国内外机床及刀具的发展趋势

摘要：现代切削技术和高效先进刀具是制造业提高生产效率的最重要因素之一，目前，我国刀具发展和机床相比，有很大差距，大多数依然使用的是一些廉价的刀具，制约了制造业的现代化。刀具的产业发展从另一个方面会直接影响制约我国加工制造业的发展。

关键词：机床；刀具；发展；产业

1.中国机床产业发展趋势

1.1.产业发展趋势

中国机床行业目前产品门类比较齐全、具备一定的技术基础和制造能力，在强劲市场需求拉动下，产业的上升空间很大。

我国机床产品目前数控化率还比较低，地区和产业发展也不平衡，多种经济形式长期存在，这些因素都决定未来中国机床市场的中低需求将长期存在。

以研制重型机床、加工中心、数控车床、精密磨床、齿轮加工机床、电加工机床和锻压机床为代表的大型企业集团或专业化企业将逐渐形成并得到快速发展。产业的国际化将进一步提高，预计未来十年内进入世界机床百强的企业将增至10家。

随着国家区域经济规划的逐步落实，特别是市场配置资源手段在地区经济发展中作用的显现，机床行业的产业布局将呈现地域分布的特点。

1.2 .技术发展趋势

中国机床行业技术研究模式从被动式到主动创新转变，研究主体从单一向多元转变，市场需求成为研究的主要动力。在国家投资继续发挥导向性作用的同时，企业自筹资金、社会化融资、外资将成为技术投入的重要组成部分[1]。以企业为龙头、高校和科研院所参与形成的技术创新平台和同行业企业组成的产业创新联盟将发挥主导作用。由于研究模式的转变和研究投入的多元化，中国机床行业的技术研究国际化参与度将显著提升。浙江主要体现在两个方面：一是更多的企业开始与国际领先的研究机构或公司合作研究；二是更多的企业有能力为国际机床用户提供技术服务。

高精度、高速度、柔性化、智能化、绿色制造将成为中国机床行业发展的主要方向。

2.世界机床刀具技术发展成果与趋势

随着技术发展，5轴联动加工技术日趋成熟，东京、北京、芝加哥、汉诺威四大国际机床展览会上，每届都展出四五十台，甚至上百台五轴联动机床。各类复合机床纷纷亮相[2]。复合机床包括铣车复合、车铣复合、车磨复合、成形复合加工、特种复合加工等，并出现多主轴、多刀塔的复合机床，加工效率大大提高。

智能化提升了机床的功能和品质，在数控系统上得到了较多体现。在智能化方面具有更强的功能；断电保护功能、加工零件检测和自动补偿学习功能、高精度加工零件智能化参数选用功能。

机器人与主机的柔性化组合得到了广泛应用，机器人与加工中心、车铣复合机床、磨床、齿轮加工机床、刀具磨床、电加工机床、锯床、冲压机床、激光加工机床等组成多种形式的柔性单元和柔性生产线。

功能部件不断向智能化、高速度、高精度、大功率方向发展，并取得成熟的应用。如电主轴、全数字交流伺服电机及驱动装置、力矩电机、直线电机、滚珠丝杠、直线导轨等功能部件的性能指标不断提高。

发达国家数控刀具制造技术在刀具镀层技术、刀具材料、刀具结构设计、刀具系统、切削数据库等方面，都取得了突出成就，使数控刀具提高到一个崭新的水平。数字化、高精度、智能化、非接触测量仪器和在线测量技术取得新的进展，新的测量仪器和测量系统不断出现，以三坐标测量机为代表的精密测量仪器应用扩大；激光干涉测量系统和球杆仪在数控机床几何精度和运动精度的监测和监控中，得到了广泛应用[3]。通过计算机技术、通讯技术将数控机床、数控刀具、数控测量系统和加工工件以及相应的信息集成融合在一起，构成数字化闭环切削加工系统，成为计算机集成制造系统的基本单元。

现代数控机床既要高效率、高性能，又要节约能源、低能耗、低污染，加共过程对人友好和宜人化。要从机床的设计开始，材料选用、制造、使用过程直至机床报废回收，形成“绿色”的全过程。欧盟已经启动“绿色机床”研究项目，提出机床绿色和能耗标准设想，说明绿色制造技术开始起步。宜人化改进，如流线型外罩，宽敞的航空玻璃视窗；可调角度的控制面板和显示屏，可调节座椅；通过传输技术授权的开关钥匙，显示机床工作状态的可视光带等，外观造型简洁、明快，富于现代感。

3.中国机床产业与世界机床产业的差距

目前，中国机床产业仅仅在规模方面具有相对比较优势，与机床制造强国相比较，在研发、结构、服务能力等方面都存在明显的差距。

高性能数控系统和功能部件的发展滞后于主机，并已成为制约数控机床产业发展的瓶颈。自主创新能力不强。基础、关键、共性技术尚未完全掌握，以企业为主体，产学研用相结合，开放式、社会化的研发体系建设尚处于探索阶段。中国机床产业还没有实现由生产制造向服务制造模式的转型[4]。尤其是工程集成能力弱，为汽车等重点行业核心制造领域提供成套生产线还处于起步阶段。

产业集中度不高，企业多而散。主机企业大而不强，小而不精；配套能力弱，产业分工不清晰；与数控机床产业快速发展相适应的产业链体系还不够完善。

高端人才匮乏，尤其是缺少高端数控机床，数控系统和功能部件研发的领军人才；缺少高级技工；缺少具有国际化视野的复合型管理人才。目前，高端人才不足以成为制约数控机床产业快速、可持续发展的深层次原因。

4.中外机床企业面临的选择

合作共赢是中外机床企业所面临的必然选择。

合作，既包括中外企业间的合作，也包括国内企业间的合作，既包括主机企业与配套企业之间的合作，也包括企业与高校、科研院所之间的合作。合作领域包括研发与设计、制造、销售、培训等各个层面，在未来的10年内，中外企业针对汽车、航空航天、船舶、轨道交通、能源等国家重点核心制造领域的需求，在高档数控机床、数控系统、关键功能部件等领域开展合作。全行业应从不同的角度思考寻求合作的广度和深度，不应局限于技术、产品、制造层面的合作，应积极探索商业模式间的合作。

参考文献：

[1]肖明，熊清平. 从EMO2009欧洲国际机床展看现代数控系统的发展方向[J]. 制造技术与机床，2010（2）.

[2]张康. 第十届中国国际机床展览会特种加工机床评述[J]. 电加工与模具，2007（3）.

[3]杨帆. 第十二届中国国际机床展览会特种加工机床评述[J]. 电加工与模具，2011（3）.

[4]余杰. 第26届日本国际机床展览会见闻[J]. 制造技术与机床，2013（1）.