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我国刀具行业的创新与行业的转型
浏览数:312   发布时间:2016-12-19
今天,当我们正在为实施“十三五”规划而整装待发时,回顾“十二五”期间大家熟知的、与装备制造业相关的一些重大成就和发展趋势,一定会感受到我国工具行业在“十三五”期间所肩负的重大责任,并对即将面对的挑战和机遇作好充分准备。
  今天,当我们正在为实施“十三五”规划而整装待发时,回顾“十二五”期间大家熟知的、与装备制造业相关的一些重大成就和发展趋势,一定会感受到我国工具行业在“十三五”期间所肩负的重大责任,并对即将面对的挑战和机遇作好充分准备。
  首先,让我们看一看刀具的大用户汽车工业的状况。2009年,我国汽车产量达到1,379.10万辆,首次超过日本成为世界汽车第一生产大国。今年1-9月,我国汽车产销量均超过1,300万辆,到年底有望超过1,700万辆,为2005年产量的3倍多。“十二五”规划预测,到2015年,我国汽车产量将达到2000万-2500万辆。汽车工业的发展与切削加工和刀具密切相关。
  再看一看能源工业。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70万千瓦发电机组全部并网发电。在风电领域,截止2009年,我国风电新增装机容量达到1,380万千瓦,已超过美国,成为当年新增风电装机容量世界第一的国家;到2020年,风电装机容量将达到2.3亿千瓦,相当于13个三峡电站的发电量。在核电领域,今年10月20日,我国第一座自行设计建造的秦山核电站二期工程(3号机组)投入商业运行,至此,我国已有4个核电基地投入商业运行,核电机组数量达到13个,装机容量1,000万千瓦;到2020年,我国核电装机容量将达到4,000万千瓦。能源工业对先进切削刀具将会有很大需求。
  最近几年,我国高速列车技术发展很快,受到世界各国的高度关注。随着最近沪杭高铁的通车,我国投入运营的高速铁路运行里程已达7,431公里,居世界第一;随着2012年京沪高铁通车,我国的高速铁路里程将达到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为工具行业提供了新的发展机遇。
  在航空航天领域,我国具有自主知识产权的民用支线飞机AJR21已经有4架投入试飞,累计飞行时间600多小时,计划首架飞机将于明年交付用户运营。而大家期盼已久的国产大飞机C919的开发工作也进展迅速,将于2014年首飞,2016年交付用户使用,由此,将逐步结束我国民航工业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“嫦娥二号”探月飞船,使我国成为世界“探月俱乐部”的第5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将会变成现实。航空航天工业的难加工材料、复合材料的加工是切削技术的“制高点”,将会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。而且,很多新产品的开发和新材料的应用,也都离不开切削加工工艺和刀具的创新。回顾我国制造业在“十一五”期间获得的一个个世界第一,展望“十三五”期间更高的发展目标,我们有理由对中国工具行业抱有更高的期待。
  从我国刀具行业的现状来看,一方面,它对我国制造业的发展做出了重要贡献;但另一方面,与制造业在“十二五”期间的需求相比,它在产品结构调整、刀具创新和行业转型三个方面尚存在着一定差距。“十二五”期间,我们必须在这三个方面取得新的进展,以满足“十二五”发展规划对工具行业的需求,并为更长远的发展打下基础。
  首先,关于产品结构调整。如今,刀具材料已经进入了以硬质合金为主的时代,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,是现代切削技术实现高效加工最重要的保证。目前,我国硬质合金刀具所占的比例约为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。没有好的刀具材料,任何刀具创新和切削工艺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,涉及到行业结构的调整。除了现有的株洲钻石切削刀具股份有限公司外,必须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所占的比重。这是一项需要较大投入的工程,需要政府相关部门的引导和支持。
