發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，其零件制造工藝水平普遍高于其它汽車零件。涂層刀具、陶瓷刀具、超硬刀具等先進(jìn)刀具在發(fā)動(dòng)機(jī)制造工藝中獲得了廣泛應(yīng)用。我國(guó)的汽車生產(chǎn)線(特別是轎車生產(chǎn)線)大部分是從國(guó)外引進(jìn)的，在投產(chǎn)時(shí)生產(chǎn)線上主要采用進(jìn)口刀具，刀具切削用量也采用國(guó)外推薦值。這些刀具集新材料、新工藝、切削原理、表面處理等各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)于一身，具有高性能、高壽命、高可靠性的特點(diǎn)，基本上代表了現(xiàn)代刀具技術(shù)的先進(jìn)水平。
發(fā)動(dòng)機(jī)和刀具的羈絆
三菱發(fā)動(dòng)機(jī)
國(guó)內(nèi)新投產(chǎn)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線在制造技術(shù)上有三個(gè)比較明顯的趨勢(shì)：
高速化
實(shí)現(xiàn)高速切削加工的基本要求是：①使用能實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)床主軸;②采用帶強(qiáng)力夾頭的高精度、高剛性HSK刀柄;③采用涂層硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷、CBN、PCD等先進(jìn)刀具。
柔性化
柔性化是發(fā)動(dòng)機(jī)制造的發(fā)展趨勢(shì)之一。在傳統(tǒng)自動(dòng)線的局部工位用CNC或加工中心來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性加工的生產(chǎn)線稱為柔性自動(dòng)線(FTL)，一般日本工廠使用較多。用專用加工中心構(gòu)成的柔性制造系統(tǒng)則主要用于缸蓋和缸體加工。從產(chǎn)量角度分析，可以達(dá)到從傳統(tǒng)的FMS系統(tǒng)起步產(chǎn)量的年產(chǎn)5萬(wàn)件到傳統(tǒng)自動(dòng)線的產(chǎn)年20萬(wàn)件。
高效率
從日本汽車制造業(yè)的情況來(lái)看，平均每5年切削效率提高28%，其中切削速度平均提高19%，進(jìn)給量平均提高8%，而最近幾年切削效率的提高幅度在30%以上。目前制造發(fā)動(dòng)機(jī)主要零件的生產(chǎn)節(jié)拍已經(jīng)縮短到30～40秒，比十幾年前縮短了50%以上。例如，用高速加工中心銑削加工灰鑄鐵材料的缸體，切削速度可達(dá)到V=700～1500m/min，刀具采用CBN刀片。銑削加工鋁合金缸體、缸蓋時(shí)，廣泛采用PCD刀具，考慮到高速回轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的離心力，故刀體采用高強(qiáng)度鋁合金材料制作。
總之，發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)一個(gè)明顯的走向就是采用高速加工技術(shù)來(lái)提高效率，縮短交貨時(shí)間，降低生產(chǎn)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
刀具市場(chǎng)現(xiàn)狀
汽車工業(yè)是專用刀具應(yīng)用最多的行業(yè)，也是衡量一個(gè)國(guó)家或一個(gè)刀具公司技術(shù)水平高低的標(biāo)志。我國(guó)的汽車生產(chǎn)線(特別是轎車生產(chǎn)線)大部分是從國(guó)外引進(jìn)的，而刀具主要是隨設(shè)備一起進(jìn)口的。目前，國(guó)內(nèi)的汽車生產(chǎn)線有美國(guó)型、歐洲型和日韓型，以及以歐洲設(shè)備為主的自主型。
這樣，在中國(guó)就活躍著五大刀具派系主流：一是山特系(包括山高)，山特維克公司有著龐大而復(fù)雜的刀具分支，在中國(guó)市場(chǎng)銷量最大;二是美國(guó)系，主要以肯納、英格索爾、萬(wàn)耐特等為代表;三是歐洲系，主要以德國(guó)為主，包括MAPAL、Guehring、Widia、TITEX、瓦爾特等;四是日韓系，包括三菱、住友、東芝、OSG、黛杰、不二越、日立等，以及韓國(guó)的Taegutec、KORLOY公司;五是以色列系，主要是ISCAR(伊斯卡)。這些公司幾乎填滿了汽車刀具的市場(chǎng)空間。在一些大型汽車制造廠，國(guó)產(chǎn)化刀具可能只占總項(xiàng)目的10%左右，因此，進(jìn)口刀具仍占有主導(dǎo)地位。
我們的短板
國(guó)內(nèi)刀具行業(yè)的總體狀態(tài)是起點(diǎn)低、起步晚，先進(jìn)的數(shù)控刀具僅僅是隨著近年來(lái)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展才開(kāi)始研發(fā)生產(chǎn)，因此數(shù)控刀具產(chǎn)品基礎(chǔ)比較薄弱，發(fā)展速度緩慢，競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。國(guó)外刀具行業(yè)能大舉搶灘中國(guó)市場(chǎng)的主要原因是：國(guó)外刀具產(chǎn)品檔次高、品種全、質(zhì)量好;而且刀具是與機(jī)床緊密聯(lián)系在一起的，國(guó)外機(jī)床往往選用在國(guó)外已經(jīng)配套使用的刀具;再加上國(guó)產(chǎn)刀具品種不全，在產(chǎn)品精加工、高性能切削以及有特殊要求時(shí)也大多使用國(guó)外刀具。諸多因素的綜合作用形成了國(guó)產(chǎn)刀具的被動(dòng)局面。
