在機(jī)械加工中刀具磨損給生產(chǎn)帶來的影響，嚴(yán)重的話就會(huì)直接導(dǎo)致一條生產(chǎn)線停產(chǎn)，給企業(yè)帶來的影響可想而知，所以企業(yè)在生產(chǎn)制造中都是要盡量避免刀具磨損的，但是刀具磨損是不可避免的。1、刃口磨損。改進(jìn)辦法：提高進(jìn)給量；降低切削速度；使用更耐磨的刀片材質(zhì)；使用涂層刀片。2、崩碎。改進(jìn)辦法：使用韌性更好的材質(zhì)；使用刃口強(qiáng)化的刀片；檢查工藝系統(tǒng)的剛性；加大主偏角。3、熱變形。改進(jìn)辦法：降低切削速度；減少進(jìn)給；減少切深；使用更具熱硬性的材質(zhì)。4、切深處破損。改進(jìn)辦法：改變主偏角；刃口強(qiáng)化；更換刀片材質(zhì)。5、熱裂紋。改進(jìn)辦法：正確使用冷卻液；降低切削速度；減少進(jìn)給；使用涂層刀片。6、積屑。改進(jìn)辦法：提高切削速度；提高進(jìn)給；使用涂層刀片或金屬陶瓷刀片；使用冷卻液；使刃口更鋒利。7、月牙洼磨損。改進(jìn)辦法：降低切削速度；降低進(jìn)給；使用涂層刀片或金屬陶瓷刀片；使用冷卻液。8、斷裂。改進(jìn)辦法：使用韌性更好的材質(zhì)或槽型；減少進(jìn)給；減少切深；檢查工藝系統(tǒng)的剛性。

數(shù)控加工機(jī)床因加工效率高且工序集中等特點(diǎn)，成為了制造業(yè)中主要加工設(shè)備。其中刀具是機(jī)床的直接執(zhí)行件，加工過程中與工件和切屑直接接觸，受到劇烈的摩擦和沖擊，極易產(chǎn)生磨損，影響機(jī)床性能和加工質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，因刀具磨損造成機(jī)床停機(jī)時(shí)間占全部停機(jī)時(shí)間的20%，而有效的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能提高10%~50%的加工效率，降低10%~40%的生產(chǎn)成本。因此，實(shí)現(xiàn)刀具的在線監(jiān)測(cè)，建立完整的刀具數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具有重要的意義。一、檢測(cè)方式目前刀具磨損檢測(cè)大致可分為直接檢測(cè)和間接檢測(cè)兩種方式，具體分類如下。（1）間接檢測(cè)法間接法是利用在切削加工過程中與刀具破損相關(guān)的變量參數(shù)來間接獲取刀具磨損狀態(tài)，常用的變量參數(shù)有切削力、溫度、振動(dòng)、主軸電流和功率等，是傳統(tǒng)的刀具磨損檢測(cè)方法；無需在設(shè)備停機(jī)或者切削過程間隔中監(jiān)測(cè)，但不能獲得具體的刀具磨損量，易受傳感器信號(hào)受加工工況、環(huán)境噪聲和機(jī)床固有噪聲的影響，較難保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。（2）直接檢測(cè)法通過檢測(cè)刀具幾何尺寸或表面紋理是否發(fā)生變化判斷刀具當(dāng)前狀態(tài)，常用方法有放射線法、接觸法和視覺檢測(cè)法等。放射線法就是在刀具的表面涂抹一定量放射性物質(zhì)，利用放射線傳感器進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)未檢測(cè)到放射性物質(zhì)時(shí)，說明刀具已經(jīng)磨鈍。該方法檢測(cè)相對(duì)片面，且容易造成放射性污染且無法實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。接觸法使用接觸式傳感器來感知刀具磨損前后尺寸變化，進(jìn)而判斷刀具的磨損狀況，該方法檢測(cè)結(jié)果精確，但是需要停機(jī)，同樣無法實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)?；谝曈X的方法是利用視覺傳感器獲取刀具表面圖像，基于圖像處理技術(shù)提取磨損區(qū)域，進(jìn)行磨損的度量。該方法使用簡(jiǎn)單、結(jié)果精確，且不易受外界條件干擾，不受限于加工條件。二、視覺方案通?；跈C(jī)器視覺的刀具狀態(tài)檢測(cè)可分為三類方案：分別為針對(duì)刀具、針對(duì)加工工件和針對(duì)切屑進(jìn)行分析，本文主要針對(duì)直接進(jìn)行刀具檢測(cè)方案展開介紹。