我國機床工具產(chǎn)業(yè)作為裝備制造業(yè)的重要支撐產(chǎn)業(yè)，是為國民經(jīng)濟各領(lǐng)域提供工作母機的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國家綜合實力和國家強盛的重要標志之一，具有基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性地位。機床工具行業(yè)為航空航天、國防軍工、燃氣輪機、能源裝備、船舶、現(xiàn)代交通、農(nóng)業(yè)機械、醫(yī)療器械、石油化工、特大型超重設(shè)備等重點行業(yè)、重點領(lǐng)域、重點工程提供基礎(chǔ)技術(shù)裝備，其中包括以高速、精密、復合、智能為特征的高檔數(shù)控機床和具有高效率、高精度、高可靠性和專用化的“三高一專”數(shù)控刀具。
切削技術(shù)和刀具是裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)工藝和裝備，涵蓋了機械加工的各個領(lǐng)域乃至各行各業(yè)。沒有數(shù)控刀具，數(shù)控機床既不能發(fā)揮高效能，也不能制造出優(yōu)質(zhì)的機加工產(chǎn)品。切削技術(shù)和數(shù)控刀具的水平，直接關(guān)系著數(shù)控機床的效率高低、質(zhì)量好壞和裝備制造業(yè)的整體水平。因此，工具行業(yè)承擔著提高我國切削加工技術(shù)進步和裝備制造業(yè)水平的重任。
一個機械零部件的完整切削加工過程，是不同切削工藝組合，以多種的數(shù)控刀具為載體，與被加工工件作用，從而實現(xiàn)將工件毛坯加工成所需結(jié)構(gòu)的完整過程。這個過程需要包括刀柄、刀體、切削耗材等一整套核心工具體系的協(xié)同配合才能完成，每類工具都扮演著舉足輕重的作用。
從整體上來看，對于上述工具體系，我國的設(shè)計制造水平發(fā)展不平衡、不充分問題較為突出，整體與西方發(fā)達國家還存在著較大差距。從局部觀察，我國數(shù)控刀具產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，已經(jīng)逐步在刀片等切削耗材領(lǐng)域涌現(xiàn)出包括株洲鉆石、廈門金鷺、歐科億、華銳精密等在內(nèi)的一批優(yōu)秀企業(yè)，其技術(shù)能力已開始逐漸接近國際水準。而在高端刀柄、刀體領(lǐng)域，則明顯落后，這在較大程度上制約了我國機械加工領(lǐng)域的整體技術(shù)水平。切削耗材對工件加工的成本、效率和精度起到較為重要的影響，而刀柄、刀體則直接決定了加工工藝能否作用于被加工工件，是影響加工效率和精度、導致機械加工領(lǐng)域“卡脖子”問題的癥結(jié)所在。在這一細分領(lǐng)域的落后，直接導致我國在包括航空發(fā)動機、燃氣輪機、精密齒輪等尖端裝備制造加工板塊嚴重依賴國外刀具產(chǎn)品。
促進我國各類數(shù)控刀具企業(yè)之間的平衡發(fā)展，在高端刀體、刀柄領(lǐng)域培育一批擁有一定國際競爭力的優(yōu)勢企業(yè)，將是實現(xiàn)我國機械加工產(chǎn)業(yè)高級化和產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化的必要舉措，也是打破我國尖端裝備加工嚴重依賴西方加工工具這一尷尬局面，維護國家經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)安全的必要手段。
一、數(shù)控刀具市場概況
1. 數(shù)控刀具產(chǎn)品的分類
從整個數(shù)控刀具的宏觀維度來進行分類，大致可分為刀柄、刀體、切削耗材，每一類工具的具體功能如下：
（1）刀柄：俗稱工具系統(tǒng)，是一端與機床主軸直聯(lián)接，另一端與刀體或整體式刀具聯(lián)接，將機床主軸的回轉(zhuǎn)精度、轉(zhuǎn)動扭矩傳遞給被加工工件的裝置。刀柄設(shè)計制造的優(yōu)劣直接決定了數(shù)控機床的加工性能能否有效、精準、穩(wěn)定、持久地向被加工工件傳遞。
