目前，我國(guó)
切削加工與刀具技術(shù)的水平與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家比較落后約20年，縮小這個(gè)差距，光有工具行業(yè)的努力是不夠的，還必須有用戶行業(yè)增加對(duì)刀具的投入，充分利用刀具在提高效率、降低成本、縮短交貨期、加快新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的作用。國(guó)外有數(shù)據(jù)表明，刀具占制造成本為2.5%~4%，但它卻直接影響占制造成本20%的
機(jī)床費(fèi)用和38%的人工費(fèi)用，因此，進(jìn)給速度和
切削速度每提高15%~20%可降低制造成本10% ~15%。說(shuō)明即使使用好的刀具會(huì)增加刀具的成本，但由于效率提高使機(jī)床費(fèi)用和人工費(fèi)用有很大的降低，這正是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)所采取的經(jīng)營(yíng)策略之一。目前，我國(guó)由于普通機(jī)床及服役超期的機(jī)床占多數(shù)，加上人工費(fèi)用較低，刀具對(duì)制造成本的影響到不了這個(gè)程度，但它投入少、見(jiàn)效快的特點(diǎn)很適合我國(guó)企業(yè)的現(xiàn)狀，同樣可以收到很好的效果。
為了縮小與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，我國(guó)刀具企業(yè)必須努力加快關(guān)鍵技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。
加快新型刀具材料的開(kāi)發(fā)
回顧機(jī)械加工發(fā)展的歷史，可以看出刀具材料的發(fā)展起著重大的推動(dòng)作用。在21世紀(jì)初刀具材料的發(fā)展將有兩個(gè)重要的趨勢(shì)。一是硬質(zhì)
合金刀具應(yīng)用范圍繼續(xù)擴(kuò)大、碳氮化鈦基硬質(zhì)合金(
金屬陶瓷)、超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金、梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金及硬質(zhì)合金與高速鋼兩種粉末復(fù)合的材料等將代替相當(dāng)一部分高速鋼刀具，包括鉆頭、
立銑刀、絲錐等簡(jiǎn)單通用刀具和齒輪滾刀、拉刀等精密復(fù)雜刀具，高速鋼刀具的比例進(jìn)一步減少。這樣，硬質(zhì)合金將在刀具材料中占主導(dǎo)地位，覆蓋大部分常規(guī)的加工領(lǐng)域。二是超硬刀具材料的使用將明顯增加，CBN由于硬高度、
化學(xué)穩(wěn)定性好、
熱膨脹系數(shù)小、
導(dǎo)熱率高等優(yōu)點(diǎn)，將成為高速加工黑色金屬、難加工材料以及進(jìn)行干切削、硬切削的主要刀具材料。隨著其
韌性的進(jìn)一步改善，它在切削刀具中的比例將有很大的提高。此外，CBN還是對(duì)黑色金屬實(shí)現(xiàn)超高速切削，突破 C.Salomon提出的臨界速度，從本質(zhì)上改善切削過(guò)程最有希望的刀具材料。PCD和單晶金剛石是高效精密加工
有色金屬、陶瓷、
玻璃、石墨等非
金屬材料最佳的刀具。隨著汽車(chē)、航空航天、電子、軍工等部
門(mén)對(duì)這些材料需求的增加，PCD的應(yīng)用也將更加廣泛。
加快涂層技術(shù)的開(kāi)發(fā)
刀具涂層技術(shù)自從問(wèn)世以來(lái)，對(duì)刀具性能的改善和加工技術(shù)的進(jìn)步起著非常重要的作用，涂層刀具已經(jīng)成為現(xiàn)代刀具的標(biāo)志，在刀具中的比例已超過(guò)50%。在21 世紀(jì)初，涂層刀具的比例將進(jìn)一步增加，有望在技術(shù)上突破CBN涂層技術(shù)，并且實(shí)用化，使CBN的優(yōu)良性能在更多的刀具和切削加工中得到應(yīng)用，甚至精密復(fù)雜刀具和成形刀具，這將全面提高加工黑色金屬的切削水平。此外，納米級(jí)超薄超多層和新型涂層材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用的速度將加快，涂層將成為改善刀具性能的主要途徑。
加快多功能及專(zhuān)用刀具的開(kāi)發(fā)
為了發(fā)揮以車(chē)削
加工中心和鏜銑類(lèi)加工中心為代表的
數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高加工效率，對(duì)復(fù)雜零件的加工要求在一次裝夾中進(jìn)行多工序的集中加工，并淡化傳統(tǒng)的車(chē)、銑、鏜、
螺紋加工等不同切削工藝的界限，是當(dāng)前提高