1、離線檢測(cè)離線檢測(cè)指將刀具拆卸下來進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)，可基于三軸機(jī)械系統(tǒng)及光學(xué)成像系統(tǒng)組成。二維位移控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)至刀具局部＊佳待測(cè)位置，利用LED環(huán)形光源前向光直向照明，結(jié)合像素當(dāng)量精確測(cè)量刀具磨損面積，實(shí)現(xiàn)精密檢測(cè)。2、在線檢測(cè)相較于離線采集，在線檢測(cè)系統(tǒng)無需拆卸刀具，將視覺采集系統(tǒng)部署在機(jī)床內(nèi)部，設(shè)備整體較為集中，不影響機(jī)床正常工作，即可實(shí)現(xiàn)刀具自動(dòng)檢測(cè)。視覺采集系統(tǒng)可采用高分辨率面陣相機(jī)+遠(yuǎn)心鏡頭+背光，結(jié)合自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)（三軸機(jī)床），通過Z方向的移動(dòng)保證圖像的穩(wěn)定與清晰；可針對(duì)車床、銑床等多種機(jī)床進(jìn)行不同系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同時(shí)適配多種尺寸刀具，在加工過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)刀具磨損狀況，同時(shí)避免了離線檢測(cè)中二次裝夾誤差等情況。 

1） 形成原因在靠近切削刃的一部分，刀-屑接觸區(qū)內(nèi)，由于下壓力很大，使切屑底層金屬嵌入前刀面上的微觀不平的峰谷內(nèi)，形成無間隙的真正的金屬間接觸而產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，這部分刀-屑接觸區(qū)被稱為粘結(jié)區(qū)。在粘結(jié)區(qū)內(nèi)，切屑底層將有一薄層金屬材料層積滯留在前刀面上，這部分切屑的金屬材料經(jīng)過了劇烈的變形，在適當(dāng)?shù)那邢鳒囟认掳l(fā)生強(qiáng)化。隨著切屑的連續(xù)流出，在后繼切削的流動(dòng)所作推擠下，這層滯積材料便與切屑上層發(fā)生相對(duì)滑移而離開來，成為積屑瘤的基礎(chǔ)。隨后，在它的上面又會(huì)形成第二層滯積切削材料，這樣不斷地層積，就形成了積屑瘤。2） 特點(diǎn)及對(duì)切削加工的影響① 硬度比工件材料高1.5~2.0倍，可代替前刀面進(jìn)行切削，有保護(hù)切削刃、減小前刀具破損的作用，但積屑瘤脫落時(shí)的碎片流經(jīng)刀具-工件接觸區(qū)會(huì)造成刀具后刀面磨損。② 在積屑瘤形成后刀具的工作前角明顯增大，對(duì)減小切屑變形及降低切削力起了積極作用。③ 由于積屑瘤突出于切削刃之外，使實(shí)際切削深度增大，影響工件的尺寸精度。④ 積屑瘤會(huì)在工件表面造成“犁溝”現(xiàn)象，影響工件表面粗糙度。⑤積屑瘤的碎片會(huì)粘結(jié)或嵌入工件表面造成硬質(zhì)點(diǎn)，影響工件已加工表面的質(zhì)量。由上述分析可知，積屑瘤對(duì)切削加工，特別對(duì)精加工是不利的。3） 控制措施不使切屑底層材料與前刀面發(fā)生粘結(jié)或變形強(qiáng)化，即可避免積屑瘤的產(chǎn)生為此日的可采取如下措施。① 減小前刀面的粗糙度。② 增大刀具的前角。③ 減小切削厚度。④ 采用低速切削或高速切削，避開容易形成積屑瘤的切削速度。⑤ 對(duì)工件材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚硖岣咂溆捕?，減小塑性。⑥ 采用抗粘結(jié)發(fā)性能好的切削液（如含硫、氯的極壓切削液）。

目前刀具磨損檢測(cè)大致可分為直接檢測(cè)和間接檢測(cè)兩種方式，具體分類如下。（1）間接檢測(cè)法間接法是利用在切削加工過程中與刀具磨損相關(guān)的變量參數(shù)來間接獲取刀具磨損狀態(tài)，常用的變量參數(shù)有切削力、溫度、振動(dòng)、主軸電流和功率等，是傳統(tǒng)的刀具磨損檢測(cè)方法；無需在設(shè)備停機(jī)或者切削過程間隔中監(jiān)測(cè)，但不能獲得具體的刀具磨損量，易受傳感器信號(hào)受加工工況、環(huán)境噪聲和機(jī)床固有噪聲的影響，較難保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。