切削加工中刀具磨损的测量方法_倪凯凯

科学实践

切削加工中刀具磨损的测量方法

倪凯凯

沙荣华

薛慧杰

姜卫

（江苏科技大学机械工程学院）

摘要：本文在阐述研究刀具磨损对切削加工具有重要意义的基础上，分析

了现有的切削加工中的刀具磨损测量方法，提出并说明了一种可用于科学实验

及实际生产的基于图像的刀具磨损测量方法，完成了该方法应用程序的编写。

关键词：切削刀具磨损测量0引言

工业统计表明，刀具失效是引起机床故障的首要因素，由此引起的停机时间占大多数数控机床总停机时间的1/5~1/3。切削加工中，刀具在不同的加工条件下，其状态是不断变化的，如果刀具磨损不能被及时发现，将导致整个加工过程的中断，引起工件的报废，甚至整

加工过程中，刀具磨损过程终会个系统的破坏并造成人员类的损失。

有振动，反过来振动又加剧磨损，继而在加工表面的成型过程中产生偏差，从而影响加工质量和精度。

多年来，我们在运用金属切削理论知识指导车削生产和实习教学中，经常对刀具的磨损程度通过感官的方式来实现。第一是看。即通过我们的眼睛观察工件表面粗糙度的变化，从而判断刀具的磨损

第二是听，即通过刀具在切削工件时发出的声音来判断刀具的程度。磨损程度。第三是通过切削时产生的温度的高低来判断。例如在拆卸零件时，比较一下所触摸到的零件的温度与前面接触的零件的温度的区别如烫手程度)，则可判断刀具的磨损程度。显然这是需要具备相当熟练的机械实践的尝试才能掌握的技能。

当然感官判断是应用于普遍的工厂加工的第一线，往往是最为普遍的对刀具磨损的判断。面对要求高精度，自动化生产时，这一方法往往不在实用。本文在分析现有切削加工中刀具磨损测量方法的基础上，提出一种可应用于科学实验及实际生产的基于图像的刀具磨损测量方法。

1现在使用的刀具磨损测量方法简介

现代数控加工过程中主要采用的刀具监测方法通常分为两大类：直接测量和间接测量两种方法。其中直接测量法有：放电电流测量法，光纤测量法，微结构镀层法，电阻测量法，射线测量法以及基选集图像处理法等。间接测量法主要是利用与加工有关的物理量，如切削力，扭矩，切斜体及，工件几何尺寸，工件表面质量。切削形状，噪声或振动强度等，比较流行的有电流监测法和声发射监测法。

声发射（AE）法，在切削过程中，当工件发生断裂，工件的磨损甚至切削变形都会以弹性波的形式向外释放能量，且个声发射事件幅度不同，间隔较长，即声发射法采集的基本依据。(AE)法的特点①信号是反映刀具磨损或破损的动态信息，而超声波，红外探伤等得到的只是静态的信息。②信号不受物体位置的限制，所以，对传感器安装位置限制较少。③信号只接收由材料本身所发射的超声波。④灵敏度高，故障

⑤不受材料的限制。(AE)法由于成在萌芽时期就有AE信号发射出来。

本适中，适应性强，现广泛应用于数控机床的刀具检测。

采用监测电机电流信号监测刀具磨损，是现在比较流行的监测刀具磨损的一种新方法。在切削过程中，当刀具发生磨损和破损时，切削力相应发生变化，切削力的变化引起电机输出转矩发生变化，电动机的功率随之增大，进而导致电机电流发生相应的变化。

电流监测法正是通过监测电机电流的变化，实现间接在线实时判断刀具的磨损和破损，一定程度上给予我们磨损产生过程中对电机的影响。但磨损量与电流信号有一定延迟或其他误差的存在，对于突发性的状况不能准确的反映。

电流检测法利用主轴电机电流的变化反映出刀具的磨损情况，进而建立主轴电流和切削参数之间的数学模型，结合实践当中的应用体现了它的实用性。

2基于图像的刀具磨损测量方法

本文提出了一种基于图像的切削刀具磨损测量方法，其基本原理在于：通过利用拍照获得的刀具磨损图片与同样放大倍数标尺的比较，获得较精确的刀具磨损真实尺寸。利用VB程序实现了该刀具磨损测量方法，具体应用流程如图1所示。所编写的应用程序主要