實(shí)現(xiàn)刀具國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)程存在重重阻力，有著先天性的系統(tǒng)障礙。以轎車生產(chǎn)線為例，我國(guó)在引進(jìn)轎車車型和數(shù)控自動(dòng)生產(chǎn)線的初始階段，往往并不重視刀具的國(guó)內(nèi)配套問(wèn)題，沒(méi)有及時(shí)提升國(guó)內(nèi)轎車刀具的技術(shù)水平。引進(jìn)生產(chǎn)線后，隨之而來(lái)的專用刀具、工具品種規(guī)格繁多，工藝技術(shù)、專業(yè)化程度要求又很高，現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)刀具的品種、質(zhì)量、供貨和服務(wù)能力均難以滿足要求。而與此同時(shí)，配套完善、即裝即用的幾十個(gè)國(guó)外刀具品牌虎視眈眈，使得刀具國(guó)產(chǎn)化工作舉步維艱，明顯處于被動(dòng)狀態(tài)。
國(guó)內(nèi)外刀具水平對(duì)比
從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，在世界制造業(yè)發(fā)展及制造技術(shù)進(jìn)步的帶動(dòng)下，切削技術(shù)和刀具逐漸步入了高速、高效、創(chuàng)新工藝的發(fā)展新階段，切削加工效率成倍提高，為制造業(yè)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。高效的切削工藝和刀具已成為汽車制造業(yè)的基礎(chǔ)工藝和關(guān)鍵技術(shù)。高速切削、干切削、硬切削等新的切削工藝正在改變傳統(tǒng)的加工工藝，顯現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力。筆者認(rèn)為，國(guó)內(nèi)刀具制造商要參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，最根本的出路就是提升企業(yè)的整體刀具技術(shù)水平。
我們必須清醒地看到，國(guó)內(nèi)工具企業(yè)在技術(shù)水平、生產(chǎn)工藝和制造設(shè)備等方面與國(guó)外同行相比還存在較大差距，生產(chǎn)的刀具產(chǎn)品在加工質(zhì)量、使用壽命、可靠性、技術(shù)服務(wù)等方面還不能完全滿足用戶日益增長(zhǎng)的需求。因此，任重而道遠(yuǎn)，我們還有大量的工作要做，還有很長(zhǎng)的路要走，我們還要加倍努力。
發(fā)動(dòng)機(jī)和刀具的羈絆
三菱發(fā)動(dòng)機(jī)
國(guó)內(nèi)新投產(chǎn)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線在制造技術(shù)上有三個(gè)比較明顯的趨勢(shì)：
高速化
實(shí)現(xiàn)高速切削加工的基本要求是：①使用能實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)床主軸;②采用帶強(qiáng)力夾頭的高精度、高剛性HSK刀柄;③采用涂層硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷、CBN、PCD等先進(jìn)刀具。
柔性化
柔性化是發(fā)動(dòng)機(jī)制造的發(fā)展趨勢(shì)之一。在傳統(tǒng)自動(dòng)線的局部工位用CNC或加工中心來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性加工的生產(chǎn)線稱為柔性自動(dòng)線(FTL)，一般日本工廠使用較多。用專用加工中心構(gòu)成的柔性制造系統(tǒng)則主要用于缸蓋和缸體加工。從產(chǎn)量角度分析，可以達(dá)到從傳統(tǒng)的FMS系統(tǒng)起步產(chǎn)量的年產(chǎn)5萬(wàn)件到傳統(tǒng)自動(dòng)線的產(chǎn)年20萬(wàn)件。
高效率
從日本汽車制造業(yè)的情況來(lái)看，平均每5年切削效率提高28%，其中切削速度平均提高19%，進(jìn)給量平均提高8%，而最近幾年切削效率的提高幅度在30%以上。目前制造發(fā)動(dòng)機(jī)主要零件的生產(chǎn)節(jié)拍已經(jīng)縮短到30～40秒，比十幾年前縮短了50%以上。例如，用高速加工中心銑削加工灰鑄鐵材料的缸體，切削速度可達(dá)到V=700～1500m/min，刀具采用CBN刀片。銑削加工鋁合金缸體、缸蓋時(shí)，廣泛采用PCD刀具，考慮到高速回轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的離心力，故刀體采用高強(qiáng)度鋁合金材料制作。
