高速加工對(duì)刀具總成(刀片、刀柄、刀盤(pán)及夾緊裝置等)的動(dòng)平衡性能提出了很高的要求，因?yàn)榈毒呖偝傻牟黄胶鈺?huì)縮短刀具壽命，增加停機(jī)時(shí)間，加大加工表面粗糙度值，降低加工精度和縮短主軸軸承的使用壽命。引起不平衡的主要因素有：刀具結(jié)構(gòu)的不平衡、刀柄不平衡、刀具及夾頭的安裝不對(duì)稱和殘余不平衡等。針對(duì)引起不平衡的原因，通?？梢圆捎靡韵聨追N措施來(lái)提高其動(dòng)平衡性能：在制造階段對(duì)刀具和刀柄分別進(jìn)行動(dòng)平衡。方法是在動(dòng)平衡機(jī)上找出不平衡量和偏移位置，然后在相反的位置切去相應(yīng)的量。采用可調(diào)平衡刀柄結(jié)構(gòu)。盡管刀具和刀柄在制造階段分別校過(guò)平衡，但在安裝過(guò)程中，由于刀具要夾緊在刀柄上，然后由拉桿拉緊在主軸錐孔里，有多個(gè)中間裝配環(huán)節(jié)的影響，往往會(huì)出現(xiàn)總體不平衡，滿足不了加工質(zhì)量要求。這時(shí)，需要對(duì)“刀具—刀柄”的總成檢測(cè)其不平衡量，然后調(diào)整可調(diào)平衡刀柄，＊后達(dá)到總體平衡的要求。針對(duì)各種主軸轉(zhuǎn)速的動(dòng)平衡調(diào)節(jié)。刀具系統(tǒng)裝入主軸后，高速旋轉(zhuǎn)的主軸對(duì)刀柄的夾持力及離心力會(huì)產(chǎn)生新的不平衡。平衡刀柄系統(tǒng)應(yīng)該能夠針對(duì)各種主軸轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)平衡，即把刀具裝在主軸上，在工作轉(zhuǎn)速下測(cè)量和調(diào)整平衡。只有這樣，才能保證工作安全及所要求的工作精度。高速切削刀具的監(jiān)測(cè)刀具的監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)高速與超高速切削加工的安全性十分重要。高速切削刀具的監(jiān)測(cè)主要包括以下幾個(gè)方面：通過(guò)監(jiān)測(cè)切削力來(lái)在線控制刀具的磨損；通過(guò)監(jiān)測(cè)機(jī)床功率來(lái)間接獲得刀具磨損信息；在線監(jiān)測(cè)刀具的破損，對(duì)切削過(guò)程中的不正常跡象實(shí)行報(bào)警和安全保護(hù)控制。

與需求同時(shí)增長(zhǎng)的，是鉆攻機(jī)床的刀具數(shù)量。面對(duì)越來(lái)越精細(xì)、復(fù)雜的加工件，鉆攻機(jī)床需要使用種類繁多的刀具配合進(jìn)行加工，對(duì)此，越來(lái)越多的機(jī)床工程師選擇進(jìn)行刀具壽命管理。為什么進(jìn)行刀具壽命管理？對(duì)操作人員而言：提前設(shè)定好相應(yīng)的刀具壽命進(jìn)行管理，不僅省去了測(cè)量刀具磨損量的環(huán)節(jié)，而且不必再對(duì)無(wú)法繼續(xù)使用的刀具進(jìn)行人工切換，免去了經(jīng)驗(yàn)判斷；對(duì)加工而言：避免使用超出壽命的刀具進(jìn)行加工，提高了加工產(chǎn)品的合格率，減少了由此引發(fā)的設(shè)備損壞可能；對(duì)整個(gè)生產(chǎn)管理而言：刀具壽命管理可以縮短加工節(jié)拍，提高生產(chǎn)良率，控制了刀具使用成本，這對(duì)大批量生產(chǎn)為主的制造型企業(yè)來(lái)說(shuō)，非常實(shí)用。機(jī)床工程師事先設(shè)定各組刀具的使用壽命，在每次使用刀具時(shí)，便逐一計(jì)算，當(dāng)使用次數(shù)/時(shí)間到達(dá)設(shè)定值時(shí)，程式即自動(dòng)使用新刀具。如此，可通過(guò)管理刀具的壽命，有效確保加工品質(zhì)；而為實(shí)行該管理系統(tǒng)，提升刀庫(kù)備刀數(shù)量，就是必要條件。

　　簡(jiǎn)單的來(lái)了解一下，因?yàn)閿?shù)控車床加工是一項(xiàng)精度高的作業(yè)，并且它的加工工序調(diào)集和零件裝夾次數(shù)少，所以對(duì)所運(yùn)用的數(shù)控刀具提出了更高的要求，在挑選數(shù)控機(jī)床加工的刀具時(shí)，應(yīng)研討下面幾方面的問(wèn)題：　?、贁?shù)控刀具的類別、標(biāo)準(zhǔn)和精度等第應(yīng)能夠滿足cnc車床加工要求。　?、诰雀摺楹线m數(shù)控車床加工的高精度和主動(dòng)換刀等要求，刀具必定具有較高的精度?！　、劭煽啃愿?。要確保數(shù)控加工中不會(huì)發(fā)生刀具突然損害及潛在缺陷而影響到加工的順當(dāng)進(jìn)行，要求刀具及與之組合的附件必定具有很好的可靠性及較強(qiáng)的合適性?？b密五金加工　?、苣陀枚雀?。刀具監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)控車床加工的刀具，不論在粗加工或精加工中，都應(yīng)具有比尋常機(jī)床加工所用刀具更高的耐用度，以雖然減少調(diào)換或修磨刀具及對(duì)刀的次數(shù)，從而升高數(shù)控機(jī)床的加工效率和確保加工質(zhì)量?！　、輸嘈技芭判脊τ煤?。cnc車床加工中，斷屑和排屑不像尋常機(jī)床加工那樣能趕忙由人工處理，切屑易纏繞在刀具和工件上，會(huì)破損刀具和劃傷工件已加工外表，甚而會(huì)發(fā)生傷人和設(shè)備事情，影響加工質(zhì)量和機(jī)床的安全工作，所以要求刀具具有較好的斷屑和排屑功用。

