在機械加工中刀具磨損給生產(chǎn)帶來的影響，嚴重的話就會直接導致一條生產(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。改進辦法：提高進給量；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。改進辦法：使用韌性更好的材質(zhì)；使用刃口強化的刀片；檢查工藝系統(tǒng)的剛性；加大主偏角。3、熱變形。改進辦法：降低切削速度；減少進給；減少切深；使用更具熱硬性的材質(zhì)。4、切深處破損。改進辦法：改變主偏角；刃口強化；更換刀片材質(zhì)。5、熱裂紋。改進辦法：正確使用冷卻液；降低切削速度；減少進給；使用涂層刀片。6、積屑。改進辦法：提高切削速度；提高進給；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。改進辦法：降低切削速度；降低進給；使用涂層刀片或金屬陶瓷刀片；使用冷卻液。8、斷裂。改進辦法：使用韌性更好的材質(zhì)或槽型；減少進給；減少切深；檢查工藝系統(tǒng)的剛性。

數(shù)控加工機床因加工效率高且工序集中等特點，成為了制造業(yè)中主要加工設(shè)備。其中刀具是機床的直接執(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，影響機床性能和加工質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計，因刀具磨損造成機床停機時間占全部停機時間的20%，而有效的監(jiān)測系統(tǒng)能提高10%~50%的加工效率，降低10%~40%的生產(chǎn)成本。因此，實現(xiàn)刀具的在線監(jiān)測，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、檢測方式目前刀具磨損檢測大致可分為直接檢測和間接檢測兩種方式，具體分類如下。（1）間接檢測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、主軸電流和功率等，是傳統(tǒng)的刀具磨損檢測方法；無需在設(shè)備停機或者切削過程間隔中監(jiān)測，但不能獲得具體的刀具磨損量，易受傳感器信號受加工工況、環(huán)境噪聲和機床固有噪聲的影響，較難保證檢測結(jié)果的準確性。（2）直接檢測法通過檢測刀具幾何尺寸或表面紋理是否發(fā)生變化判斷刀具當前狀態(tài)，常用方法有放射線法、接觸法和視覺檢測法等。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行檢測，當未檢測到放射性物質(zhì)時，說明刀具已經(jīng)磨鈍。該方法檢測相對片面，且容易造成放射性污染且無法實現(xiàn)在線檢測。接觸法使用接觸式傳感器來感知刀具磨損前后尺寸變化，進而判斷刀具的磨損狀況，該方法檢測結(jié)果精確，但是需要停機，同樣無法實現(xiàn)在線檢測?；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，進行磨損的度量。該方法使用簡單、結(jié)果精確，且不易受外界條件干擾，不受限于加工條件。二、視覺方案通常基于機器視覺的刀具狀態(tài)檢測可分為三類方案：分別為針對刀具、針對加工工件和針對切屑進行分析，本文主要針對直接進行刀具檢測方案展開介紹。1、離線檢測離線檢測指將刀具拆卸下來進行狀態(tài)檢測，可基于三軸機械系統(tǒng)及光學成像系統(tǒng)組成。二維位移控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)驅(qū)動光學系統(tǒng)至刀具局部＊佳待測位置，利用LED環(huán)形光源前向光直向照明，結(jié)合像素當量精確測量刀具磨損面積，實現(xiàn)精密檢測。2、在線檢測相較于離線采集，在線檢測系統(tǒng)無需拆卸刀具，將視覺采集系統(tǒng)部署在機床內(nèi)部，設(shè)備整體較為集中，不影響機床正常工作，即可實現(xiàn)刀具自動檢測。視覺采集系統(tǒng)可采用高分辨率面陣相機+遠心鏡頭+背光，結(jié)合自動對焦系統(tǒng)（三軸機床），通過Z方向的移動保證圖像的穩(wěn)定與清晰；可針對車床、銑床等多種機床進行不同系統(tǒng)設(shè)計，同時適配多種尺寸刀具，在加工過程中及時發(fā)現(xiàn)刀具磨損狀況，同時避免了離線檢測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?shù)那邢鳒囟认掳l(fā)生強化。