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    有关影响数控刀具寿命因素的总结
    1. 线速度线速度对刀具寿命的影响*大。如果线速度高于样本规定线速度的20%,刀具寿命将降低为原来的1/2;如果提高到50%,刀具寿命将只有原来的1/5。要提高刀具的使用寿命,必须要知道每种被加工工件的材质、状态以及选用刀具的线速度范围。线速度在粗加工和精加工时的数据并不一致,粗加工以去余量为主,线速度要低;精加工以保证尺寸精度和粗糙度为主,线速度要高。2. 切深切深对刀具寿命的影响没有线速度大。每种槽型都有一个比较大的切深范围。粗加工时,切深尽量加大,保证*大的余量去除率;精加工时,切深尽量小,保证工件的尺寸精度和表面质量。但切深不能超过槽型的切削范围。如果切深过大,刀具无法承受切削力,导致刀具崩刃;如果切深过小,刀具只是在工件表面进行刮削和挤压,导致后刀面严重磨损,从而降低刀具寿命。3. 进给相比较线速度和切深,进给对刀具寿命的影响*小,但对工件的表面质量影响*大。粗加工时,加大进给可以提高余量的去除率;精加工时,降低进给可以提高工件的表面粗糙度。在粗糙度允许的情况下,可以尽量加大进给,提高加工效率。4. 振动振动是除三大切削要素外,对刀具寿命影响*大的因素。振动产生的原因很多,包括机床刚性、工装刚性、工件刚性、切削参数、刀具槽型、刀尖圆弧半径、刀片后角、刀杆悬伸长度等,但主要是由于系统刚性不够,不能抵抗加工时的切削力,导致加工时刀具在工件表面不停的振动所致。要消除或减小振动必须要综合考虑。刀具在工件表面振动可以理解为刀具与工件之间不停地进行敲击,而不是正常的切削,会使刀尖产生一些微小的裂纹和崩刃,而这些裂纹和崩刃又导致切削力加大,使振动进一步加剧,反过来进一步增大裂纹和崩刃的程度,使刀具寿命大幅度降低。5. 刀片材质工件加工时,大家主要考虑的是工件材质、热处理要求以及是否断续加工等。例如:加工钢件的刀片和加工铸铁的刀片、加工硬度为HB215和HRC62的刀片都不一定相同;断续加工和连续加工用的刀片也不会相同。对于同一种工件材质,如果是连续加工,要用到硬度更高的刀片,可以提高工件切削速度,降低刀尖磨损,减少加工时间;如果是断续加工,要用到韧性更好的刀片,可以有效减少崩刃等非正常磨损,提高刀具使用寿命。6. 刀片使用次数刀具使用过程中会产生大量的热量,使刀片温度大幅度升高,而不加工时或用冷却水冷却,又会使刀片温度降低,因此刀片一直处于一种较高的温度变化范围内,使刀片不停地热胀冷缩,导致刀片出现细小的裂纹。在刀片用第一个刃加工时,刀具寿命正常;但随着刀刃使用的增加,裂纹会扩展到其他刀刃,导致其他刀刃的寿命降低。
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    刀具检测方式
    目前刀具磨损检测大致可分为直接检测和间接检测两种方式,具体分类如下。(1)间接检测法间接法是利用在切削加工过程中与刀具磨损相关的变量参数来间接获取刀具磨损状态,常用的变量参数有切削力、温度、振动、主轴电流和功率等,是传统的刀具磨损检测方法;无需在设备停机或者切削过程间隔中监测,但不能获得具体的刀具磨损量,易受传感器信号受加工工况、环境噪声和机床固有噪声的影响,较难保证检测结果的准确性。(2)直接检测法通过检测刀具几何尺寸或表面纹理是否发生变化判断刀具当前状态,常用方法有放射线法、接触法和视觉检测法等。放射线法就是在刀具的表面涂抹一定量放射性物质,利用放射线传感器进行检测,当未检测到放射性物质时,说明刀具已经磨钝。该方法检测相对片面,且容易造成放射性污染且无法实现在线检测。接触法使用接触式传感器来感知刀具破损前后尺寸变化,进而判断刀具的磨损状况,该方法检测结果精确,但是需要停机,同样无法实现在线检测。基于视觉的方法是利用视觉传感器获取刀具表面图像,基于图像处理技术提取磨损区域,进行磨损的度量。该方法使用简单、结果精确,且不易受外界条件干扰,不受限于加工条件。
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    机床刀具磨损的检测方法有些什么?