總之，發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)一個(gè)明顯的走向就是采用高速加工技術(shù)來(lái)提高效率，縮短交貨時(shí)間，降低生產(chǎn)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
刀具市場(chǎng)現(xiàn)狀
汽車工業(yè)是專用刀具應(yīng)用最多的行業(yè)，也是衡量一個(gè)國(guó)家或一個(gè)刀具公司技術(shù)水平高低的標(biāo)志。我國(guó)的汽車生產(chǎn)線(特別是轎車生產(chǎn)線)大部分是從國(guó)外引進(jìn)的，而刀具主要是隨設(shè)備一起進(jìn)口的。目前，國(guó)內(nèi)的汽車生產(chǎn)線有美國(guó)型、歐洲型和日韓型，以及以歐洲設(shè)備為主的自主型。
這樣，在中國(guó)就活躍著五大刀具派系主流：一是山特系(包括山高)，山特維克公司有著龐大而復(fù)雜的刀具分支，在中國(guó)市場(chǎng)銷量最大;二是美國(guó)系，主要以肯納、英格索爾、萬(wàn)耐特等為代表;三是歐洲系，主要以德國(guó)為主，包括MAPAL、Guehring、Widia、TITEX、瓦爾特等;四是日韓系，包括三菱、住友、東芝、OSG、黛杰、不二越、日立等，以及韓國(guó)的Taegutec、KORLOY公司;五是以色列系，主要是ISCAR(伊斯卡)。這些公司幾乎填滿了汽車刀具的市場(chǎng)空間。在一些大型汽車制造廠，國(guó)產(chǎn)化刀具可能只占總項(xiàng)目的10%左右，因此，進(jìn)口刀具仍占有主導(dǎo)地位。
我們的短板
國(guó)內(nèi)刀具行業(yè)的總體狀態(tài)是起點(diǎn)低、起步晚，先進(jìn)的數(shù)控刀具僅僅是隨著近年來(lái)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展才開(kāi)始研發(fā)生產(chǎn)，因此數(shù)控刀具產(chǎn)品基礎(chǔ)比較薄弱，發(fā)展速度緩慢，競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。國(guó)外刀具行業(yè)能大舉搶灘中國(guó)市場(chǎng)的主要原因是：國(guó)外刀具產(chǎn)品檔次高、品種全、質(zhì)量好;而且刀具是與機(jī)床緊密聯(lián)系在一起的，國(guó)外機(jī)床往往選用在國(guó)外已經(jīng)配套使用的刀具;再加上國(guó)產(chǎn)刀具品種不全，在產(chǎn)品精加工、高性能切削以及有特殊要求時(shí)也大多使用國(guó)外刀具。諸多因素的綜合作用形成了國(guó)產(chǎn)刀具的被動(dòng)局面。
實(shí)現(xiàn)刀具國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)程存在重重阻力，有著先天性的系統(tǒng)障礙。以轎車生產(chǎn)線為例，我國(guó)在引進(jìn)轎車車型和數(shù)控自動(dòng)生產(chǎn)線的初始階段，往往并不重視刀具的國(guó)內(nèi)配套問(wèn)題，沒(méi)有及時(shí)提升國(guó)內(nèi)轎車刀具的技術(shù)水平。引進(jìn)生產(chǎn)線后，隨之而來(lái)的專用刀具、工具品種規(guī)格繁多，工藝技術(shù)、專業(yè)化程度要求又很高，現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)刀具的品種、質(zhì)量、供貨和服務(wù)能力均難以滿足要求。而與此同時(shí)，配套完善、即裝即用的幾十個(gè)國(guó)外刀具品牌虎視眈眈，使得刀具國(guó)產(chǎn)化工作舉步維艱，明顯處于被動(dòng)狀態(tài)。
國(guó)內(nèi)外刀具水平對(duì)比
從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，在世界制造業(yè)發(fā)展及制造技術(shù)進(jìn)步的帶動(dòng)下，切削技術(shù)和刀具逐漸步入了高速、高效、創(chuàng)新工藝的發(fā)展新階段，切削加工效率成倍提高，為制造業(yè)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。高效的切削工藝和刀具已成為汽車制造業(yè)的基礎(chǔ)工藝和關(guān)鍵技術(shù)。高速切削、干切削、硬切削等新的切削工藝正在改變傳統(tǒng)的加工工藝，顯現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力。筆者認(rèn)為，國(guó)內(nèi)刀具制造商要參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，最根本的出路就是提升企業(yè)的整體刀具技術(shù)水平。
我們必須清醒地看到，國(guó)內(nèi)工具企業(yè)在技術(shù)水平、生產(chǎn)工藝和制造設(shè)備等方面與國(guó)外同行相比還存在較大差距，生產(chǎn)的刀具產(chǎn)品在加工質(zhì)量、使用壽命、可靠性、技術(shù)服務(wù)等方面還不能完全滿足用戶日益增長(zhǎng)的需求。因此，任重而道遠(yuǎn)，我們還有大量的工作要做，還有很長(zhǎng)的路要走，我們還要加倍努力。