金剛石是碳的同素異構(gòu)體，它是自然界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的＊硬的一種材料。金剛石刀具具有高硬度、高耐磨性和高導(dǎo)熱性能，在有色金屬和非金屬材料加工中得到廣泛的應(yīng)用。刀具監(jiān)控系統(tǒng)尤其在鋁和硅鋁合金高速切削加工中，金剛石刀具是難以替代的主要切削刀具品種。可實(shí)現(xiàn)高效率、高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命加工的金剛石刀具是現(xiàn)代數(shù)控加工中不可缺少的重要工具。⑴ 金剛石刀具的種類：① 天然金剛石刀具；② PCD金剛石刀具；③ CVD金剛石刀具⑵ 金剛石刀具的性能特點(diǎn)：① 極高的硬度和耐磨性；② 具有很低的摩擦系數(shù)；③ 切削刃非常鋒利；④ 具有很高的導(dǎo)熱性能；⑤ 具有較低的熱膨脹系數(shù)⑶ 金剛石刀具的應(yīng)用及非金屬材料進(jìn)行精細(xì)切削及鏜孔。適合加工各種耐磨非金屬，如玻璃鋼粉末冶金毛坯，陶瓷材料等；各種耐磨有色金屬，如各種硅鋁合金；各種有色金屬光整加工。金剛石刀具的不足之處是熱穩(wěn)定性較差，切削溫度超過700℃～800℃時(shí)，就會(huì)完全失去其硬度；此外，它不適于切削黑色金屬，因?yàn)榻饎偸?碳)在高溫下容易與鐵原子作用，使碳原子轉(zhuǎn)化為石墨結(jié)構(gòu)，刀具極易損壞。

1）對(duì)于失效極限的確定，也就是說，刀具使用到什么情況下不能用了。除了崩刃、破裂等極端狀況。主要是指磨損，特別是精加工時(shí)，一般認(rèn)為精加工刀片后刀面磨損0.2毫米以內(nèi)是正常的。但是如果是定徑刀具，后刀面磨損會(huì)造成工件直徑變化，一旦出現(xiàn)徑向尺寸變化達(dá)到危險(xiǎn)情況就要換刀了。又如，對(duì)表面粗糙度有特殊要求，刀具略有磨損，表面粗糙度略有下降即不能滿足要求時(shí)，也必須換刀。估算時(shí)就必須按一定比例酌情降低估算值。如果徑向尺寸有調(diào)整或可補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候、表面粗糙度要求比較低的加工，則可按比例提高估算值。2）切削速度對(duì)刀具的磨損有相當(dāng)大的影響，一般的來說，線速度越快，刀具壽命越短，但是線速度太低的話，一方面影響加工效率，同時(shí)也不一定對(duì)刀具壽命有利，所以切削速度的選擇，必須參考刀具制造廠提供的切削參數(shù)，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況確定一個(gè)＊合理的速度。3）被加工工件的材料，對(duì)刀具壽命也有相當(dāng)大的影響?？此葡嗤牟牧希瑑?nèi)部所含材料成分比例略有不同，可能切削性能就有很大的區(qū)別。即使完全相同的材料，如部件結(jié)構(gòu)不同、成型方法不同、熱處理設(shè)備或工藝不同、前道工序加工刀具不同，都會(huì)造成刀具壽命有顯著差別。如不銹鋼件加工，如前道工序粗加工的刀具不鋒利，在工件表面因冷作硬化效應(yīng)，形成一層硬化層，致使后道工序的精加工刀具急劇磨損，對(duì)精加工刀具壽命造成嚴(yán)重的影響。