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    影响刀具寿命和质量的因素
    影响刀具寿命和质量分为客观因素和主观因素:(1)客观因素有如下几点:a)刀具的材质、形状。b)切削条件:切削厚度、切削速度。c)产品的材质、硬度。d)产品的品质要求:尺寸精度、表面粗糙度。e)设备的刚性:动作的精度和刚性。(2)主观因素有如下几点:a)不遵守刀具的使用规范和保养规范:不遵守刀具使用规范和保养规范的主要表现是:进刀过快,使用错误的刀具类型,刀具没有拧紧等,这些因素导致刀具消耗过快。b)不遵守刀具的定期更换规范:对于特定产品、特定种类的刀具而言,根据刀具寿命设定的更换周期是有要求的,但是在一般生产中,不遵守规范的不是特别多,有超长使用刀具的倾向。c)更换周期是建立在理想状态下的,而企业在实际生产的时候,切削条件会发生一些变更,产品形状、硬度发生了变化或偏差。出现这个问题的时候,现场的切削条件必须要变更。要遵守更换规范,更多的时候是要关注现场的变异问题,对刀具更换的设定值要经常修正,包括刀具的更换方法、重点、切削条件这些相应的要素。规范要不断地进行检讨修正,遵守才有意义,不然的话,死板的遵守只能导致一些坏的后果。
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    刀具寿命的经验公式
    刀具磨损到一定限度就不能继续使用。这个磨损限度称为磨钝标准。规定后刀面上均匀磨损区的高度VB值作为刀具的磨钝标准。判断磨损在生产实际中,经常卸下刀具来测量磨损量会影响生产的正常进行,因而不能直接以磨损量的大小,而是根据切削中发生的一些现象来判断刀具是否已经磨钝。图片例如:粗加工时,观察加工表面是否出现亮带,切屑的颜色和形状的变化,以及是否出现振动和不正常的声音等;精加工可观察加工表面粗糙度以及测量加工零件的形状与尺寸精度等,发现异常现象,就要及时换刀。1.刀具的寿命—一把新刀(或重新刃磨过的刀具)从开始切削至磨损量达到磨钝标准为止所经历的实际切削时间,称为刀具的寿命,用T分钟表示。又称为刀具耐用度。2.刀具总寿命——从第一次投入使用直至完全报废时所经历的实际切削时间。? 重磨刀具总寿命 = T×N? 不重磨刀具总寿命 = T3.刀具寿命的经验公式对于某一切削加工,当工件、刀具材料和刀具几何形状选定之后,切削速度是影响刀具寿命的*主要因素。提高切削速度,刀具寿命就降低。这是由于切削速度对切削温度影响*大,因而对刀具磨损影响*大。
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    刀具机器视觉检测原理
    以机器视觉为基础的、非接触式刀具磨耗判定辅助系统,是以刀具的磨耗量判定更换刀具的时机。在此系统中,首先对假设好的刀具取像;之后分为2个阶段,第1阶段为影像处理,第2阶段为磨耗判定。影像处理阶段包括影像摄取驱动与控制及影像处理。磨耗判定阶段直接依照定位结果进行磨耗量的计算及磨耗分类,由此设计出一套完整的辅助系统。原文主要是探讨刀具破损的改变,只要取得刀具的轮廓,利用LED环形光源对模拟工作台上的刀具取像,扫描影像的方向是由上往下,由左往右,依序搜索特征范围。刀具磨损磨耗的判定刀具磨耗的实际影像分为正常磨耗和异常磨耗。就正常磨耗而言,刀具的磨耗影像经影像处理后,可清楚地看出磨耗的区域变成黑色,原文将搜寻其特征,并进一步计算磨耗量。异常磨耗经常是由刀具的断裂和缺损所造成,磨耗的范围也较不规则,且无法经由黑色区域来判断。在计算磨耗量时,对于正常磨耗的刀具,对黑色像素点进行编号,即利用黑色像素点的总数量作为磨耗量大小的判定;针对异常磨耗的磨耗量,则对濒临报废的刀具的判定是依据框选后的像素面积大小,若大于该像素面积,则判定该刀具已报废;反之,则判定该刀具未报废。判断出刀具报废与否,即可利用该结果对操作程序做进一步修正。若该刀具已达到报废标准,则马上更换新的刀具;反之,则将依照其磨耗程度作为操作流程上调节刀具进给量大小的依据。
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    刀具磨耗的视觉表现
    导致刀具磨耗的主要因素是切削温度。切削时,由于切削温度力相当高,导致刀具的硬度降低,产生变形,逐渐使刀具失去切削能力或使刀口形状改变,从而造成切削尺寸改变,使实际切削量比预定切削量要小,且加工面会全部或部分由光滑面变为粗糙面,还会产生切削力增大、切削温度升高、切削性能改变、积屑范围增大以及动力消耗增加等现象。而刀具的磨耗方式主要是摩擦式、熔铸式、扩散式、化学式及电解式磨耗。刀具的磨耗性能可按照正常及异常来分类。传统切削刀具的使用寿命结束可归结于刀具磨耗逐渐增加,导致刀具破坏或刀具切削刀口突然破损。刀具破损将使切削工件表面品质降低,采用直接或间接测感技术监控刀具的表面品质,可判断切削刀具是否即将结束使用寿命。从图中可以看出,刀具面磨耗几何外观形状可分为A、B、C 3个区域。根据ISO对刀具使用寿命的定义,如果刀腹磨耗的平均磨耗值VB>0.3mm,或*大磨耗量VBmax>0.6 mm,则刀具的使用年限已超过刀具的使用寿命。凹陷磨耗发生于刀具上顶面上,此种磨耗是由于切削过程产生的高温而造成。
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    刀具寿命的经验计算公式
    切削速度 对刀具寿命的影响*大,进给量 次之,背吃刀量 *小。这与它们对切削温度的影响顺序完全一致,表明切削温度与刀具寿命之间有着紧密的内在联系。切削用量与刀具寿命密切相关。刀具寿命T定得高,切削用量就要取得低,虽然换刀次数少,刀具消耗少了,但切削效率下降,经济效益未必好;刀具寿命T定得低,切削用量可以取得高,切削效率是提高了,但换刀次数多,刀具消耗变大,调整刀具耗时长,经济效益也未必好。在生产中,确定刀具寿命有两种不同的原则,按单件时间*少原则确定的刀具寿命叫*大生产率刀具寿命;按单件工艺成本*低的原则确定的刀具寿命叫*小成本刀具寿命。一般情况下,应采用*小成本刀具寿命。在生产任务紧迫或生产中出现节拍不平衡时,可选用*高生产率刀具寿命。制订刀具寿命时,还应具体考虑以下几点:1)刀具构造复杂、制造和磨刀费用高时,刀具寿命应规定得高些。2)多刀车床上的车刀,组合机床上的钻头、丝锥和铣刀,自动机及自动线上的刀具,因为调整复杂,刀具寿命应规定得高些。3)某工序的生产成为生产线上的瓶颈时,刀具寿命应定得低些,这样可以选用较大的切削用量,以加快该工序生产节拍;某工序单位时间的生产成本较高时,刀具寿命应规定得低些,这样可以选用较大的切削用量,缩短加工时间。4)精加工大型工件时,刀具寿命应规定得高些,至少保证在一次走刀中不换刀。
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