（2）刀體：刀體是一端與刀柄聯(lián)接，另一端承載切削耗材，用于實現(xiàn)不同切削工藝的裝置。通過不同的刀體結(jié)構(gòu)設(shè)計，才能實現(xiàn)車、銑、鏜、鉆、磨等不同種類的加工工藝。刀體的結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造水平，一是直接決定了能否將特定加工工藝通過切削耗材作用于被加工工件的某個位置，即該工件能否被順利制造；二是直接決定了在某一工件上完成某種加工工藝所需的有效功率，即決定了加工效率；三是在較大程度上決定了加工精度和精度維持能力，即該工件的精密程度。
由于不同的被加工工件，因其形狀、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、復雜程度各不相同，在不同工件的不同加工位置上實現(xiàn)同一種類的加工工藝所需的刀體結(jié)構(gòu)存在較大差異；同時，完成一個工件的加工，往往需要不同種類加工工藝的相互配合，進而需要設(shè)計不同結(jié)構(gòu)的刀體，以滿足加工需求；隨著被加工工件種類的增加，所需要設(shè)計的刀體結(jié)構(gòu)數(shù)量將呈現(xiàn)幾何增長。所以，對刀體結(jié)構(gòu)持續(xù)不斷地優(yōu)化迭代，從而在保證加工精度的同時，實現(xiàn)更高的加工效率，是數(shù)控刀具行業(yè)的關(guān)鍵和難點之一。
（3）切削耗材：直接與被加工工件發(fā)生相互作用的部分，主要包括不同類型的數(shù)控刀片、整體式合金刀具。通常，數(shù)控刀片以不同的壓緊方式安裝在刀體上；而整體式刀具根據(jù)被加工工件所需要的加工工藝不同，既可以安裝在刀體上，也可直接與刀柄聯(lián)接。按照材質(zhì)不同對切削耗材進行分類，可以大致分為高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、超硬材料等產(chǎn)品。
2. 數(shù)控刀具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
（1）全球數(shù)控刀具行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)
國際主要高端刀具品牌生產(chǎn)廠家以瑞典山特維克SANDVIK、德國瓦爾特WALTHER、瑞典三高SECO、美國肯納KENNAMETAL、德國MAPAL、以色列伊斯卡ISCAR、日本三菱MITSUBISHI MATERIALS、韓國特固克TAEGUTEC、日本京瓷KYOCERA等國際巨頭為代表，具有專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢和細分市場等優(yōu)勢，在刀具材料、設(shè)計和制造工藝方面均已領(lǐng)先全球。用戶涉及汽車、航空工業(yè)、采礦建筑行業(yè)、化工、石油和燃氣、動力、紙漿紙張、居家用品、電子、醫(yī)學技術(shù)，以及醫(yī)療行業(yè)的各個應用領(lǐng)域。全球跨國工具集團在全球范圍內(nèi)的發(fā)展格局呈現(xiàn)出“高起點、大投入、規(guī)?；H化”的特點，占有現(xiàn)代高效刀具約三分之二的市場份額。
（2）我國工具行業(yè)的排頭兵企業(yè)
我國工具行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)主要以株洲鉆石切削刀具股份有限公司、廈門金鷺特種合金有限公司、森泰（英格）成都數(shù)控刀具有限公司、株洲歐科億數(shù)控精密刀具股份有限公司、上海工具廠有限公司、株洲華銳精密工具股份有限公司、北京沃爾德金剛石工具股份有限公司、恒鋒工具股份有限公司、成都成量工具集團有限公司等國有、民營企業(yè)為代表。