  其次,必须重视刀具创新问题。刀具的创新是推动切削技术进步和提高切削加工效率最重要的因素。现代刀具的创新表现在三个方面:
  第一,材料牌号的创新。它在目前的刀具创新中占到很大比例。国外一些具有硬质合金及超硬材料开发生产能力的综合性大公司,每年都会推出大量新的刀具材料牌号,成为它们刀具新产品的主要卖点。其开发思路是,根据应用领域的特点与要求,集成材料、涂层和槽型的优势,进行“对症下药”式开发,使刀片在一定的应用范围内具有性能优势,获得良好的加工效果,一般可使加工效率提高20%以上。因此,加快我国硬质合金刀具材料研发生产基地的建设势在必行。
  第二,刀具涂层的创新。自从涂层技术进入刀具应用领域以来,刀具涂层技术的发展非常迅速。随着涂层工艺、装备、成分创新开发的不断加快,它对刀具的改性作用也不断增强。由于涂层技术具有提高刀具性能效果显著、工艺柔性好、新牌号开发快等特点,不仅使刀具切削性能得到了很大提高和改善,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最重要的因素。至今,我国还不具备刀具涂层装备和工艺的自主开发能力,制约了我国切削技术的进步和涂层牌号的创新。因此,大力发展刀具涂层技术是当务之急。
  第三,刀具结构的创新。当前,刀具结构创新的势头十分强劲,显现出很大的潜力。在近几年的机床工具展览会上,刀具制造商竞相推出的各种刀具新结构成为大家关注的亮点。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。例如,可实现斜坡铣的铣刀结构,大大拓展了铣刀功能,减少了换刀时间,其结构特点已被推广至不同类型的铣削刀具上,形成了可进行斜坡铣的各种铣刀,推动了铣削工艺和铣刀的发展。此外,如大进给小切深铣刀、不等螺旋角消振立铣刀、刮光车刀片、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新型刀具结构层出不穷,不胜枚举。每种新型刀具的出现都会引起行业的极大关注,并迅速在行业中推广应用,对发展刀具品种、提高刀具性能起到很大的推动作用。我国许多刀具企业只做刀具,不生产刀具材料,因此必须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。除了要对硬件装备进行更新改造以外,还必须重视以下两方面的工作。
  一方面,要提高刀具从业人员(包括刀具的设计、制造、营销、服务等各方面人员)的金属切削知识与技能水平。为了实现刀具材料和涂层的创新,从事材料和涂层开发的专业人员必须掌握金属切削基本理论,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,如果不了解刀具的加工对象和使用要求,不会分析和解决使用中遇到的各种问题,就很难实现刀具创新。刀具的创新必须建立在熟练掌握和运用金属切削基础知识的基础上,企业必须重视和加强对员工的知识与技能培训,自己举办学习班或参加社会上举办的各种培训活动,都是达到这一目的的有效途径。
  另一方面,要加快刀具行业的转型。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,以及加工效率、效益提供商的转型。“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、发展方向和产品开发,从而准确、及时地确定自己产品的发展方向,并从制造业和用户那里获取创新动力。我国已有众多刀具企业正在实践着这种转型,并取得了不同程度的效果。但是,从我国工具行业总体上看,还远远不能满足制造业的需求,主要表现在对制造业的需求反应不快,对市场的应变能力和创新能力较弱。因此,还需要加大转型力度。
  为用户服务是现代刀具行(企)业必须具备的基本功,只有通过提供技术服务(而不只是提供产品)才能使自己的产品优势和技术优势变成用户的效益,并在服务中获得刀具创新的第一手信息。刀具作为生产力的工具要素,只有在实际应用中,才能不断发现问题并有所创新。此外,通过服务,还能提前获得用户新的需求信息。
  行业的转型也需要政府的大力支持。国家在确定重大项目时,应将配套的切削技术和刀具研发工作交给刀具行业承担,以提高刀具行业为制造业服务的能力。这方面的一个成功例子是,当年为了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,对刀具行业的发展起了很好的推动作用。
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