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    刀具电流与功率信号
    当刀具破损时,切削力会增大,导致切削功率增大,机床的电机电流和负载功率增大。所以,电机的负载功率、电流电压的相位差以及波形变化等参数可以反映刀具磨损的信息。电流与功率信号的刀具磨损监测归根到底是切削力的刀具磨损监测,但相比于切削力的刀具磨损监测,电流与功率信号的刀具磨损监测具有成本低、传感器安装方便的优点。Lin X.等提出了一种基于顺序主轴电流信号的刀具状态监测方法,并应用支撑向量机进行刀具破损识别;Pal S.等利用小波包树和主成分分析从电机电流中提取刀具磨损敏感特征,训练了一个人工神经网络,将切削条件与刀具磨损特征相关联,从而可以根据切削条件预测刀具磨损量;提出了一种基于主成分分析(PCA)与支撑向量机相结合的刀具磨损状态监测模型,通过功率传感器采集切削过程中的电流和功率信号,采用PCA对采集的参数进行特征提取,选择对刀具磨损状态影响*大的主成分作为支撑向量机的输入样本,实现对刀具磨损状态的准确识别。但是也存在一些缺点,例如由于是通过电流与功率反映切削力变化进而间接反映刀具磨损状态,所以对于刀具磨损的敏感度较低;此外,采用电流传感器会有延迟效应。多种信号结合的监测单一信号的监测已广泛应用于刀具磨损监测,然而单一的传感信号有各自的缺陷以及易受到加工参数、机床刚度、工件材料特性以及周围环境噪声的影响。为了避免这种影响,多个传感器信号的刀具磨损监测方法逐渐被广泛采用。每种信号对于不同刀具磨损的状态敏感度有所不同,所以一种信号对于某个刀具磨损状态的敏感度损失可以被另一种信号弥补,从而提高刀具磨损状态分类精度,这是多种信号结合的监测手段被应用的*主要原因。
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    木材切削原理与木工刀具
    木工刀具的切削对象是木材和人造板。木材是由多种复杂有机物质组成的复合体其中绝大部分是高分子化合物或复合物。木材除了含有纤维素、半纤维素、木素之外还含有水分和各种浸提物,包括生物碱及有机弱酸(单宁、醋酸、多元酚类化合物等弱酸),有些树种还含有石英砂(SiO2)等。木质人造板,如纤维板、刨花板、石膏刨花板、胶合板和细木工板等,还添加了各种胶合材料(如胶黏剂、水泥、石膏等)、固化剂和缓凝剂等。因此,木工刀具的加工对象是多组分的、复杂的混合体。当刀具在切削时,如同将刀具置于复杂的介质中,既有造成刀具机械擦伤的硬质点,即节子、树脂、石英砂、胶合材料,又有引发刀具产生化学腐蚀的酸性介质,还有促进刀具和工件材料相互作用的切削温度、切削压力和水分等环境因素。因而,刀具磨损实质是刀具与工件材料发生机械、热和化学腐蚀作用,刀具前后面的金属材料不断损失的过程。刀具磨损越大,工件表面的材料被搓起、撕裂和挖切就越利害,工件表面质量降低。刀具破损到定程度时,切削过程不得不中断,增加换刀、磨刀的次数和机床的停机频率,降低了机床的使用效率。因此,提高刀具耐磨性具有重要的实用价值。使用已磨损的刀具继续切削时,会引起加工面质量的下降及尺寸精度的下降,并导致切削力的增大。因此,在刀具达到一定的磨损开始到不能满足加工者对质量精度的要求,这一段时间或切削距离被称为刀具寿命。
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    刀具材料应具备基本性能
    先进的加工设备与高性能的数控刀具相配合,才能充分发挥其应有的效能,取得良好的经济效益。随着刀具材料迅速发展,各种新型刀具材料,其物理、力学性能和切削加工性能都有了很大的提高,应用范围也不断扩大。一、刀具材料应具备基本性能刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等的影响很大。刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。因此,刀具材料应具备如下一些基本性能:(1) 硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度,一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高,耐磨性就越好。(2) 强度和韧性。刀具材料应具备较高的强度和韧性,以便承受切削力、冲击和振动,防止刀具脆性断裂和崩刃。(3) 耐热性。刀具材料的耐热性要好,能承受高的切削温度,具备良好的抗氧化能力。(4) 工艺性能和经济性。刀具材料应具备好的锻造性能、热处理性能、焊接性能;磨削加工性能等,而且要追求高的性能价格比。
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    如何正确认识数控加工的刀具寿命
    在数控加工中,刀具寿命是指从刀尖切削工件到刀尖报废的时间或从工件表面的实际长度算起的时间。刀尖加工时间是刀具企业计算刀具寿命的一个关键评价指标。典型刀具的使用寿命是每片刀片连续加工15到20分钟。刀具寿命是企业在比较理想的条件下测量出来的。根据不同的加工深度和不同的工件材料进给量,每片刀片连续加工15-20分钟,计算出相应的线速度与进给量的关系,形成相应的切削参数表。因此,每个企业的切割数据表也不同。1、刀具寿命会提高吗?刀具寿命15~20分钟,刀具寿命能否进一步提高?显然,您可以轻松地提高工具的使用寿命,但前提是要以生产线速度为代价。线速度越低,刀具寿命增加越明显(但线速度越低,加工时的振动会降低刀具寿命)。2、提高刀具寿命有实际意义吗?刀具成本与工件加工成本的比值很小。当线速度降低时,即使刀具寿命增加,刀具加工的工件数量也不一定增加,但加工产品的加工成本增加。应理解为尽可能多地增加工件,同时确保尽可能长的刀具寿命。
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    机加工企业刀具管理面临的具体问题
    1、 刀具标准寿命缺乏系统准确的数据依据,标准不准确导致换刀过早或过晚,造成刀具浪费或品质不良浪费;2、 刀具标准寿命到了,现场技术员改数据继续使用,导致品质不良,客户稽查处罚;3、 针对刀具供应商缺乏系统严谨的刀具质量统计数据,供应商选型难、降价难。机床云刀具管理解决方案:  机床云平台刀具管理模块,基于和数控系统的直接交互,无需打码和增加传感器等,直接抓取一手的刀具更换信息和刀具寿命信息,实现刀具更换耗用统计、刀具寿命统计预警、刀具效能统计分析等功能。刀具耗用管理(1)可按车间、按设备、按时间段统计换刀数量(2)记录查询机台号、刀号、换刀时间、累计加工量、累计加工时间、寿命利用率等刀具寿命管理(1) 统计正在机台上使用的刀具当前的寿命利用比例;(2) 对寿命即将消耗殆尽的刀具进行更换预警;机床云刀具管理模块应用价值:(1) 刀具寿命实时统计预警,提前备刀换刀,减少临时换刀带来的宕机损失;(2) 刀具寿命实时统计并比对实行标准寿命,减少未及时换刀带来的品质不良;(3) 刀具寿命大数据统计分析,提高标准寿命准确率,减少刀具报废损失,降低成本;(4) 准确统计并实行刀具标准寿命,按规定换刀,避免客户处罚;(5) 刀具耗用实时监控,避免领刀用刀数量不一致的腐败行为;(6) 供应商刀具寿命数据统计对比,优化选型,合理降价。
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