經(jīng)過多年發(fā)展，我國數(shù)控刀具行業(yè)在各個細分領(lǐng)域涌現(xiàn)出一大批優(yōu)秀的龍頭企業(yè)。企業(yè)通過科技攻關(guān)、科研開發(fā)、技術(shù)改造，在刀具材料、設(shè)計、制造、涂層、鈍化等各個方面，打破了國外壟斷，解決了“卡脖子”問題，突破了技術(shù)瓶頸，解決了行業(yè)難題。許多刀具產(chǎn)品整體技術(shù)水平已經(jīng)達到國際同類產(chǎn)品的先進水平，其中部分關(guān)鍵核心技術(shù)已經(jīng)達到國際領(lǐng)先水平。
3. 企業(yè)梯隊
全球刀具行業(yè)大致可以分為三大梯隊：
（1）第一梯隊：具備深厚的技術(shù)積淀和較多關(guān)鍵核心刀柄、刀體產(chǎn)品的設(shè)計制造能力，擁有豐富的產(chǎn)品線，這類企業(yè)往往擁有較為深入的機加工藝設(shè)計能力，能夠?qū)ο掠螜C加客戶的生產(chǎn)工藝進行解構(gòu)、設(shè)計、優(yōu)化，并且自主制造出承載整套工藝的標準和非標刀具組合，幫助客戶順利實現(xiàn)產(chǎn)品加工過程，同時更加高效地完成加工任務，為其提供綜合加工解決方案。該梯隊主要以歐美刀具企業(yè)為主，但這些歐美企業(yè)提供的解決方案或產(chǎn)品價格普遍較為昂貴、交貨期較長。
（2）第二梯隊：主要提供高精度中高端標準化刀具，包含刀柄、刀體中較為通用的型號，以及切削耗材，一般直接銷售刀具產(chǎn)品，對客戶生產(chǎn)工藝的理解相對較為薄弱。該梯隊主要以日韓刀具企業(yè)為主，國內(nèi)有部分企業(yè)也處于該梯隊。同時國內(nèi)還涌現(xiàn)出一批在單一產(chǎn)品性能上已達到或超過國際先進水平的優(yōu)秀企業(yè)，其產(chǎn)品通用性高、穩(wěn)定性較好、性價比較高。
（3）第三梯隊：主要以生產(chǎn)精度較低的傳統(tǒng)切削刀具，且能提供的產(chǎn)品種類有限。該梯隊從業(yè)者眾多，產(chǎn)品技術(shù)水平較低，已難以滿足現(xiàn)代高端制作業(yè)日益提升的精加工需求。
4. 市場情況
（1）市場規(guī)模與增長方面。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021年，全球數(shù)控刀具市場約380億美元①；同年，我國市場規(guī)模約為477億元人民幣②，2016-2021年年均復合增長率約8.18%③。在細分領(lǐng)域中，估計2021年我國刀柄、刀體市場規(guī)模為70億元人民幣左右。其中，以進口刀具為代表的高端產(chǎn)品占比30%左右。未來，隨著國產(chǎn)刀具高端化進程加速，高端刀具占比還將逐步上升。刀柄、刀體增長幅度與數(shù)控刀具整體增長幅度大致相當，預計到2025年，按照每年8%的增長率計算，該市場空間將達到約95億元。
（2）市場集中度方面?？傮w上看，全球數(shù)控刀具市場集中度相對較高，山特維克、伊斯卡、肯納金屬等刀具巨頭占據(jù)了一半以上的市場份額；而國內(nèi)市場集中度較低，據(jù)統(tǒng)計，2019年國內(nèi)數(shù)控刀具行業(yè)前十大企業(yè)市場占有率合計僅21%④。雖然國內(nèi)刀具市場集中度較低，但在高端、中低端市場卻呈現(xiàn)截然不同的景象，國內(nèi)高端刀具市場集中度較高，幾乎由歐美、日韓刀具企業(yè)和少數(shù)國內(nèi)企業(yè)主導，而中低端市場非常分散，國內(nèi)眾多刀具企業(yè)激烈競爭。細分領(lǐng)域方面，國內(nèi)刀柄、刀體市場也呈現(xiàn)出與數(shù)控刀具整體市場較為類似的情況，但市場分散程度相對更大，在刀柄刀體這一領(lǐng)域，收入過億的企業(yè)已經(jīng)屬于細分行業(yè)龍頭。
（3）平均價格差異方面。由于產(chǎn)品技術(shù)水平不同，國內(nèi)外數(shù)控刀具在國內(nèi)市場的平均銷售價格存在較大差異。從細分領(lǐng)域來看，進口刀片平均售價約為國產(chǎn)同類產(chǎn)品平均售價的4倍左右，而刀體、刀柄平均價差還要更高。從價差程度的不同，一方面說明了我國數(shù)控刀具行業(yè)在細分領(lǐng)域發(fā)展不平衡、不充分的問題，另一方面，也反映出刀體、刀柄在我國數(shù)控刀具產(chǎn)業(yè)鏈中的重要程度。