數(shù)控機(jī)床效率、加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的有效途徑。為此，也對(duì)刀具提出了多功能的新要求，要求一種刀具能完成零件不同工序的加工，減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時(shí)間，還可減少刀具的數(shù)量和庫(kù)存量，有利于管理和降低制造成本。較常見(jiàn)有多功能車(chē)刀、
銑刀，還有鏜銑刀、鉆 --銑螺紋--倒角等各種多功能刀具。與此同時(shí)，在批量
生產(chǎn)線上，針對(duì)工藝需要開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用刀具或智能刀具，可以提高加工效率和
精度，減少投資。有的專(zhuān)用刀具可將零件的加工時(shí)間降至原來(lái)的十分之一以下，效果十分顯著。應(yīng)用結(jié)構(gòu)復(fù)雜、具有多刀組合并可自動(dòng)進(jìn)給或調(diào)整精度的專(zhuān)用刀具，已成為衡量生產(chǎn)線技術(shù)水平的重要因素。在上世紀(jì)90年代新建的轎車(chē)變速箱同步器齒輪加工線上，用筒式拉刀拉齒代替原來(lái)的
插齒機(jī)，加工一個(gè)齒輪只要13秒。比原工藝提高幾倍，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，還節(jié)省了廠房面積。開(kāi)發(fā)通用的多功能刀具和針對(duì)用戶需要的專(zhuān)用刀具應(yīng)成為未來(lái)工具產(chǎn)品的重要組成部分。
為用戶提供成套切削技術(shù)
工具制造業(yè)要加快觀念更新，把用戶提供成套切削加工技術(shù)、革新加工方法作為發(fā)展方向和服務(wù)的內(nèi)容。隨著切削加工技術(shù)的進(jìn)步，工具制造企業(yè)對(duì)參與并影響切削加工的因素有了更加科學(xué)的認(rèn)識(shí)，并用于新產(chǎn)品、新技術(shù)開(kāi)發(fā)，規(guī)格品種多達(dá)數(shù)萬(wàn)個(gè)。這對(duì)于一般用戶來(lái)說(shuō)，面對(duì)日新月異的刀具材料、涂層牌號(hào)、結(jié)構(gòu)等的新產(chǎn)品和新技術(shù)，以及不斷涌現(xiàn)的各種加工難題，很難正確地選擇和應(yīng)用工具行業(yè)的新成果，以達(dá)到最佳的效果。為此，工具企業(yè)要從現(xiàn)在以“賣(mài)刀具”為主走上為用戶 “提供成套切削技術(shù)，解決具體加工問(wèn)題”的經(jīng)營(yíng)軌道，并根據(jù)自己產(chǎn)品的專(zhuān)業(yè)化方向，精通相應(yīng)的切削工藝，不斷創(chuàng)新開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品。另一方面，切削刀具的用戶行業(yè)，要充分挖掘切削加工和刀具的潛力，提高產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力，利用工具行業(yè)這個(gè)專(zhuān)業(yè)力量及其成果為企業(yè)的發(fā)展和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力服務(wù)。
此外，切削技術(shù)的發(fā)展要走機(jī)床、工具及產(chǎn)、學(xué)、研、用緊密結(jié)合的發(fā)展路子，這是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)，也是工具行業(yè)，正在走的發(fā)展道路。根據(jù)德國(guó)科隆福特汽車(chē)公司的資料，在汽車(chē)工業(yè)中，汽車(chē)制造商、機(jī)床制造商、工具制造商和研究所或高校四方的共同工作存在于預(yù)研、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)各個(gè)階段，工具制造商所占的份額都在20%左右，以高速切削為例，德國(guó)的高速切削技術(shù)由協(xié)會(huì)牽頭，以達(dá)姆斯塔特工業(yè)大學(xué)制造技術(shù)研究所為基地，由著名的工具廠、機(jī)床廠、汽車(chē)廠參加。與此相仿，美國(guó)由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所(NIST)與麥道公司、賓夕法尼亞大學(xué)等單位，研究高速
銑削時(shí)切削過(guò)程的動(dòng)態(tài)性能，以提高高速銑削的效率和
加工精度。法國(guó)的高速切削技術(shù)革新開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的參加單位包括機(jī)床廠、汽車(chē)廠、國(guó)家技術(shù)研究所(Cetin)和大學(xué)，這些國(guó)家的做法反映了21世紀(jì)制造技術(shù)及切削加工的發(fā)展特點(diǎn)。
