金屬加工過(guò)程中，刀具監(jiān)控的狀態(tài)對(duì)于生產(chǎn)效率和表面加工質(zhì)量有重要影響，對(duì)刀具進(jìn)行磨損檢測(cè)具有一定的必要性。在傳統(tǒng)行業(yè)中，操作人員一般會(huì)通過(guò)切屑的顏色變化、振動(dòng)聲音的變化、加工時(shí)間和加工工件的數(shù)量等來(lái)判斷刀具的磨損狀態(tài)及破損情況。人工判斷受經(jīng)驗(yàn)等因素影響較大，判斷準(zhǔn)確性不高，會(huì)出現(xiàn)以下情況:(1)會(huì)造成刀具磨損量尚未超過(guò)規(guī)定的磨損標(biāo)準(zhǔn)就被更換，使刀具沒(méi)有被充分利用，造成嚴(yán)重浪費(fèi)而使產(chǎn)品成本升高;(2)會(huì)造成刀具已嚴(yán)重磨損或破損而不能及時(shí)被更換，這不僅影響工件表面加工的質(zhì)量和尺寸精度，還有可能造成人員傷亡事故的發(fā)生。由此可見，在機(jī)加工過(guò)程中，對(duì)刀具磨損狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)是至關(guān)重要的?！?、我國(guó)刀具磨損檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展歷史刀具磨損狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)是指在生產(chǎn)加工過(guò)程中，通過(guò)某種傳感器，將刀具磨損變化量轉(zhuǎn)換成該傳感器的信號(hào)變化量。然后，采集傳感器的輸出信號(hào)并進(jìn)行分析和處理，從而得到刀具的當(dāng)前磨損狀態(tài)，以便進(jìn)一步預(yù)測(cè)刀具未來(lái)時(shí)刻的可能磨損量。系統(tǒng)的具體模塊是:研究對(duì)象、加工條件、信號(hào)采集、特征提取、狀態(tài)識(shí)別。迄今為止，由于切削過(guò)程的多樣性、復(fù)雜性和隨機(jī)性，我國(guó)現(xiàn)有的刀具檢測(cè)系統(tǒng)不具有通用性。刀具狀態(tài)自動(dòng)監(jiān)控仍是一項(xiàng)尚未完善解決，是迫切需要進(jìn)一步研究和探索的科研課題。迄今為止，由于切削過(guò)程的多樣性、復(fù)雜性和隨機(jī)性，我國(guó)現(xiàn)有的刀具檢測(cè)系統(tǒng)不具有通用性。刀具狀態(tài)自動(dòng)監(jiān)控仍是一項(xiàng)尚未完善解決，是迫切需要進(jìn)一步研究和探索的科研課題。間接法測(cè)量中，比較有代表性的有切削力檢測(cè)、聲發(fā)射檢測(cè)、振動(dòng)檢測(cè)、切削溫度檢測(cè)及工件表面粗糙度檢測(cè)等幾種。完成切削力檢測(cè)的設(shè)備較為昂貴，占很大安裝空間，在研究切削力變化時(shí)，研究人員難以判斷是切削力自身變化還是由工件材料等物理屬性的變化引起的。聲發(fā)射檢測(cè)的傳感器雖安裝方便，當(dāng)安裝位置要求較高，安裝的位置不同對(duì)檢測(cè)的影響程度不一樣。檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)通常是使用壓電式加速傳感器，但實(shí)際檢測(cè)時(shí)檢測(cè)工件的垂直面比較難以實(shí)現(xiàn)，很難得到理想的檢測(cè)信號(hào)。使用熱電效應(yīng)進(jìn)行溫度檢測(cè)，但因熱電偶的慣性大響應(yīng)慢，不適用于實(shí)際生產(chǎn)。用已加工出來(lái)的工件的表面粗糙度來(lái)反映磨損量的變化情況，不能夠及時(shí)反映出刀具的磨損量。另外，影響工件表面粗糙度的因素不是單方面引起的，且需要事先采集樣品定標(biāo)，受工況中切削液、切屑、工件材質(zhì)、振動(dòng)等的影響較大，實(shí)用水平不高。各種間接檢測(cè)方法雖然實(shí)施起來(lái)比較方便，但其敏感性低，信號(hào)變化不大時(shí)檢測(cè)難度大，且會(huì)因?yàn)椴牧蟽?nèi)部分布不均勻受到影響。