（2）直接檢測(cè)法通過檢測(cè)刀具幾何尺寸或表面紋理是否發(fā)生變化判斷刀具當(dāng)前狀態(tài)，常用方法有放射線法、接觸法和視覺檢測(cè)法等。放射線法就是在刀具的表面涂抹一定量放射性物質(zhì)，利用放射線傳感器進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)未檢測(cè)到放射性物質(zhì)時(shí)，說明刀具已經(jīng)磨鈍。該方法檢測(cè)相對(duì)片面，且容易造成放射性污染且無法實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。接觸法使用接觸式傳感器來感知刀具破損前后尺寸變化，進(jìn)而判斷刀具的磨損狀況，該方法檢測(cè)結(jié)果精確，但是需要停機(jī)，同樣無法實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。基于視覺的方法是利用視覺傳感器獲取刀具表面圖像，基于圖像處理技術(shù)提取磨損區(qū)域，進(jìn)行磨損的度量。該方法使用簡(jiǎn)單、結(jié)果精確，且不易受外界條件干擾，不受限于加工條件。

1. 線速度線速度對(duì)刀具壽命的影響＊大。如果線速度高于樣本規(guī)定線速度的20％，刀具壽命將降低為原來的1/2；如果提高到50％，刀具壽命將只有原來的1/5。要提高刀具的使用壽命，必須要知道每種被加工工件的材質(zhì)、狀態(tài)以及選用刀具的線速度范圍。線速度在粗加工和精加工時(shí)的數(shù)據(jù)并不一致，粗加工以去余量為主，線速度要低；精加工以保證尺寸精度和粗糙度為主，線速度要高。2. 切深切深對(duì)刀具壽命的影響沒有線速度大。每種槽型都有一個(gè)比較大的切深范圍。粗加工時(shí)，切深盡量加大，保證＊大的余量去除率；精加工時(shí)，切深盡量小，保證工件的尺寸精度和表面質(zhì)量。但切深不能超過槽型的切削范圍。如果切深過大，刀具無法承受切削力，導(dǎo)致刀具崩刃；如果切深過小，刀具只是在工件表面進(jìn)行刮削和擠壓，導(dǎo)致后刀面嚴(yán)重磨損，從而降低刀具壽命。3. 進(jìn)給相比較線速度和切深，進(jìn)給對(duì)刀具壽命的影響＊小，但對(duì)工件的表面質(zhì)量影響＊大。粗加工時(shí)，加大進(jìn)給可以提高余量的去除率；精加工時(shí)，降低進(jìn)給可以提高工件的表面粗糙度。在粗糙度允許的情況下，可以盡量加大進(jìn)給，提高加工效率。4. 振動(dòng)振動(dòng)是除三大切削要素外，對(duì)刀具壽命影響＊大的因素。振動(dòng)產(chǎn)生的原因很多，包括機(jī)床剛性、工裝剛性、工件剛性、切削參數(shù)、刀具槽型、刀尖圓弧半徑、刀片后角、刀桿懸伸長(zhǎng)度等，但主要是由于系統(tǒng)剛性不夠，不能抵抗加工時(shí)的切削力，導(dǎo)致加工時(shí)刀具在工件表面不停的振動(dòng)所致。要消除或減小振動(dòng)必須要綜合考慮。刀具在工件表面振動(dòng)可以理解為刀具與工件之間不停地進(jìn)行敲擊，而不是正常的切削，會(huì)使刀尖產(chǎn)生一些微小的裂紋和崩刃，而這些裂紋和崩刃又導(dǎo)致切削力加大，使振動(dòng)進(jìn)一步加劇，反過來進(jìn)一步增大裂紋和崩刃的程度，使刀具壽命大幅度降低。5. 刀片材質(zhì)工件加工時(shí)，leyu體育官網(wǎng) 主要考慮的是工件材質(zhì)、熱處理要求以及是否斷續(xù)加工等。例如：加工鋼件的刀片和加工鑄鐵的刀片、加工硬度為HB215和HRC62的刀片都不一定相同；斷續(xù)加工和連續(xù)加工用的刀片也不會(huì)相同。對(duì)于同一種工件材質(zhì)，如果是連續(xù)加工，要用到硬度更高的刀片，可以提高工件切削速度，降低刀尖磨損，減少加工時(shí)間；如果是斷續(xù)加工，要用到韌性更好的刀片，可以有效減少崩刃等非正常磨損，提高刀具使用壽命。6. 刀片使用次數(shù)刀具使用過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，使刀片溫度大幅度升高，而不加工時(shí)或用冷卻水冷卻，又會(huì)使刀片溫度降低，因此刀片一直處于一種較高的溫度變化范圍內(nèi)，使刀片不停地?zé)崦浝淇s，導(dǎo)致刀片出現(xiàn)細(xì)小的裂紋。在刀片用第一個(gè)刃加工時(shí)，刀具壽命正常；但隨著刀刃使用的增加，裂紋會(huì)擴(kuò)展到其他刀刃，導(dǎo)致其他刀刃的壽命降低。