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工科高校应是推动切削技术进步的主力 |
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| http://cn.newmaker.com
10/7/2004 1:16:00 PM
陕西省金属切削刀具协会何琼儒教授
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 众所周知，机械工业大部分是我国国民经济的装备工业，是为国民经济各部门提供现代化生产手段的工业部门。即使在微电子技术、计算机技术、信息技术、生物技术迅猛发展的今天，它们也离不开先进的装备。而要制造先进的装备，就离不开先进制造技术。所以，先进制造技术是发展一切工业的基础，是一个国家发展的基石，更是发展高新技术的动力！
近年来，我国的机械制造工业虽然有了一定的发展，但是机械制造技术水平与国外先进水平差距甚大。它表现在生产效率不高、原材料利用率低、加工质量低，且每年都需要进口大量的机电产品。因此，提高我国的机械制造工业水平、降低生产成本、研究发展先进制造技术、正是我国机械制造工业所面临的、迫切需要解决的重大任务。
一、先进切削技术是现代机械制造业的重要基础
先进切削加工(含磨削)仍然是21世纪机械制造工业的主导加工方法。专家估计，21世纪，切削加工仍将占机械加工总量的90%以上。因此，提高切削加工的效率和质量，依然是机械制造业的重要课题。
切削加工作为制造技术的基础，在20世纪末期就得到了很大的发展，成为航空航天、汽车、军事工业、电子工业、模具工业等重要机械制造工业部门的主要加工技术，促进了这些工业的迅速发展。例如，高速切削加工新工艺的应用和发展，已成为先进制造技术提高加工效率、加工质量、降低生产成本的重要加工方法。而要满足高速切削加工技术的需要，就要推进切削加工技术的全面进步。其中，除高效切削机床之外，切削加工领域要促进刀具新型材料的发展、刀具涂层技术的发展、刀具几何参数及切削加工参数优化的发展、刀具结构优什设计的发展，多功能专用刀具的开发、难加工材料加工技术的突破、刀具切削加工监控技术的发展、为用户提供成套切削加工技术，革新加工方法……。只有这诸多技术的结合发展，才能促进高速切削技术的发展，使切削加工效率和质量显著提高，成本显著下降。同时，为了满足国际上越来越重视的“绿色工程”切削加工的需要，还要开发硬切削技术、干切削技术、降耗、节能、节材、减废技术……。这些都是对切削加工技术的全面挑战，也是21世纪切削加工技术的主要发展趋势。世界发达国家正在抓住这个机遇，把他们的切削加工及刀具技术发展到十分先进的水平。
但是，就在世界切削加工及刀具技术竞相蓬勃发展的时候，我国工具行业却还处在墨守成规、自顾生产标准刀具阶段。20世纪90年代下半叶，我国社会上又泛起了“远离制造业”、“制造业是夕阳工业”的谬论。始作蛹者及其追随者认为：世界已进入知识经济、信息化时代了，劳动力应从制造工业转移到信息行业和服务行业了，当今社会应着重发展微电子技术、计算机技术、信息技术、生物技术了，就是机械工业部门，也主要应发展微机械技术了……。一时间，社会上确实为之踊动了。在有的地方政府规划行业发展时，也把原来已认定为支柱产业的装备制造业去掉了。在全国不少大学制定的机械工程专业教学计划中，也把金属切削原理，刀具设计及相关的专业课程和实践环节都砍伐了……。这样必将危及到切削加工技术的发展和进步和机械制造业的发展。
但是；切削加工技术是促进，保证现代机械制造技术向前发展的主要支柱，刀具是发展现代机械制造业的重要基础。没有切削加工和刀具技术的进步，要发展现代机械制造技术是没有保证的！
二、促进我国刀具和先进切削加工技术的发展，是行业每个成员的职责
在我国，长期以来，刀具只被看作是生产过程中的一种必不可少的消耗品，而不是作为一种提高劳动生产率和企业竞争力的有效手段，还一味片面地控制工具的消耗。在许多企业，刀具消耗只占成本的0.5-1%，极大地扼制了制造业和工具工业的发展。自90年代开始，我国机械制造业加快了现代化的步伐，传统工具技术落后的矛盾迅速凸现。以汽车工业为例，先后引进了一条比一条更先进的生产线，对刀具产品的结构要求发生了质的变化，要求现代刀具必须提高生产效率、必须更新刀具材料、必须发展涂层技术，必须达到“高精度、高效率、高可靠性和专用化”的生产模式。为此，就要求发展高技术含量的现代高效刀具——即专用化、复合化、多功能化、结构日趋复杂的刀具。因此，大力促进行业产业结构的调整，推广应用先进刀具，是业内每个成员的首要职责。
回顾过去，我国切削加工、刀具行业曾经有过辉煌的历史。50-60年代，就涌现出一批全国劳模——刀具大王，他们革新切削加工技术、开发新型刀具，成几倍、几十倍地提高生产效率。此后，为了适应机械工业发展的需要，行业归口所——成都工具研究所在开发刀具新材料、新结构、创新切削加工方法……等方面都为切削加工和刀具技术进步作出过很大贡献；行业的龙头企业——株洲硬质合金厂、自贡硬质合金厂为提高我国硬质合金生产水平、研制了多种新型牌号的硬质合金刀具材料，缓解了我国航天、航空、兵器……企业加工难切削材料的需求。80年代初期，业内有识之上倡导，成立了《中国高校金属切削研究会》(后更名《中国高校切削与现代制造技术研究会》)，该会在推进我国切削技术进步方面作出了重大贡献。每次召开年会，都能收集论文一、二百篇，就在国内普遍不重视切削加工技术的低潮时期，2001年10月召开的第七届年会，也收到论文200多篇，参会代表185人，其中来自日本、澳大利亚、英国、法国、瑞士、新加坡等国家和我国香港、台湾地区的代表也有18人，说明仍具有相当大的影响力。在1983年，业内又成立了《中国机械工业金属切削刀具技术协会》，在行业协会的倡导下，老专家、老劳模们从不计较报酬，无私推广先进切削刀具技术。说明了我们行业的广大成员一直都把它当成是我们自身的职责。