4）合理、準(zhǔn)確使用切削液，能明顯提高刀具壽命。首先切削液必須準(zhǔn)確、干凈、充分、有效。不同的刀具材料、不同的工件、不同的加工形式，應(yīng)該根據(jù)目的要求，如粗加工時(shí)的冷卻、精加工時(shí)的潤(rùn)滑，加注不同的切削液。5）地基、機(jī)床、夾具、工件、刀具等所有一切，構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的剛性對(duì)刀具壽命的影響，也非常大。因?yàn)槲⑿〉恼饎?dòng)使刀具和工件產(chǎn)生非正常微距位移，而使刀具無謂的增加了無效摩擦，＊后導(dǎo)致刀具磨損，刀具壽命迅速下降。

鉆削中心由于刀具數(shù)量多、刀具破損快等特點(diǎn)，往往出現(xiàn)因未能及時(shí)更換刀具，而因刀具破損導(dǎo)致工件報(bào)廢，或過早更換刀具而使刀具成本增高。因此，由CNC 系統(tǒng)來進(jìn)行刀具壽命的統(tǒng)計(jì)和警告是解決上述問題的＊佳辦法。刀具壽命管理功能由刀具組號(hào)、刀具號(hào)、刀具壽命值、刀具補(bǔ)償量指定代碼組成。刀具壽命管理的設(shè)定有兩種方法：一種是界面手動(dòng)配置，一種是程序自動(dòng)配置。對(duì)于相同刀庫(kù)配置的批量機(jī)臺(tái)，leyu體育官網(wǎng) 推薦使用程序自動(dòng)配置。可參考文檔中的步驟，獨(dú)立完成刀具壽命管理功能的配置。1.配置參數(shù)設(shè)置刀具組數(shù)6800#1#0=116813=16（可修改，此處設(shè)定刀庫(kù)刀具組數(shù)）設(shè)置刀具壽命管理忽略號(hào)6810=0（鉆攻機(jī)上務(wù)必設(shè)為0）設(shè)置壽命記數(shù)的M 代碼6811=6設(shè)置刀具壽命管理功能有效8132#0=16805#4=02. 修改換刀宏程序在宏程序中，找到Z 軸返回第二參考點(diǎn)的程序段，在此程序段后增加M6。3.修改PMC 程序在PMC 程序中，將M6 的譯碼信號(hào)，直接導(dǎo)通G4.3，結(jié)束應(yīng)答。將刀具壽命報(bào)警信號(hào)（F64.0）接通外部報(bào)警地址（A 地址），并編輯報(bào)警信息，如“刀具壽命已到”。

對(duì)于不同地層的開挖，盾構(gòu)的刀具采用不同型式：開挖地層為硬巖時(shí)，采用盤形滾刀；地層為較軟巖石時(shí)，采用齒刀；地層為軟土或破碎軟巖時(shí)，可采用切刀（或刮刀）。不同類型刀具的工作原理如下：滾刀工作原理安裝在刀盤上的盤形滾刀在盾構(gòu)千斤頂?shù)淖饔孟戮o壓在巖面上，隨著刀盤的旋轉(zhuǎn)，盤形滾刀一方面繞刀盤中心軸公轉(zhuǎn)，同時(shí)繞自身軸線自轉(zhuǎn)。盤形滾刀在刀盤的推力、扭矩作用下，在掌子面上切出一系列的同心圓。當(dāng)推力超過巖石的強(qiáng)度時(shí)，盤形滾刀刀尖下的巖石直接破碎，刀尖貫入巖石，掌子面上巖石被盤形滾刀擠壓碎裂而形成多道同心圓溝槽。隨著刀具壽命溝槽深度的增加，巖體表面裂紋加深擴(kuò)大，當(dāng)?shù)毒邏毫Τ^巖石的剪切和拉伸強(qiáng)度時(shí)，相鄰?fù)膱A溝槽間的巖石成片崩落，完成盤形滾刀的破巖過程。