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近年來，隨著切削加工工件材料和加工技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，超硬材料刀具、粉末冶金刀具等高端刀具產(chǎn)品得到了越來越廣泛的應(yīng)用。此外，機床的飛速發(fā)展也激勵著刀具制造水平的步伐加快。“過去國內(nèi)刀具產(chǎn)業(yè)以中低端產(chǎn)品為主，模仿拷貝國外高水平刀具模式的現(xiàn)象十分普遍，而過度的模仿抑制了研發(fā)創(chuàng)新的腳步。如今越來越多的國內(nèi)刀具廠商開始將注意力轉(zhuǎn)移到了新技術(shù)的開發(fā)上，這對刀具產(chǎn)業(yè)的整體水平提升將帶來良好的推動作用。” 中國刀協(xié)常務(wù)理事楊曉在談及刀具研發(fā)創(chuàng)新對于行業(yè)的發(fā)展時如此表示。而在他看來，想要讓刀具整體水平上升到一個新的高度，制造企業(yè)的研發(fā)思路絕不僅僅是技術(shù)革新這么簡單。
整體性研發(fā)與刀具結(jié)構(gòu)不能忽略
刀尖的設(shè)計包括三大基本要素，即基體材料、幾何參數(shù)和涂層。這三者相互關(guān)聯(lián)，缺一不可。而說起刀具技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，楊曉認(rèn)為許多國內(nèi)的刀具生產(chǎn)廠商一個很大的問題就是忽略了要素之間的關(guān)聯(lián)性，對產(chǎn)品的設(shè)計思路認(rèn)識不夠完整，對這三項基本要素的理解相對隔離。“我認(rèn)為目前國內(nèi)生產(chǎn)廠家和國際高端企業(yè)的差距可能在三大要素的融合方面，比如現(xiàn)在有些刀具企業(yè)都是在材料方面的實力很強，但對于另外兩方面的重視程度就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。當(dāng)然也有不少企業(yè)幾何參數(shù)上了解不少但材料和涂層投入不夠”。
除刀尖的三要素之外，刀具研發(fā)理念的另一個關(guān)鍵點是結(jié)構(gòu)設(shè)計。楊曉介紹，在實際使用中，刀具的結(jié)構(gòu)設(shè)計對其使用有一定影響，絕不是只要能夠安裝使用就行了，而這也是如今一些刀具生產(chǎn)企業(yè)比較忽略的地方。“產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計是硬實力，是我們能夠讓客戶用好的基礎(chǔ)；而安全性、便捷性等這些設(shè)計是軟實力，二者相輔相成。這方面目前國內(nèi)刀具生產(chǎn)者考慮的比較少，但是這些設(shè)計所產(chǎn)生的附加價值有時可以說是產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵。”楊曉表示，像刃口設(shè)計、切削力和切削熱的傳遞、減少切削力和切削熱以及振動、適應(yīng)高速或者高效加工、宜人等這樣的問題，看似并非刀具使用和加工中最重要的環(huán)節(jié)，但往往對用戶的使用感受有很大影響。但這就好像車和輪胎，好輪胎裝好車，同時沒有好輪胎也是不行的。
貼合實際需求助力刀具質(zhì)量提升
在非標(biāo)刀具逐漸形成規(guī)模化產(chǎn)業(yè)的今天，根據(jù)用戶的切實需要有針對性的設(shè)計新型刀具產(chǎn)品也成為了必然的發(fā)展趨勢。楊曉介紹過去在計劃經(jīng)濟模式下，加上機床性能較差、刀具轉(zhuǎn)速不高，我們的刀具結(jié)構(gòu)大多是單一的，各種材料如鋼材、鑄鐵、鋁合金都用同樣的刀具結(jié)構(gòu)去應(yīng)付，難免很多場合會不盡如人意，也正因為如此，才產(chǎn)生過倪志福鉆頭(群鉆)。但如今隨著設(shè)備性能的日漸提升和用戶需求的多樣化，刀具設(shè)計也面臨挑戰(zhàn)。同樣的鋼件粗加工，不同廠家會八仙過海各顯神通，從工件的材質(zhì)、機床材質(zhì)、裝卡方式等很多角度去綜合考慮，加上自身的條件，最后選定的參數(shù)就會不盡相同。我們不能單純的套用經(jīng)驗公式，而是必須根據(jù)具體條件做調(diào)整。有些特殊的場合，加工過程中一些切削角度都會產(chǎn)生變化，因此就要根據(jù)用戶的需求和實際用處對刀具或者加工參數(shù)進(jìn)行調(diào)整才能達(dá)到滿意的效果。
