上世紀七十年代末到八十年代初，由于微電子技術(shù)的飛速進(jìn)展，現代數字化制造技術(shù)和裝備也獲得了空前發(fā)展和廣泛應用，極大地推動(dòng)了制造業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高，使制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代：由主要依靠勞動(dòng)能力的改善轉向主要依靠科技進(jìn)步。新技術(shù)的應用使制造業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率的增長(cháng)速度大大加快。
我們知道，不斷追求勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高，是制造業(yè)永恒的主題，這是由制造業(yè)自身的生存和發(fā)展需要所決定的。國際經(jīng)合組織（OECD）的調查結果表明，價(jià)格的變化要滯后于成本的增加，從而形成“生產(chǎn)率差距”，這是對制造業(yè)的一種長(cháng)期挑戰。
現代數字化制造技術(shù)就是為了滿(mǎn)足制造業(yè)提高生產(chǎn)率的需求而發(fā)展起來(lái)的。作為一個(gè)完整的制造技術(shù)體系，現代數字化制造技術(shù)主要由數控機床、數控量?jì)x和數控刀具（國際上習稱(chēng)“現代高效刀具”）三部分組成。這三個(gè)子系統既獨立發(fā)展，又相輔相成、互相促進(jìn)，不斷推動(dòng)制造業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高。
以現代高效刀具為例，盡管其價(jià)格大大高于傳統的標準刀具，但由于其優(yōu)良的性能，使加工質(zhì)量和加工效率大幅度提高，從而使制造業(yè)提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本，獲得了更大收益，其效益杠桿比達到五倍以上。例如，美國每年的刀具消費額為30多億美元，而制造業(yè)因提高效率、降低成本而獲得的收益卻達到150億美元。
與此同時(shí)，現代高效刀具對解決長(cháng)期困擾制造業(yè)的重大環(huán)保難題——大量使用冷卻潤滑液造成的環(huán)境污染——也提供了有效的解決途徑。通過(guò)刀具基體材料和涂層技術(shù)的突破性改進(jìn)，以及刀具切削參數的優(yōu)化設計，使高速切削實(shí)現了僅使用微量潤滑液的MQL加工和完全不使用冷卻液的干式加工。在發(fā)達國家，冷卻液的使用和無(wú)害化處理費用達到制造成本的15％，為刀具費用的4－5倍。實(shí)現微量潤滑和干式加工，對大幅降低制造成本和實(shí)現綠色加工發(fā)揮了決定性的作用。刀具和冷卻液在生產(chǎn)成本中所占比重如圖1 所示。
另外，近年來(lái)制造業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗證明，在經(jīng)濟繁榮時(shí)期，為了應對需求增長(cháng)、滿(mǎn)足市場(chǎng)需要，在一定條件下，通過(guò)改進(jìn)刀具、提高效率來(lái)增加產(chǎn)能，比通過(guò)增加廠(chǎng)房、設備和工人來(lái)擴張產(chǎn)能更為合理，而且可以大大降低經(jīng)濟低迷時(shí)期產(chǎn)能閑置的風(fēng)險。
由此可見(jiàn)，現代高效刀具對于充分發(fā)揮數字化制造技術(shù)的綜合優(yōu)勢，起著(zhù)關(guān)鍵而不可替代的作用。
但是，在我國數字化制造技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，存在一個(gè)認識上的誤區：簡(jiǎn)單地把數控機床看成是數字化制造技術(shù)的全部，認為刀具和量?jì)x只是機床的“附件”而已，只要把主機抓好了，附件就自然能跟著(zhù)上去。這種認識忽略了對數控刀具和數控量?jì)x應有的重視和投入，其結果是我國現代切削刀具和測量技術(shù)的發(fā)展滯后于機床的發(fā)展。國內外的發(fā)展經(jīng)驗證明，數字化制造技術(shù)系統內部各子系統之間發(fā)展不平衡，會(huì )大大影響其整體效率和效益的發(fā)揮。
在發(fā)達國家，采用高效刀具來(lái)發(fā)揮數字化制造技術(shù)的潛力已成為共識�，F代高效刀具的開(kāi)發(fā)和應用受到高度重視。從2007年我國與幾個(gè)主要發(fā)達國家機床與刀具消費額的對比（表1），可以看出存在的巨大差異。