齒刀工作原理在巖石較軟的情況下掘進(jìn)時(shí)，如果盤形滾刀與巖石掌子面之間不能產(chǎn)生一定的附著力，使?jié)L刀產(chǎn)生滾動(dòng)，滾刀將會(huì)產(chǎn)生弦磨。滾刀不能滾動(dòng)，將失去有效的破巖功能，此時(shí)在較軟的巖層中可以采用齒刀進(jìn)行破巖，齒刀安裝方式同滾刀。由于齒刀上裝有二個(gè)切削刃，因此刀盤正反轉(zhuǎn)時(shí)齒刀都能進(jìn)行破巖。切刀（刮刀）工作原理在軟土地層或滾刀破碎后的渣土通過切刀（刮刀）進(jìn)行開挖，渣土隨切刀（刮刀）正面進(jìn)入渣槽，因此切刀（刮刀）既具有切削的功能也具有裝載的功能。

涂層也有助于提高刀具的切削性能。目前的涂層技術(shù)包括：氮化鈦（TiN）涂層：這是一種通用型PVD和CVD涂層，可以提高刀具的硬度和氧化溫度。碳氮化鈦（TiCN）涂層：通過在TiN中添加碳元素，提高了涂層的硬度和表面光潔度。氮鋁鈦（TiAlN）和氮鈦鋁（AlTiN）涂層：氧化鋁（Al2O3）層與這些涂層的復(fù)合應(yīng)用可以提高高溫切削加工的刀具壽命。氧化鋁涂層尤其適合干式切削和近干切削。AlTiN涂層的鋁含量較高，與鈦含量較高的TiAlN涂層相比，具有更高的表面硬度。AlTiN涂層通常用于高速切削加工。氮化鉻（CrN）涂層：這種涂層具有較好的抗粘結(jié)性能，是對(duì)抗積屑瘤的＊＊解決方案。金剛石涂層：金剛石涂層可以顯著提高加工非鐵族材料刀具的切削性能，非常適合加工石墨、金屬基復(fù)合材料、高硅鋁合金和其他高磨蝕性材料。但金剛石涂層不適合加工鋼件，因?yàn)樗c鋼的化學(xué)反應(yīng)會(huì)破壞涂層與基體的粘附性能。近年來，PVD涂層刀具的市場(chǎng)份額有所擴(kuò)大，其價(jià)格也與CVD涂層刀具不相上下。CVD涂層的厚度通常為5－15μm，而PVD涂層的厚度約為2－6μm。在涂覆到刀具基體上時(shí)，CVD涂層會(huì)產(chǎn)生不受歡迎的拉應(yīng)力；而PVD涂層則有助于對(duì)基體形成有益的壓應(yīng)力。較厚的CVD涂層通常會(huì)顯著降低刀具切削刃的強(qiáng)度。因此，CVD涂層不能用于要求切削刃非常鋒利的刀具。切削刃制備在許多情況下，刀片切削刃的制備（或稱刃口鈍化）已成為決定加工成敗的分水嶺。鈍化工藝參數(shù)需根據(jù)特定的加工要求而定。例如，用于高速精加工鋼件的刀片對(duì)刃口鈍 化的要求就與用于粗加工的刀片有所不同。刃口鈍化可應(yīng)用于加工幾乎任何類型碳鋼或合金鋼的刀片，而在加工不銹鋼和特殊合金材料的刀片上，其應(yīng)用則有一定限制。鈍化量可以小至0.007mm，也可以大到0.05mm。為了在條件惡劣的加工中起到增強(qiáng)切削刃的作用，還可以通過刃口鈍化形成微小的T型棱帶。一般來說，用于連續(xù)車削加工以及銑削大部分鋼和鑄鐵的刀片需要進(jìn)行較大程度的刃口鈍化。鈍化量取決于硬質(zhì)合＊＊號(hào)和涂層類型（CVD或PCD涂層）。對(duì)于重度斷續(xù)切削加工刀片，對(duì)刃口進(jìn)行重度鈍化或加工出T型棱帶已成為一種先決條件。根據(jù)不同的涂層類型，鈍化量可接近0.05mm。與此相反，由于加工不銹鋼和高溫合金的刀片容易形成積屑瘤，因此要求切削刃保持鋒利，只能進(jìn)行輕微鈍化（可小至0.01mm），甚至還可以定制更小的鈍化量。同樣，加工鋁合金的刀片也要求具有鋒利的切削刃。