我国数控刀具研究与国外的差距

    为了尽早缩短并赶上国外先进水平，在国家政策的指引和扶持下，有重点地选择涉及工具行业技术发展的关键技术进行立项攻关，将对提升我国工具行业竞争实力和具备可持续发展能力，以适应国家装备制造业的发展需要具有非常重要的意义。在国家的支持和行业企业自身努力下，我国工具行业完全有可能大大加快缩小与国外先进水平差距的进程。
   
    我国在数控切削技术和数控刀具的研究、开发和制造上，与国外的主要差距反映在以下三方面：

（1）数控切削基础理论与技术方面，尤其是微观质量控制技术、与材料学科相关的金相组织结构分析与质量控制技术、新型难加工材料切削机理和技术的深入研究等。

（2）数控刀具制造技术及装备方面，特别在关键制造工艺及工艺过程对质量控制的稳定性上，如超细晶粒硬质合金基体、涂层工艺质量控制、超硬刀具刃口强化技术等；装备方面：数控工具磨床、刃口强化设备和涂层设备的开发和研制等。

（3）数控刀具应用技术及实验研究方面，针对不同行业、用户需求，尤其是新型难加工材料如高温合金、钛合金、硅铝合金、复合材料等工件加工，为用户提供科学、可靠、实用可行的数控刀具/可转位刀片及切削参数的切削数据库等信息平台。

    在量仪方面，与国外的差距更大。在这次调研中，明显感受到主要在以下三个技术领域差距大：

（1）数控机床测量技术与仪器方面，尤其是以激光测量系统为代表的高精度动态、静态数控机床精度及性能的测试技术以及精度补偿技术等。

（2）数控刀具测量技术与仪器方面，尤其是高精度CNC数控刀具测量技术，数控刀具在机测量技术，以及数控刀具预调测量技术与仪器。

（3）适用于生产现场的在机/在线数字化测量技术与仪器，特别是复杂精密轮廓加工的在机测量与反馈修正补偿技术与装置，如数控成形齿轮磨在机测量测量技术与装置，汽轮机叶片现场在线测量技术与装置等。 

三、装备制造业对工具行业需求分析

1．高速数控机床用新型工具系统——HSK等适用于高速高精度切削的、二面夹紧定位工具系统

    以HSK为代表的二面夹紧定位新型工具系统，是为了适应当今高速高效精密数控切削加工技术的发展、满足高档数控切削机床的先进加工性能要求而开发的。新型工具系统的特点是与机床主轴连接受力拉紧时，其锥面和端面同时接触定位，实现二面约束过定位，增强了高速切削加工时，数控机床主轴－刀具系统的动态刚性/连接强度和定位精度。其中典型的是已成为国际标准的HSK工具系统和山特维克公司的Capto工具系统。

    国内不少企业对HSK工具系统进行了少量试制和生产，由于缺乏对关键技术的深入研究开发，没有形成成套制造技术和批量生产能力。哈量于2005年兼并了德国凯狮公司后，经过消化吸收，逐步掌握了从产品设计到动平衡和精度检验等整套HSK工具系统系列批量制造技术和工艺，现在已经具备了年产5万多台套（全部外销）的能力，取得了明显成效。当然，在批量生产技术、工艺路线、产品质量检测和控制上，还有不足之处，尚待继续消化吸收、攻关创新，以便进一步缩小与国外的差距。上海工具厂、四川英格等企业也已经能少量生产HSK锥柄数控刀具，提供诸如上海通用汽车制造厂等用户需求。上工兼并上海附件一厂后，具备了批产常规工具系统的能力，已规划了“高速数控机床用新型刀柄系统项目”，引进设计制造技术、人才和关键设备，以达到年产HSK刀柄夹头2万件的生产能力。事实上，国内至今尚未建立起国家级和行业级的HSK工具系统的检测体系、基准传递体系、各级实物基准，以及产品质量认证体系。这项工作必不可少，应规划安排，尽早实施。

2．高效可转位刀具系列及超硬刀具

    高效可转位刀具系列和超硬刀具，是数控刀具中非常重要的领域，产品应用量大面广，不同应用领域所涉及的技术关键、攻关内容都将有所不同:所采用可转位刀片基体材质、涂层要求、刀片几何参数、刀片装夹方式、整体刀具结构设计等等都会有很大差异，技术难度大、攻关内容多。此外，带3维断屑槽型可转位刀片的设计制造技术，包括精密毛坯的压制烧结、刃口强化等都是有待攻关的内容。硬切削、超精切削以及包括复合材料在内的新型材料切削，进一步推动了超硬刀具的需求和发展。在高品质超硬刀具材料的开发与生产上我国仍有较大的差距，即使是国产超硬刀具，所采用的超硬刀片(PCD、CBN)材料多半从GE和DeBeers公司进口。3维形状超硬刀片的采用是近年超硬刀具发展的一种新趋势，其制造加工难度更大。高效可转位刀具系列方面，国内企业如株洲钻石、厦门金鹭、自贡硬质合金、陕硬、成量等都有生产，其中以株洲钻石生产规模最大，实力最为雄厚，总体水平最高，拥有一条据称达到世界一流水平的数控可转位刀片生产线，近年组建的研究中心，包括设计开发、使用技术研究、材料性能试验以及切削实验装备，具有良好的开发平台。而上工则在超硬刀具开发生产上，拥有较为成熟的设计和加工经验、先进精良的制造装备和成功的服务应用成效。

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