三、推动切削加工技术进步，必须走产学研用结合的道路
从世界切削技术的发展情况来看，发达国家都走的是产、学、研、用结合发展的道路。根据德国科隆福特汽车公司的资料，在汽车工业中，汽车制造商、机床工具制造商和研究所、高校就共同工作于科研、开发、生产的各个阶段。以高速切削为例，德国的高速切削技术由协会牵头，以达姆斯塔特工业大学制造技术研究所为基地，由著名的工具厂、机床厂、汽车厂参加。美国则由国家标准和技术研究所(MIST)以麦道公司，宾夕法尼亚大学等单位一起共同建立一个高速铣削试验台，研究高速铣削时切削过程的动态性能，以提高高速铣削的效率和加工精度。法国的高速切削技术革新项目，也由参加单位和大学组成。这反映了21世纪制造技术及切削加工技术的特点。
我国从70年代开始，一直也走着产、学、研、用结合的道路。许多高校都建立了《切削加工实验室》。以笔者最了解的原航空部在西北工业大学建立的《难切削材料研究中心》及陕西省与西工大共建的《陕西省刀具研究所》为例，他们与各家企业合作，曾为多种高温合金、钛合金………等难加工材料进行过许多切削试验，优选刀具材料、优化刀具几何参数、设计新型刀具结构、进行高速切削试验、为用户企业现场服务、制定加工方案等等，都曾作过许多有益的工作，为用户企业在提高生产效率、节约原材料、降低加工成本、促进企业技术进步等方面都做出过贡献。其他许多高校也都很投入地进行了许多类似的工作。有的进行超高强度钢等难切削材料的切削加工性试验研究；有的开发新型刀具材料及刀具涂层技术；有的研究刀具的CAD、CAM技术；有的研究刀具的新型结构………。总之，在推动产、学、研、用结合的发展上都做出过很大贡献。
但是从90年代末期以来，许多高校的切削与刀具技术研发机构撤消了，人员退休了，后继人员流失了，课程也没有了。全国机械工程专业教指委98年8月召开的会议纪要中，有人提出，“……大学本科，特别是重点大学，应着眼于培养有主持产品设计、制造的总工程师、领导企业的经理潜力和知识结构的人才”，他们认为“机械系统学、机械信息学、机械控制学、机械智能学这四大论才是机械学科的基础。”愚以为，后四大论是适应当今机械科学发展趋势的。但一说培养大学生就是总工程师，经理，这有点不切实际。须知那些企业的总工程师、经理、CEO之类的人才，有许多都是他们在工作中经受千锤百炼之后才脱颖而出的！哪有大学一毕业就当老总、经理的？除非是世袭！实实在在地说，学生从学校毕业，分配到机械制造系统的研究院、所或工厂工作，他们应承担起整机、机件、工艺装备(包括刀、夹、量具)的设计工作，还要担任工艺规程的制订工作……。但是，如果他们只会计算机、只会机械设计原理，但画不出能够用于生产的图纸；不会设计工、夹、刀、量具；甚至不会选择原材料、更不会选择刀具材料；不知道如何制订工艺规程，不知道如何制订热处理规范；更不知道如何优化刀具结构，如何选择最佳的刀具几何参数组合，不懂复杂刀具的设计原理……。请问，他们如何适应这一份工作？这种情况，已有许多工厂反映强烈了，有的工厂甚至不敢接受现在的大学毕业生，这种情况正常吗？
四、推进切削技术进步，高等工业院校责无旁贷
如前所述，推动切削加工技术进步，必须走产、学、研、用结合的道路，而且在我国也曾经风靡过一时。可是如今，各高校对切削理论、刀具设计理论的课程砍伐的太严重了。虽然教指委很有偏向，但他们在98年8月的会议记要中仍然指出：“应该特别强调的是，随着教学改革的不断深人，一方面既要强调不断加大改革力度，一方面又要强调一切从实际出发，各校应该不断地对其完善与修订，以免脱离形势、脱离实际，形成‘千篇一律’、众校一面的新的僵硬形式，使之更加有利于人才的培养，更能反映出各校的办学特色。”
读了这一段话，说明还没有形成完全硬性的规定。但在实际执行中，绝大部分院校都已经从教学计划中取消了切削原理、刀具设计等课程。有的学校还保留了，但只剩下20-30学时的选修课。在参改性教学方案中，有“机械设计专业方向”、“机械制造及其自动化专业方向”、“流体传动与控制专业方向”、“机械电子工程专业方向”、“汽车拖拉机专业方向”，等，唯独没有“现代切削与工具技术专业方向”！实际上，该方向在机械制造业中涉及面甚广，而且相当重要。为此，建议将此方向列入专业教学计划之中。
发展我国的切削加工工具技术，绝不能只靠老一代的劳模、专家来支撑了！为此，我们建议一部分院校应该保留甚致加强这门学科，不要把已有的教师队伍摧散，应适当配备接班人；应把已建立的实验研究机构保留下来，并按现代切削加工技术的要求加以发展……！总之，我们认为，推进我国切削加工技术的进步，高等工科院校责无旁贷！
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