一、全球機械加工工業(yè)市場，機床市場和切削刀具工業(yè)
全球機械加工工業(yè)市場變得既活躍又具有過度的全球競爭性。在貿(mào)易和技術(shù)的頻繁往來之中，發(fā)達國家與發(fā)展中國家在競爭能力上的差別也日趨混同。同時，對產(chǎn)品的低成本、高性能、高品質(zhì)、更快捷的交貨期的需求，使新產(chǎn)品和新技術(shù)的發(fā)展有了史無前例的發(fā)展速度和空間。
在近年來，金屬切削和金屬成型機床的消費市場從390億美元減少到360億美元，其原因之一是加工中心的廣泛使用。在美國加工中心的擁有量由20世紀(jì)80年代初的11%提高到現(xiàn)在的25%，在世界范圍內(nèi)，預(yù)期在1998年到2005年將由45億美元可望達到66億美元。在此同時，傳統(tǒng)的銑削機床市場預(yù)計在同期內(nèi)將從16億美元下降到15億美元。在未來的十年中，超過50%的制造業(yè)的加工需求可能將由加工中心來完成。
在2000年，許多刀具制造商都發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)合金刀具需求量的增長超過40%以上。這種增長可能標(biāo)志著HSS刀具越來越多地在許多制造領(lǐng)域內(nèi)被硬質(zhì)合金刀具取代而失去了往日的輝煌。
二、國內(nèi)外金屬切削刀具行業(yè)的差異
1. 現(xiàn)代金屬切削刀具與傳統(tǒng)工具的對比分析
我們稱謂的“數(shù)控刀具”，特指與加工中心、數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床、數(shù)控鉆等先進高效的CNC制造系統(tǒng)相配套使用的刀具和工具輔具系統(tǒng)。它包括整體合金刀具、超硬刀具、可轉(zhuǎn)位刀片、工具輔助系統(tǒng)、可轉(zhuǎn)位刀具、超硬材料及涂層技術(shù)等。這些應(yīng)屬于現(xiàn)代金屬切削刀具范疇，其技術(shù)水平、性能和質(zhì)量直接影響到國內(nèi)數(shù)百萬臺昂貴的CNC制造系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和加工產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，直接影響到整個國家機械制造工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)濟效益
三、國外金屬切削刀具的現(xiàn)狀和發(fā)展態(tài)勢
1. 切削工具材料和涂層技術(shù)
不同種類的切削工具材料都有所進步，包括高速工具鋼、硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷、聚晶立方氮化硼（PCBN）和聚晶金剛石（PCD）。高速工具鋼（HSS）是高韌性的刀具材料，能制作成其他材料不能制作的各種復(fù)雜幾何形狀和尺寸的鋒利切削刀具。而高耐磨性的CBN和PCD超硬材料則適用于高速、小進給量加工。介于上述兩種材料之間的是硬質(zhì)合金、金屬陶瓷和陶瓷刀具材料，這些材料廣泛使用于各種切削速度和進刀量需求的加工工業(yè)領(lǐng)域。
與刀具材料同步發(fā)展的還有化學(xué)涂層CVD和物理涂層PVD技術(shù)，如今幾乎75%的硬質(zhì)合金刀具為涂層刀具，其中CVD涂層約80%。
當(dāng)代CVD涂層的特點是多層涂層。其涂層結(jié)構(gòu)包括TiCN、TiC、TiN、ZnCN和Al2O3。通過對CVD工藝的良好控制，刀具制造商現(xiàn)在可提供質(zhì)量穩(wěn)定的從5μm到20μm厚度的涂層刀具，以及用于高硬度材料工件加工的單層涂層厚度不超過0.2μm的多層涂層合金刀具。
切削工具制造商正通過開發(fā)像MoS2或者WC/C這樣的固體潤滑劑來滿足這一需要。當(dāng)與PVD TiAlN涂層刀具和固體潤滑劑結(jié)合使用時，能顯著的提高金屬切削的性能，尤其是對于鋼和鋁合金進行鉆孔和攻絲的加工。
如今的超耐磨切削刀具，金剛石刀具用于有色金屬，CBN刀具用于黑色金屬的高速切削和磨削已成為大量的典范。盡管其刀具采購成本高于傳統(tǒng)工具的20到50倍，但因其至少具有比其它刀具長100倍的使用壽命，采用此類超耐磨刀具也是相當(dāng)合算的。
2．切削刀具的設(shè)計
高速加工的使用者要求經(jīng)過動平衡的切削刀具，以便減少調(diào)整刀具平衡的時間，延長刀具使用壽命，改進被加工零件的精度以及增加主軸軸承的壽命。
鉆削、鏜削工具系統(tǒng)也在不斷的改進和發(fā)展?？筛鼡Q鉆頭合金刀片已成趨勢。因鉆尖磨損后鉆頭無需從刀架上卸下也可更換切削刃。現(xiàn)在市場已可以提供直徑小到0.5英寸的這類鉆頭。目前工具制造商正在制造直徑為0.25英寸的此類鉆頭。帶有0.5微米調(diào)整機構(gòu)的高速精密微調(diào)鏜刀系統(tǒng)也已進入市場。
對于高的金屬去除率的鈦金屬類加工，新開發(fā)的重切削立銑刀可安裝多達72個可轉(zhuǎn)位刀片。這種刀具在設(shè)計上通過各個刀片的搭接提供各種變化多樣的刀具螺旋角和軸向刃傾度。這種變化擾亂了切削加工時的共振，從而可以無共振地進行深度的銑削加工。
3．工具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
制造商對HSK工具系統(tǒng)支持高速機械加工的運用越來越感興趣。雖然這種工具系統(tǒng)最初十分昂貴，但HSK似乎能夠提高系統(tǒng)的剛性和穩(wěn)定性以及在高速加工時的產(chǎn)品精度，并縮短刀具更換的時間。工具供應(yīng)商正在不斷地改進HSK工具系統(tǒng)，使其適應(yīng)機床主軸轉(zhuǎn)速達到60000r/min。
4．刀具質(zhì)量與精度
在20年前，CNC機床達到25μm的精度被視為極限。如今機床制造精度接近原來精度值的1/10已經(jīng)不困難。與此同時，SPC控制和在線檢測對解決被加工零件質(zhì)量的一致性起到了很好的控制作用。在零部件裝配時不再需要根據(jù)零件加工誤差進行分組選配。據(jù)報道高精密機床及被其加工的精密產(chǎn)品在過去的20年中對驅(qū)動美國生產(chǎn)力的提高起到了決定性的作用。雖然很多因素對于加工精度的重大改進有重大的貢獻，但是在進一步提升制造業(yè)的精度水平中，數(shù)據(jù)收集、計量設(shè)備、工序過程標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用等已經(jīng)起到關(guān)鍵的作用。