    数控加工机床因加工效率高且工序集中等特点,成为了制造业中主要加工设备。其中刀具是机床的直接实行件,加工过程中与工件和切屑直接接触,受到剧烈的摩擦和冲击,极易产生磨损,影响机床性能和加工质量。据统计,因刀具磨损造成机床停机时间占全部停机时间的20%,而有效的监测系统能提高10%~50%的加工效率,降低10%~40%的生产成本。因此,实现刀具的在线监测,建立完整的刀具数据库管理系统,具有重要的意义。一、检测方式目前刀具磨损检测大致可分为直接检测和间接检测两种方式,具体分类如下。(1)间接检测法间接法是利用在切削加工过程中与刀具破损相关的变量参数来间接获取刀具磨损状态,常用的变量参数有切削力、温度、振动、主轴电流和功率等,是传统的刀具磨损检测方法;无需在设备停机或者切削过程间隔中监测,但不能获得具体的刀具磨损量,易受传感器信号受加工工况、环境噪声和机床固有噪声的影响,较难保证检测结果的准确性。(2)直接检测法通过检测刀具几何尺寸或表面纹理是否发生变化判断刀具当前状态,常用方法有放射线法、接触法和视觉检测法等。放射线法就是在刀具的表面涂抹一定量放射性物质,利用放射线传感器进行检测,当未检测到放射性物质时,说明刀具已经磨钝。该方法检测相对片面,且容易造成放射性污染且无法实现在线检测。接触法使用接触式传感器来感知刀具磨损前后尺寸变化,进而判断刀具的磨损状况,该方法检测结果精确,但是需要停机,同样无法实现在线检测。基于视觉的方法是利用视觉传感器获取刀具表面图像,基于图像处理技术提取磨损区域,进行磨损的度量。该方法使用简单、结果精确,且不易受外界条件干扰,不受限于加工条件。二、视觉方案通常基于机器视觉的刀具状态检测可分为三类方案:分别为针对刀具、针对加工工件和针对切屑进行分析,本文主要针对直接进行刀具检测方案展开先容。1、离线检测离线检测指将刀具拆卸下来进行状态检测,可基于三轴机械系统及光学成像系统组成。二维位移控制系统和转台旋转系统驱动光学系统至刀具局部*佳待测位置,利用LED环形光源前向光直向照明,结合像素当量精确测量刀具磨损面积,实现精密检测。2、在线检测相较于离线采集,在线检测系统无需拆卸刀具,将视觉采集系统部署在机床内部,设备整体较为集中,不影响机床正常工作,即可实现刀具自动检测。视觉采集系统可采用高分辨率面阵相机+远心镜头+背光,结合自动对焦系统(三轴机床),通过Z方向的移动保证图像的稳定与清晰;可针对车床、铣床等多种机床进行不同系统设计,同时适配多种尺寸刀具,在加工过程中及时发现刀具磨损状况,同时避免了离线检测中二次装夹误差等情况。 
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    常见的刀具磨损的形式及应对措施
    1、擦伤磨损当后面有相当利害的条状磨损发生时,采用细huoz粒子材料的刀具,并且要经过高温淬火来增强其硬度和强度。这儿推荐含微量碳化钽。2、月牙洼磨损 当前面有相当利害的凹状磨损发生时,应考虑高温时的扩散和强度,推荐使用碳化钛、碳化钽含量高的材料。3、崩刃刀后面有细小的碎粒落下时,再仔细地研磨刀尖,对切削刃也要进行珩磨,可以大幅度地减少碎屑。对于那些在加工时需要采用大的前角的材料(比如说软钢) 。4、热龟裂当前面或者后面产生严重的裂缝时,推荐使用热传导性能好、不易产生热疲劳的M系列用途材料。5、缺口刀具破损沿着刀刃产生比较大的缺口时,为了加强切削刃的耐冲击性,将前角向负的方向修正,如果改变刀刃形状也无效果是,选择韧性高的材料。6、异常碎屑 由于发热而在刀刃上产生严重的缺口时,可降低切削速度,或者使用耐高温的材料。7、积屑瘤的剥离 很多场合下,在前面或者后面去除积屑瘤时,会发生切削刃被剥离的现象。这种情况下要选择大的前角,或者提高切削速度。如果以上措施不见效,选择钴含量较高的材料。还有在提高切削速度的情况下可选择以碳化钛为主要成分的陶瓷合金系列的材料。*后对各种方法进行比较后再选定。8、塑性变形对于切削中由于高热而产生的刀刃塑性变形,可选择钴含量低的、高温时强度高的材料。9、成片剥离由于切削中的振动,工件材料产生弹性变形,在前面出现剥离现象,此时可选择钴含量高的、韧性好的材料。
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    刀具磨损状态监测方案
    生产过程中为保证加工工件质量,通常选择保守使用刀具,无法*大化的利用刀具。刀具破损状态监测系统通过刀具加工工件所产生的信号变化,来判断当前刀具状态,提高刀具寿命、节省成本。刀具磨损的形态切削金属时,刀具一方面切下切屑,另一方面刀具本身也要发生损坏。刀具损坏的形式主要有磨损和破损两类。前者是连续的逐渐磨损;后者包括脆性破损(如崩刃、碎断、剥落、裂纹破损等)和塑性破损两种。刀具磨损后,使工件加工精度降低,表面粗糙度增大,并导致切削力加大、切削温度升高,甚至产生振动,不能继续正常切削。因此,刀具磨损直接影响加工效率、质量和成本。造成刀具磨损的机理主要是以下几种:解决方案: 清诚声发射-RAEM2系列远程声发射监测系统远程无人看守24小时连续在线监测,采集、分析刀具状态数据,判断刀具磨损的发生、严重程度和故障位置,自动报警,并推送给用户。集传感器、采集卡、数据通讯(蓝牙等)、电池供电为一体的RAEM2智能声发射采集器。
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