根據(jù)石油管螺紋加工的實(shí)際情況建立的螺紋切削系統(tǒng)。利用有限元仿真法分析螺紋刀具加工步驟：①前處理，刀具監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)刀具使用實(shí)際問(wèn)題定義求解模型，定義螺紋刀具的幾何區(qū)域，定義螺紋刀具單元類型、螺紋刀具單元的材料屬性、螺紋刀具單元的幾何屬性、螺紋刀具單元的連通性、螺紋刀具單元的基函數(shù)、螺紋刀具邊界條件以及螺紋刀具實(shí)際載荷；②總裝求解，找出螺紋刀具薄弱點(diǎn)所在；③后處理，根據(jù)有關(guān)準(zhǔn)則對(duì)求出的解進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。螺紋加工及刀具模型螺紋刀具在加工過(guò)程中，由于成形面幾何尺寸不同，所受力與普通刀具有一定區(qū)別，本文就石油管螺紋加工刀具中＊典型的梯扣螺紋刀具進(jìn)行受力分析，為梯扣螺紋刀具在加工中與工件接觸情況。根據(jù)刀具模型進(jìn)行網(wǎng)格化分，將螺紋刀具看成由許多小的、互相連接的區(qū)域組成，對(duì)每一單元假定一個(gè)合適的近似解，然后推導(dǎo)求解這個(gè)域總的滿足條件，從而得到問(wèn)題的解。通過(guò)有限元仿真法來(lái)分析螺紋刀具的受力情況，從而找出螺紋刀具在使用過(guò)程中從力的角度認(rèn)為＊薄弱的區(qū)域。

隨著時(shí)代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，企業(yè)對(duì)生產(chǎn)的優(yōu)化，自動(dòng)加工設(shè)備的廣泛運(yùn)用使得自動(dòng)批量加工模式越來(lái)越普及。但在切削加工過(guò)程中由于刀具磨損狀態(tài)的不可控性，便容易引起不良或是批量廢品的異?，F(xiàn)象。因此客戶往往采用固定加工次數(shù)換刀來(lái)避免此類狀況，卻任需在加工過(guò)程中定時(shí)多次檢查刀具狀態(tài)以及工件各尺寸的要求。刀具磨損監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)記錄刀具/砂輪加工過(guò)程中的信號(hào)變化，據(jù)此確定＊優(yōu)化的換刀時(shí)間，提醒操作人員進(jìn)行換刀，同時(shí)也可用于評(píng)價(jià)刀具性能。工作原理通過(guò)加工過(guò)程中的功率，振動(dòng)和聲音三種模式來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)磨損情況：1，功率：通過(guò)安裝功率傳感器在加工過(guò)程中實(shí)時(shí)測(cè)量功率信號(hào)，利用功率信號(hào)處理算法對(duì)功率進(jìn)行分析和識(shí)別，判斷刀具磨損情況。2，振動(dòng)：通過(guò)安裝震動(dòng)傳感器在加工過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)，利用振動(dòng)信號(hào)處理算法對(duì)振動(dòng)進(jìn)行分析和識(shí)別，判斷刀具磨損情況。3，聲音：利用高靈敏度聲學(xué)傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)刀具磨損時(shí)產(chǎn)生的聲音信號(hào)，利用聲學(xué)信號(hào)處理算法對(duì)聲學(xué)進(jìn)行分析和識(shí)別，判斷刀具磨損情況。特點(diǎn)：1，提供三種特征進(jìn)行刀具磨損監(jiān)控。2，學(xué)習(xí)一把新刀和磨損刀具的功率曲線，即可生成監(jiān)控邊界。3，可長(zhǎng)期記錄刀具磨損的特征曲線，可用于刀具性能的評(píng)估，為客戶提供成本決策。產(chǎn)品效果和價(jià)值1，生產(chǎn)過(guò)程中為保證加工工件質(zhì)量，通常選擇保守使用刀具，無(wú)法＊大化的利用刀具。刀具磨損監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)刀具加工工件所產(chǎn)生的信號(hào)變化，來(lái)判斷當(dāng)前刀具狀態(tài)，提高刀具壽命、節(jié)省成本。2，通過(guò)設(shè)置刀具的磨損極限，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)刀具的磨損狀態(tài)，當(dāng)?shù)毒叩哪p到達(dá)極限時(shí)，及時(shí)給出換刀信號(hào)，避免因?yàn)榈毒咛崆笆Ф鴮?dǎo)致的零件批量性缺陷。3，通過(guò)刀具磨損監(jiān)控系統(tǒng)采集到的實(shí)時(shí)加工數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，可以評(píng)價(jià)刀具的性能。通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)判斷刀具破損的情況，及時(shí)更換磨損的刀具，避免加工材料的損耗，時(shí)間的流失以及設(shè)備的損壞等，因刀具磨損產(chǎn)生的加工質(zhì)量下降的問(wèn)題。產(chǎn)品適用范圍刀具磨損監(jiān)控系統(tǒng)適用于各種（磨削、車削、銑削、鉆孔、鉸孔、鏜孔、攻絲等）形式的加工場(chǎng)景，更適用于如汽車制造，航天航空等領(lǐng)域的批量加工生產(chǎn)。