隨著切屑的連續(xù)流出，在后繼切削的流動所作推擠下，這層滯積材料便與切屑上層發(fā)生相對滑移而離開來，成為積屑瘤的基礎(chǔ)。隨后，在它的上面又會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） 特點及對切削加工的影響① 硬度比工件材料高1.5~2.0倍，可代替前刀面進行切削，有保護切削刃、減小前刀具破損的作用，但積屑瘤脫落時的碎片流經(jīng)刀具-工件接觸區(qū)會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，使實際切削深度增大，影響工件的尺寸精度。④ 積屑瘤會在工件表面造成“犁溝”現(xiàn)象，影響工件表面粗糙度。⑤積屑瘤的碎片會粘結(jié)或嵌入工件表面造成硬質(zhì)點，影響工件已加工表面的質(zhì)量。由上述分析可知，積屑瘤對切削加工，特別對精加工是不利的。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 對工件材料進行適當?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）。

目前刀具磨損檢測大致可分為直接檢測和間接檢測兩種方式，具體分類如下。（1）間接檢測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、主軸電流和功率等，是傳統(tǒng)的刀具磨損檢測方法；無需在設(shè)備停機或者切削過程間隔中監(jiān)測，但不能獲得具體的刀具磨損量，易受傳感器信號受加工工況、環(huán)境噪聲和機床固有噪聲的影響，較難保證檢測結(jié)果的準確性。（2）直接檢測法通過檢測刀具幾何尺寸或表面紋理是否發(fā)生變化判斷刀具當前狀態(tài)，常用方法有放射線法、接觸法和視覺檢測法等。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行檢測，當未檢測到放射性物質(zhì)時，說明刀具已經(jīng)磨鈍。該方法檢測相對片面，且容易造成放射性污染且無法實現(xiàn)在線檢測。接觸法使用接觸式傳感器來感知刀具破損前后尺寸變化，進而判斷刀具的磨損狀況，該方法檢測結(jié)果精確，但是需要停機，同樣無法實現(xiàn)在線檢測?；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，進行磨損的度量。該方法使用簡單、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. 切深切深對刀具壽命的影響沒有線速度大。每種槽型都有一個比較大的切深范圍。粗加工時，切深盡量加大，保證＊大的余量去除率；精加工時，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，導致刀具崩刃；如果切深過小，刀具只是在工件表面進行刮削和擠壓，導致后刀面嚴重磨損，從而降低刀具壽命。3. 進給相比較線速度和切深，進給對刀具壽命的影響＊小，但對工件的表面質(zhì)量影響＊大。粗加工時，加大進給可以提高余量的去除率；精加工時，降低進給可以提高工件的表面粗糙度。在粗糙度允許的情況下，可以盡量加大進給，提高加工效率。4. 振動振動是除三大切削要素外，對刀具壽命影響＊大的因素。振動產(chǎn)生的原因很多，包括機床剛性、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、刀桿懸伸長度等，但主要是由于系統(tǒng)剛性不夠，不能抵抗加工時的切削力，導致加工時刀具在工件表面不停的振動所致。要消除或減小振動必須要綜合考慮。刀具在工件表面振動可以理解為刀具與工件之間不停地進行敲擊，而不是正常的切削，會使刀尖產(chǎn)生一些微小的裂紋和崩刃，而這些裂紋和崩刃又導致切削力加大，使振動進一步加劇，反過來進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，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相同。對于同一種工件材質(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)刀具使用過程中會產(chǎn)生大量的熱量，使刀片溫度大幅度升高，而不加工時或用冷卻水冷卻，又會使刀片溫度降低，因此刀片一直處于一種較高的溫度變化范圍內(nèi)，使刀片不停地熱脹冷縮，導致刀片出現(xiàn)細小的裂紋。在刀片用第一個刃加工時，刀具壽命正常；但隨著刀刃使用的增加，裂紋會擴展到其他刀刃，導致其他刀刃的壽命降低。