從表1可以看出，發(fā)達國家每年的刀具消費額約為機床消費額的50%左右。大大高于中國制造業(yè)刀具消費的比重。從全球范圍來(lái)看，2008年，機床消費達到850億美元的水平，而刀具消費也創(chuàng )下了210億美元的新高，刀具消費與機床消費比重的全球平均水平約為25％。在我國，機床消費已連續七年高居********，2008年更達到了194.4億美元的創(chuàng )記錄水平。我國刀具消費額也首次超過(guò)各主要發(fā)達國家，達到40億美元。但是，相對于我國制造業(yè)龐大的機床消費規模而言，刀具消費水平仍大大偏低，僅為機床消費的20%。這一比重不但遠低于發(fā)達國家，也低于世界平均水平。這就說(shuō)明，在我國的刀具消費中，廉價(jià)而低效的傳統刀具仍占主流，機床功能遠未得到充分發(fā)揮，制造業(yè)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的潛力巨大。這既是中國工具工業(yè)的差距所在，也是中國工具工業(yè)的用武之地。發(fā)展現代高效刀具，替代廉價(jià)、低效的傳統刀具，是中國制造業(yè)提高競爭力的必由之路。
國際、國內現代工具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展簡(jiǎn)況
在國際上，現代高效刀具（國內習慣稱(chēng)為“數控刀具”）是伴隨著(zhù)現代制造業(yè)的需求而發(fā)展起來(lái)的。在上世紀六、七十年代，各主要發(fā)達國家先后完成了后工業(yè)化發(fā)展階段，進(jìn)入了新經(jīng)濟時(shí)代。信息技術(shù)迅速滲透到各行各業(yè)。在制造業(yè)，以現代數字化制造技術(shù)和裝備替代和更新傳統技術(shù)和裝備也成為潮流。在此背景下，過(guò)去與機床配套的、千篇一律的傳統標準刀具已經(jīng)完全不能適應制造業(yè)新的發(fā)展需要。于是，大約在三十年前，發(fā)達國家的工具工業(yè)在制造業(yè)新需求的強勁帶動(dòng)下，經(jīng)歷了一場(chǎng)從生產(chǎn)傳統標準刀具到現代高效刀具的深刻變革。首先，在轎車(chē)制造業(yè)，大量采用“高精度、高效率、高可靠性和專(zhuān)用化”的現代高效刀具替代傳統標準刀具，使生產(chǎn)效率獲得極大提高。從此，現代高效刀具的發(fā)展勢如破竹，迅速推廣到各行各業(yè)，成為工具技術(shù)發(fā)展的主流。
現代高效刀具是現代數字化制造技術(shù)的一個(gè)有機組成部分，其中包括作為主流產(chǎn)品的硬質(zhì)合金刀具和正在發(fā)展中的超硬刀具（金剛石、立方氮化硼刀具），以及應用于特定領(lǐng)域的高速鋼刀具。在發(fā)達國家，硬質(zhì)合金刀具已占全部刀具銷(xiāo)售的70％以上。
現代高效刀具的使用領(lǐng)域中，汽車(chē)和通用機械是****的消費者，航空航天工業(yè)緊跟其后，名列第3（見(jiàn)圖2）。
在我國，直到上世紀末，現代高效刀具一直發(fā)展緩慢。工具工業(yè)向制造業(yè)提供的基本上是傳統的標準高速鋼刀具和少量硬質(zhì)合金刀具，相當于發(fā)達國家三十年前工具工業(yè)轉型前的水平。但進(jìn)入新世紀以來(lái)，隨著(zhù)我國新一輪的經(jīng)濟增長(cháng)，制造業(yè)現代化的步伐加快，我國數字化制造技術(shù)和裝備（包括數控機床、配套功能部件、數控量?jì)x和現代高效刀具）也獲得了快速發(fā)展。上世紀末，我國金切機床年產(chǎn)量已達19萬(wàn)臺，但其中數控機床僅有1.4萬(wàn)臺；當時(shí)，以新型硬質(zhì)合金刀具為代表的現代高效刀具亦不足全部刀具銷(xiāo)售的15%，且水平較低。到2007年，我國數控機床產(chǎn)量已達到12.32萬(wàn)臺，產(chǎn)值數控化率達到43.7%；與此相匹配的高效硬質(zhì)合金刀具的比重亦上升到占全部刀具銷(xiāo)售的40.3%。由此可見(jiàn)，進(jìn)入新世紀以來(lái)，我國數控機床和高效刀具取得了快速發(fā)展。目前，國產(chǎn)化的現代高效刀具已經(jīng)批量進(jìn)入汽車(chē)、模具、航空航天、發(fā)電裝備、通用機械等各個(gè)行業(yè)。部分產(chǎn)品的性能已達到或接近國際先進(jìn)水平，有效地打破了進(jìn)口刀具在一些領(lǐng)域的壟斷地位，為我國高效刀具市場(chǎng)的規范競爭作出了貢獻。
更須指出的是，國產(chǎn)高效硬質(zhì)合金刀具的發(fā)展突破了長(cháng)期徘徊不前的局面，獲得了高速發(fā)展，連續幾年增長(cháng)率都超過(guò)30％，遠高于傳統高速鋼刀具的增長(cháng)速度。這種可喜的變化標志著(zhù)，進(jìn)入新世紀以來(lái)，我國工具工業(yè)已經(jīng)開(kāi)始了從傳統標準刀具向現代高效刀具的轉型，進(jìn)入了嶄新的發(fā)展軌道。當然，工具行業(yè)近年來(lái)取得的進(jìn)展，與制造業(yè)的發(fā)展需要相比仍有很大差距。廣大工具企業(yè)必須認清發(fā)展趨勢，堅定不移地加速現代高效刀具的發(fā)展進(jìn)程。
