左右，但（dàn）投（tóu）入生產之中將會影響生產效（xiào）率（lǜ）的 20% ～ 30% ，因此，成本（běn）降低的概念，就需要采用高效刀具，適當增加刀具費用，強化刀具管理，對提高生產企業的競爭力非常重要。

     刀具管理 (ToolManagement) 的概念首先出現於美國。它（tā）的（de）核心是通過刀具外包達到以下目的：減少初期投入 ( 刀具重磨可以委外進行或由刀具管理供應商進（jìn）行 ) ；減少（shǎo）庫存資金 ( 刀具庫存資金由刀具管（guǎn）理供應商承擔 ) ；減少（shǎo）管理成本，使企業將精力放在自己的核（hé）心競（jìng）爭力上。在上世紀 90 年代末（mò）到本世紀初，對具管理在美國和歐洲得以推廣應用。由於歐美市場上刀（dāo）具供應商較為成熟，各方操作比較規範，刀具管理漸漸得到用戶的認可。對於美國或德（dé）國的用戶，大量成熟的刀具製造商就在當地辦廠，用戶可以獲得非常及時的服務。這對於刀具管理的開展無疑提供（gòng）了極大的（de）便利。而在中國，這條路似乎未得有些遲緩，隻（zhī）是在汽（qì）車行業率先應用。由於目前國內刀具市場仍然以進口刀具為（wéi）主體，特別是刀具供應方麵，信息傳遞、生產周期（qī）、報關運輸（shū）等等均會給刀具管理設置障礙，由此而引起的（de）停（tíng）產將是用戶可以承（chéng）受的底（dǐ）線；另外，一種擔心的心理目（mù）前還無法排除，即用戶對刀（dāo）具（jù）管（guǎn）理供應（yīng）商產生強烈的依賴，在下一輪選擇中如選中另一家新的刀具（jù）管理（lǐ）供應商，將不可避免地（dì）混亂一段肘（zhǒu）間。這主要是由於作（zuò）為（wéi）刀具管理的用戶本身也不夠成（chéng）熟，其次是中國市場可（kě）供選擇的刀具管理供應商（shāng）還很少。

     此外，提升（shēng）企業整體刀具技術水平還需從基礎做起，解決好加工典型零件的關鍵刀具。如曲軸粗加工，由於發動（dòng）機曲軸自身結（jié）構的特殊性（xìng），目前（qián）國內（nèi）轎車曲軸生產線多為高速柔性生產線 FTL(Flexible Transfer Line) ，這種生產線的特點（diǎn）是不僅可（kě）以（yǐ）加工同係（xì）列曲軸，而且還可加工變型產品、換代產品和新產品（pǐn）。 對於（yú）曲軸（zhóu）平衡塊側（cè）麵需加工，主軸頸加工應優先選用 CNC 內銑或 CNC 高（gāo）速外銑，連杆頸（jǐng）的加工用（yòng） CNC 高速外銑。如果（guǒ）毛坯是鍛鋼毛坯， CNC 內銑（xǐ）更有利於斷屑。不宜采用 CNC 車 - 車拉，由於平衡塊側麵是斷（duàn）續車削，曲軸轉速又很高（gāo） ( 約 1000r/m) ，崩刀現象很嚴重。 對於曲軸平衡塊側麵不（bú）需加工（gōng），主軸頸加工選用 CNC 車 - 車拉比較合理，加工（gōng）精度高。由（yóu）於（yú）連杆頸軸線不在一條（tiáo）中（zhōng）心線上，如六拐（guǎi）曲軸，用車 - 車拉加工就有一些麻煩， CNC 高（gāo）速外銑就（jiù）比較合理。 對（duì）於軸頸有沉割（gē）槽的曲軸，此時 CNC 車 - 車（chē）拉體現出其優越性，若軸向有沉（chén）割（gē）槽， CNC 高速外銑和 CNC 內銑不能加（jiā）工，而車（chē） - 車拉能加工。

     在現代汽車工業中，平（píng）麵銑削應用極為普遍。為適應汽車工業的需要，工具製（zhì）造廠商也（yě）推出了銑削鑄鐵（tiě）及其它材料的銑刀和刀片係列。這些（xiē）刀（dāo）具、刀片使得加工效率和零件表麵質量都得到大幅度的（de）提高。

     選用高硬度、高（gāo）強度的刀具材料，再附以適當的塗層，是延（yán）長刀（dāo）具壽命的首要措施。但是，改進刀具幾何形狀，也是增加刀具壽命（mìng）的重要手段，特別（bié）是銑削鑄（zhù）鐵時。在（zài）汽車工業中，加工一係列合金鑄鐵，包括灰鑄鐵、球墨鑄鐵和高（gāo）密度球墨鑄鐵，這些鑄鐵都有不同的加工特性，其中灰鑄鐵含有網狀硬（yìng）組織，表現為脆性，加工時（shí），刀具易產（chǎn）生崩刃；球墨鑄鐵和高密度球墨鑄鐵有一定塑性，可產生鐵屑，但刀（dāo）具切出時，工件也會產生 “ 翻邊 ” ，導致刀尖損壞。因此，對銑刀（dāo）幾何（hé）角度（dù）進（jìn）行改進是很重要的。比（bǐ）如，按傳統，加工鑄鐵的銑刀帶有負的軸向和徑向前角 ( 雙負角銑刀 ) ，這種負的幾何（hé）角度使（shǐ）刀刃比較牢固 。相反，正負角銑刀 ( 軸向正前角、徑向負前角（jiǎo） ) 切削（xuē）平穩，也降低了機床功率要求，更便（biàn）於采用先（xiān）進的刀具材（cái）料。

     高速鑽頭切削也是一種高（gāo）速大進給量（liàng）的發展趨（qū）勢，類似球頭立銑刀（dāo）切削條（tiáo）件的發展趨勢。切削實踐表明，提（tí）高切削速度有利（lì）於切屑形態的合理化和改善加（jiā）工表麵的粗（cū）糙度，預計今後仍將沿著（zhe）高（gāo）速切削的方向發展；提高進（jìn）給量對斷屑排屑和延長刀具壽命非常（cháng）有利，因（yīn）此，今後也仍將沿著大進給的方向不（bú）斷發展（zhǎn）。

     近（jìn）幾年來，我國工具行（háng）業在麵向國內國際市場激烈競爭中，積極進行重點技（jì）術改（gǎi）造（zào），引進國外先進技術和設備（bèi），提高企業（yè）的技術製（zhì）造能力和市場（chǎng）競爭活力方麵有了長足的進步（bù）。但是，必須清醒地看到，國內工具行業在技術水平、生（shēng）產工藝和製造設備等方麵與國外工具企業相比（bǐ），還存在較大差距，其刀具（jù）壽命、加工質量（liàng）很難滿足用戶的要求。因此，國內刀具製造商還有大量的工作（zuò）要做，任重而道遠。