分为以下几个部分：磨损量及标尺刻度采集界面，查询参数输入界面

与结果展示界面。

2.1基于图像的刀具磨损测量软件主要功能模块如图2所示，主界面包括3个部分，从右到左分别是切削参数设置区，图像加载区和数据计算保存区。切削参数设置区由编号、切削速度、进给量、背吃刀量四个部分组成，反映了磨损图像的切削条件。设置编号目的在于方便不同切削条件下的刀具磨损量的存储和查询。图片加载区对已有的图片进行加载，为后续对图像进行操作打下基础。数据计算与

磨损采集量、按计算得到刀具磨损量、切削保存区包括标尺采集量、

时间等几部分，点击保存，可将对应切削条件下的切削时间和刀具磨损量存入数据文档中，以备后续查询及绘制刀具磨损曲线。

磨损量的采集由标尺标准距离采集和刀具磨损量采集两部分组成，刀具磨损量采集的平均值与标尺标准距离采集的平均值之比即为刀具实际磨损量。通过鼠标对标尺图片上标准距离的三次拾取，并利用后台程序计算可获得三次标准长度拾取值的平均值。同样从刀具磨损图片上取三个磨损量后可以得到刀具磨损图像上磨损量的平均值。在软件主界面面中点击“计算”，便在主界面“刀具磨损量”框格中出现刀具磨损量的实际值。

2.2功能展望

2.2.1刀具磨损曲线的绘制VB默认的坐标系与我们实际使用的不一样，因此选用scale法建立相对坐标系,即object.Scale(x1,y1)-(x2,y2)，object为对象表达式，x1，x2，y1，y2，为单精度坐标值。由于在实际应用的时候，采集的是散点，绘制的曲线是折线图。这里可选择用拉格朗日插值的方法进行刀具磨损平滑曲线的绘制。

2.2.2寿命判断在主界面设置的数据查询功能，确定一定切削参数下刀具磨损量与切削时间的关系。通过查询能够得到的是一定切削参数下不同时间的磨损量，通过曲线绘制得到刀具磨损曲线，分析得出到达刀具磨钝标准时的切削时间（即刀具使用寿命）。

3结论

在明确制造的流程，特别是现代社会下自动化生产，对刀具提出了更高的要求，一方面在强化刀具生产的能力，另一方面对刀具的检

科学实践

挖掘机与润滑

王凤义

（神华哈尔乌素露天煤矿）

摘要：本文系统介绍了集中润滑系统的优点、类型、组成和在挖掘机上的

应用，阐述了挖掘机采用集中润滑系统的必然性，叙述了各种润滑系统的特

点，组成润滑系统元件的功能及应用注意事项。

关键词：挖掘机集中润滑

1挖掘机进行集中润滑的必然性

1.1润滑的五个基本功能机械设备为什么要进行润滑，是因为

磨损，有助于缓冲或吸收冲击，降低温升，减少腐润滑可以减少摩擦、

蚀，并将污染封存在外面。

1.1.1有助于缓冲和吸收冲击在齿轮传动中，由于轮齿表面油膜表面张力和润滑剂的弹性，使得当齿靠在一起时，挤在两个齿之间的润滑油液压力升高，当他们分开时，压力逐渐释放，正确的润滑可以防止在齿轮转动时齿振动或发出“咔哒”声。

1.1.2降低温升润滑可以减少摩擦，吸收运动件产生的热能，使之与机器其它制冷区域进行冷热交换或通过润滑液将热量带走，金属会膨胀而卡住或使金属表面腐蚀，导致严重损坏。

1.1.3减少腐蚀在润滑表面形成保护油膜，可以减少相对运动件之间由于与大气或水汽接触产生的腐蚀。

1.1.4有助于缓冲和吸收冲击润滑剂占据了接触的空间并保持承载区域的正向 …… 此处隐藏：3597字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……