那么是不是說，只要是國際頂尖水平的高端刀具，其性能就一定能夠滿足所有用戶的使用需求嗎？楊曉并不認(rèn)同。他為我們講了一個案例：一家國外刀具領(lǐng)先企業(yè)的產(chǎn)品在國外的試驗和應(yīng)用效果非常好，但在國內(nèi)的推廣中卻經(jīng)常不那么理想，究其原因就在于刀具商新刀具設(shè)計時所確定的設(shè)備轉(zhuǎn)速功率較高，但國內(nèi)用戶設(shè)備參差不齊，有些轉(zhuǎn)速功率相對較低，因此出現(xiàn)了這樣的現(xiàn)象。這從一個方面很好地解釋了刀具的研發(fā)設(shè)計要緊貼用戶切實所需這一理念的重要性，從用戶的使用條件著手研發(fā)，產(chǎn)品才能發(fā)揮最好的性能。“好用的工具才是最有價值的”，相信這是所有刀具使用者的共識。
“刀具生產(chǎn)企業(yè)面對這個問題時，最直接有效的解決辦法就是走進(jìn)用戶的工廠里去，與用戶交流才能真正地研發(fā)出客戶所需的產(chǎn)品，坐在辦公室里是研發(fā)不出來的，”楊曉說，“坦率的說在十多年以前某些國內(nèi)刀具企業(yè)的工程師在現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)驗方面幾乎是白紙，但經(jīng)過這十幾年的發(fā)展他們的進(jìn)步速度很快，因此我相信這些企業(yè)繼續(xù)重視以實際需求為根本的研發(fā)創(chuàng)新，再有一個十年，其和國際頂尖刀具企業(yè)的水平差距會更小。”
打破傳統(tǒng)思維模式開啟高端化產(chǎn)品研發(fā)潮流
我國刀具行業(yè)整體市場發(fā)展快速，我國刀具行業(yè)面臨著由低端產(chǎn)品向高端產(chǎn)品過渡的時期，現(xiàn)代刀具生產(chǎn)將將逐漸主流。
然而對于國內(nèi)的許多刀具企業(yè)而言，由最初單純生產(chǎn)銷售中低端刀具產(chǎn)品轉(zhuǎn)而向“高、精、尖”的方向發(fā)展，其中的難點不僅僅在于提升產(chǎn)品的技術(shù)水平，企業(yè)的經(jīng)營理念和生產(chǎn)模式也必然要發(fā)生根本性的改變，這其中的風(fēng)險不言而喻。“我一直覺得國內(nèi)刀具產(chǎn)業(yè)與國際頂級企業(yè)在技術(shù)方面的差距遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理念上的差距，這是我們的一個根本性的問題。而理念的概念又細(xì)分為很多不同的方向，除了加工技術(shù)層面還有商業(yè)、服務(wù)等許多層面。”楊曉說，“某種程度上說高端的產(chǎn)品賣的貴是把研發(fā)成本融合了進(jìn)去。我們的刀具領(lǐng)域未來會不會有這種思路，設(shè)計是成本的一部分。”
楊曉表示，目前我國使用的刀具中2/3為國產(chǎn)，而在國產(chǎn)刀具里面高速鋼材質(zhì)占一大部分，而以硬質(zhì)合金刀具為代表的高端產(chǎn)品中進(jìn)口比例不小。因此，國內(nèi)現(xiàn)在硬質(zhì)合金刀具有很大的發(fā)展空間，將來相當(dāng)程度上替代進(jìn)口也是很有希望的。但這樣的轉(zhuǎn)變對于刀具企業(yè)來說也存在著一定的投資風(fēng)險，投入大量的資金和人力用于研發(fā)，而在短期之內(nèi)是看不到收入回報，因此很多企業(yè)目前對此望而卻步。近年來國內(nèi)已經(jīng)開始有少數(shù)一些刀具制造企業(yè)朝著這個方向發(fā)展，成果也十分喜人，這不僅僅是企業(yè)自身的成長，更是國內(nèi)刀具設(shè)計研發(fā)的突破。
如今國內(nèi)刀具企業(yè)的設(shè)計思路日漸創(chuàng)新，憑借多年發(fā)展積累起來的豐富經(jīng)驗，越來越多的刀具生產(chǎn)者開始把刀具的研發(fā)作為提升產(chǎn)品價值的重要方面，通過與客戶及時的溝通交流，加快促進(jìn)了刀具制造整體水平的提升。2015年，國內(nèi)刀具企業(yè)以改變傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，創(chuàng)造性地以生產(chǎn)符合時代需求的新型產(chǎn)品為目標(biāo)，在未來國產(chǎn)刀具的發(fā)展還將經(jīng)歷新的變革與突破。
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