刀具是車間生產(chǎn)的重要資源，由于刀具種類繁多、數(shù)量龐大、參數(shù)繁多、借入借出過(guò)程頻繁，因此導(dǎo)致車間對(duì)其缺乏有效管理。隨著信息化技術(shù)以及智能裝備的不斷發(fā)展，并在制造業(yè)中深度應(yīng)用，多品種小批量正成為制造業(yè)的主要生產(chǎn)模式，而傳統(tǒng)機(jī)械加工車間也逐步向數(shù)字化車間轉(zhuǎn)型，傳統(tǒng)的人工的刀具管理方式已不再滿足數(shù)字化車間的運(yùn)行環(huán)境，嚴(yán)重阻礙了數(shù)字化車間的運(yùn)行和發(fā)展。對(duì)于數(shù)字化車間而言，傳統(tǒng)的刀具管理模式存在以下問(wèn)題：(1) 刀具信息管理困難：由于利用人工來(lái)管理刀具相關(guān)的信息，勞動(dòng)強(qiáng)度大，出錯(cuò)率高。(2) 確定刀具的需求計(jì)劃困難：由于刀具需求計(jì)劃經(jīng)常與實(shí)際生產(chǎn)脫節(jié)，使得各機(jī)床加工站中工件的調(diào)度與刀具的供應(yīng)不一致，影響了工件加工的連續(xù)性。(3) 刀具查詢困難：在大量的刀具中僅靠查找明細(xì)表、使用資料查詢某種型號(hào)的刀具，既費(fèi)時(shí)又容易出錯(cuò)。(4) 工藝選刀困難：工藝人員無(wú)法方便的知道刀具的庫(kù)存信息以及刀具的組件信息，另外新的生產(chǎn)線選配刀的時(shí)候。(5) 刀具采購(gòu)困難：由于得不到刀具庫(kù)存和使用的準(zhǔn)確信息，往往造成重復(fù)采購(gòu)。(6) 刀具壽命統(tǒng)計(jì)困難：刀具在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)閑置散落造成了刀具資源的浪費(fèi)。只能由各機(jī)床控制器對(duì)自己已到壽命的刀具提出更換要求。這樣使得系統(tǒng)中各機(jī)床頻繁地更換新刀具，增加了刀具更換時(shí)間。(7) 刀具庫(kù)存管理困難：沒(méi)有對(duì)刀具庫(kù)存進(jìn)行合理的管理，機(jī)床刀具庫(kù)的刀具庫(kù)存量控制不合理，需要的刀具沒(méi)有，而不需要的刀具卻可能多余，占用了企業(yè)大量流動(dòng)資金。刀具管理是信息化建設(shè)的重要組成部分，特別是對(duì)于機(jī)械類生產(chǎn)車間，刀具管理的合理性、科學(xué)性，在很大程度上決定了制造系統(tǒng)的可靠性與生產(chǎn)效率的高低。

刀具使用壽命監(jiān)控系統(tǒng)：通過(guò)安裝刀具使用壽命監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控每種刀具的實(shí)際使用壽命和狀態(tài)，為制定科學(xué)的刀具使用壽命管理計(jì)劃提供數(shù)據(jù)支撐。