工具行业发展动态及国产工具典型应用案例-数控专题

工具行业发展动态及国产工具典型应用案例

时间:2022-04-06 作者: 来源:

工具行业发展动态及国产工具典型应用案例 2022年04月06日 11:35:05来源：中国机床工具工业协会cmtba点击：14729

　　【机床商务网栏目科技动态】一、切削刀具国内外行业动态
　　1.国际制造业复苏放缓，中国2022年3月份PMI为49.5%
　　切削刀具主要是服务制造行业，从目前国内外动态来看：国际局势不明朗，制造业复苏放缓；国内1月PMI回落至50.1%，2月份为50.2%，3月份为49.5%；随着原材料价格大幅上涨，以及疫情带来的负面影响，造成供应链危机的风险加大，同时劳动力短缺，这些都将成为制约制造业复苏的关键因素。
　　总体来看，全球制造业PMI指数在1-2月连续2个月出现回落，3月欧美PMI走势开始分化。根据IHS Markit的数据，3月美国制造业PMI(58.5)与服务业PMI(58.9)较前月分别上升1.2与2.4，为半年来最高。欧元区经济活动也受益于防控措施放松，但地缘冲突对欧元区经济活动的影响更加显著。3月欧元区制造业与服务业PMI双双走低，前者下降1.2至57，后者下降0.7至55.5。但此前出现的复苏势头仍在持续，总体趋势依旧向好。
　　面对疫情反复和通胀等不确定因素，各国更应该加速制造业转型，通过数字化、智能化、自动化和技术升级等手段，减少外部因素对制造业产生的冲击，同时通过深化合作稳定供应链，为全球经济复苏注入动能。处于制造业基础地位的图1 近期世界主要经济体PMI指标情况

工具行业带来更多机遇

图4 国内刀具市场一览表
　　2021年机床工具行业延续2020年下半年以来恢复性增长态势，市场需求持续改善，进出口大幅度增长。中国机床工具工业协会重点联系企业2021年1-12月累计完成营业收入同比增长26.2%，增幅比上年扩大23.2个百分点。所有分行业同比增幅均在10%以上。由于2020年特殊的基数效应，2021年各月累计同比增速则呈现前高后低特点，但至年底仍处于较高的同比增速，全年累计需求将超过2020年水平，表明机床工具行业保持着良好的增长态势。
　　4. 出口额达到历史新高，比历史次高点2019年高50多亿元

图6 2021年刀具进口分类
　　2021年刀具出口额225.16亿人民币，同比2020年增长25.45%，与2019年同比增长22.28%；进口额106.32亿人民币，同比2020年增长5.69%，与2019年同比下降4.14%。进口工具价格远高于出口价格。其中：涂层图7 全球工具市场预测

图9 多种系列螺纹刀具
　　数控硬质合金刀具，包括采用ISO、DIN、GB/T 等标准制造的各种整体或焊接式硬质合金钻头、铰刀、立铣刀和成型刀具等，广泛应用于现代汽车、模具、航空航天和电子通讯等行业的高精度、高效率和高速加工领域。
　　数控刀片，包含铣削刀片、钻削刀片、车削刀片、螺纹刀片、切断切槽刀片以及针对特殊材料加工的刀片，例如株钻研制的难加工材料高温合金YBS系列刀片等，发展非常迅速。
　　复杂刀具，包括拉削刀具、齿轮刀具、冷挤压成形刀具，圆形拉削刀具，平面拉削刀具，滚刀、插齿刀、剃齿刀、齿轮铣刀，轮槽铣刀，花键搓齿刀、螺纹搓齿刀，花键量规量仪等。目前，在复杂刀具领域，体现两个特点，一为刀具制作材料升级较快，二为精度等级要求越来越高。
　　三、切削刀具典型应用及解决方案
　　汽车和航空是刀具应用的两大典型领域。汽车领域，刀具应用量大面广，在一定程度上，汽车行业的增长波动将对刀具行业的发展带来非常大的影响。涉及汽车领域加工的，包括缸体缸盖、凸台、曲轴、油孔、凸轮轴、连杆、刹车盘、方向机扭杆组合、转向机万向节球道、汽车保险杠注塑模加工、电磁阀加工等等，加工零件多，加工工序复杂及材料多样，刀具品种多样，涉及钻、攻、铰、铣、镗、车、深孔等多种加工，对刀具质量要求非常高。可以说，汽车加工用刀具的制造水平在一定程度上代表着这个国家的刀具发展水平。目前国内在此领域基本能够提供完整的解决方案。
　　航空用刀具是快速增长的领域之一，涉及复材加工刀具、飞机制造刀具以及飞机总装刀具等。从加工零部件分析，涉及发动机、腹板、滑轨、机身蒙皮、垂尾、扁尾、机翼、起落架等；从被加工材料分析，包含高温合金、钛合金、不锈钢、铝合金、钛铝合金、复材、复材叠层等各种易切削和不易切削的难加工材料，尤其是镍基高温合金和复材、复材加叠层的加工，对刀具质量和刀具涂层要求非常高。镍基高温合金加工一般要求高硬度抗高温氧化涂层刀具，而复材加工要求结合力良好的金刚石涂层刀具。从加工方式分析，飞机零部件加工涉及铣、钻、锪、铰、攻等不同工序，其中，装配用刀具涉及钻、锪、铰或钻锪、钻锪铰一体刀具较多。国内近几年在航空领域刀具开发上投入的力量比较大，包括国家层面的专项支持。国内著名工具企业包括上工、株钻等都在该领域开发了一系列的专用刀具，其中，上工还发布了国内最为完整的航空航天用刀具样册，对推动行业进步发挥重要作用。

图11 虚拟五轴柔性加工
　　刀具采用硬质合金制造并配以金刚石涂层及独特钻形设计，实现高强度、高耐磨性和低切削力，在航空、航天复合叠层材料加工中，可有效应对纤维化碎屑不容易排屑、散热，以及刀具易磨损的现象。该刀具可实现铆钉孔的钻、扩、铰、锪窝一次成形。
　　案例2：发动机连杆螺纹加工
　　表1 加工参数一览表