二、未來發(fā)展趨勢
國內(nèi)數(shù)控刀具不僅要提升核心產(chǎn)品設(shè)計制造能力和整體解決方案提供能力，更要實事求是地把握產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，沿著正確的方向，強化這兩方面的能力。從目前的市場競爭格局來看，數(shù)控刀具行業(yè)體現(xiàn)出如下幾大發(fā)展趨勢：
（1）產(chǎn)品和制造方面，對內(nèi)生產(chǎn)智能化，對外產(chǎn)品服務智能化。近年來，以產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、AI技術(shù)等為代表的新一代信息、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，正在廣泛而深刻地改變著傳統(tǒng)的制造業(yè)生產(chǎn)方式和產(chǎn)品形態(tài)。
對于生產(chǎn)智能化，全球制造業(yè)模式呈現(xiàn)出自動化、數(shù)字化、智能化發(fā)展趨勢。未來，在通過產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與上下游連接，對上游供應商、下游客戶相關(guān)數(shù)據(jù)進行聯(lián)通整合的基礎(chǔ)上，結(jié)合AI深度學習等技術(shù)對數(shù)據(jù)進行分析，智能調(diào)配相關(guān)要素資源，精準做出覆蓋采購、生產(chǎn)、銷售為一體的最優(yōu)決策，實現(xiàn)業(yè)務價值最大化，同時匹配機器視覺、自動化等技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)效率最大化。
對于產(chǎn)品和服務智能化，就單一刀具而言，將通過內(nèi)置智能芯片等手段，實現(xiàn)從刀具智能管理、切削數(shù)據(jù)收集分析、智能精度調(diào)節(jié)、智能主動減震、功率檢測、切削力實時監(jiān)測分析等功能。目前，國外企業(yè)在智能刀具領(lǐng)域已開啟嘗試。對于整體解決方案而言，將逐步結(jié)合深度學習等技術(shù)，對實現(xiàn)客戶被加工工件的最優(yōu)工藝組合進行分析決策，智能化匹配設(shè)計最優(yōu)結(jié)構(gòu)的刀具產(chǎn)品，從而將工藝落實，逐步實現(xiàn)由批量生產(chǎn)向定制生產(chǎn)、需求實現(xiàn)向需求創(chuàng)造、裝備制造向工業(yè)設(shè)計的轉(zhuǎn)變。
（2）市場需求方面，從投資主導向消費主導轉(zhuǎn)變，從產(chǎn)品制造向綜合服務轉(zhuǎn)變。隨著我國宏觀經(jīng)濟發(fā)展，自2013年開始，我國消費對GDP增長的貢獻率正式超越投資；同年，我國第三產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟增加值正式超過第二產(chǎn)業(yè)，需求端的消費和供給端的服務業(yè)正式成為我國經(jīng)濟主心骨。從數(shù)控刀具板塊來看，其需求變動符合國家宏觀經(jīng)濟的大方向，數(shù)控刀具消費市場需求對象正在逐漸從面向重工業(yè)的投資型需求（如能源、裝備制造業(yè)）和單一商品的產(chǎn)品類需求，向面對市場消費升級的消費型需求（如3C、新能源汽車）和整體解決方案類的服務型需求轉(zhuǎn)變。
（3）研發(fā)方面，正完善從逆向研發(fā)到正向研發(fā)再到基礎(chǔ)研究的轉(zhuǎn)變。我國數(shù)控刀具產(chǎn)業(yè)普遍已經(jīng)在較大程度上完成了對國外領(lǐng)先廠家的相關(guān)產(chǎn)品的逆向研發(fā)，逐漸開始形成自己的理論體系，并逐步開始以市場需求為導向，建立與之匹配的正向研發(fā)模式，而對于市場上一些較為領(lǐng)先的國內(nèi)刀具企業(yè)，其基礎(chǔ)理論研究框架也已處于萌芽階段。
來源：中國機床工具工業(yè)協(xié)會