刀具監(jiān)控的作用加工異常實(shí)時(shí)監(jiān)控，在深孔加工過(guò)程中因刀具異常造成的產(chǎn)品報(bào)廢 刀具壽命管理，在穩(wěn)定生產(chǎn)過(guò)程中，監(jiān)控刀具實(shí)時(shí)磨損狀態(tài)，提高刀具使用壽命 通過(guò)功率數(shù)據(jù)，優(yōu)化生產(chǎn)程序，提高加工節(jié)拍，增加刀具使用率刀具監(jiān)控的原理在線檢測(cè)鉆桿電機(jī)電流、鉆桿切削液壓力在線檢測(cè)伺服進(jìn)給電機(jī)電流監(jiān)控原理：在加工過(guò)程中，數(shù)控系統(tǒng)PLC持續(xù)監(jiān)控進(jìn)給伺服電機(jī)工作電流，并與正常設(shè)置的電流值比較，如果超出允許值，則數(shù)控系統(tǒng)會(huì)輸出報(bào)警信號(hào)。GSM系列數(shù)控深孔鉆床標(biāo)配刀具監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可在加工過(guò)程中進(jìn)行刀具的過(guò)程監(jiān)測(cè)，在一定的范圍內(nèi)可防止不必要的槍鉆折損，其運(yùn)用成熟，已匹配了千臺(tái)深孔鉆床。

具體選擇匹配刀具材質(zhì)和被加工材質(zhì)，有幾條黃金法則非常管用:第一條：通常刀具材料的硬度必須高于工件材料硬度。所謂一物降一物，刀具硬度比工件高，才能降得住伏地魔。第二條：刀具材料的導(dǎo)熱性應(yīng)該跟工件形成互補(bǔ)。當(dāng)加工導(dǎo)熱性不好的工件時(shí)，一定要使用強(qiáng)導(dǎo)熱性的刀具。例如金剛石的導(dǎo)熱系數(shù)為硬質(zhì)合金的1.5~9倍，銅的2~6倍，由于導(dǎo)熱系數(shù)及熱擴(kuò)散率高，切削熱容易散出，故刀具切削部分溫度低，適合加工非鐵金屬、木工木質(zhì)、硬質(zhì)合金、陶瓷、石材、玻璃纖維、硬質(zhì)橡膠、塑料、石墨等。第三條：刀具壽命材料的熱膨脹系數(shù)和加工精度成反比例匹配關(guān)系。例如金剛石的熱膨脹系數(shù)相對(duì)＊小，約為高速鋼的1/10，因此金剛石刀具不會(huì)產(chǎn)生很大的熱變形，對(duì)尺寸精度要求很高的精密加工刀具來(lái)說(shuō)非常適合。第四條：導(dǎo)熱性和耐熱性皆優(yōu)良的刀具材料，更適合高速切削低導(dǎo)熱性及高硬度工件材料。其原因是切削熱易使刀尖發(fā)生熱破損和磨損，如刀具導(dǎo)熱性和耐熱性不好，會(huì)降低工件加工表面質(zhì)量和尺寸精度，也會(huì)降低刀具加工效率和使用壽命。

 石墨刀具選擇合適幾何角度，有助于減小刀具振動(dòng)，反過(guò)來(lái)，石墨 工件也不容易崩缺； （1）前角，采用負(fù)前角加工石墨時(shí)，刀具刃口強(qiáng)度較好，耐沖擊摩擦性能好，隨著負(fù)前角＊＊值減小，后刀具破損面積變化不大，但總體呈減小趨勢(shì)，采用正前角加工時(shí)，隨著前角增大，刀具刃口強(qiáng)度被削弱，反而導(dǎo)致后刀面磨損加劇。負(fù)前角加工時(shí)，切削阻力大，增大了切削振動(dòng)，采用大正前角加工時(shí)，刀具磨損嚴(yán)重，切削振動(dòng)也較大。 （2）后角，如果后角增大，則刀具刃口強(qiáng)度降低，后刀面磨損面積逐漸增大。刀具后角過(guò)大后，切削振動(dòng)加強(qiáng)。 （3）螺旋角，螺旋角較小時(shí)，同一切削刃上同時(shí)切入石墨工件刃長(zhǎng)＊長(zhǎng)，切削阻力＊大，刀具承受切削沖擊力＊大，因而刀具磨損、銑削力切削振動(dòng)都＊大。當(dāng)螺旋角去較大時(shí)，銑削合力方向偏離工件表面程度大，石墨材料因崩碎而造成切削沖擊加劇，因而刀具磨損、銑削力切削振動(dòng)也都有所增大。因此，刀具角度變化對(duì)刀具磨損、銑削力切削振動(dòng)影響前角、后角及螺旋角綜合產(chǎn)生，所以選擇方面一定要多加注意。 通過(guò)對(duì)石墨材料加工特性做了大量科學(xué)測(cè)試，PARA刀具優(yōu)化了相關(guān)刀具幾何角度，從而使得刀具整體切削性能大大提高。