【正文】 布工具圖511 發(fā)布工具（2）圖512 遠(yuǎn)程界面第6章 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析刀具損壞是機(jī)械加工過(guò)程中的一個(gè)必然現(xiàn)象，刀具損壞的形式主要有:刀具磨損和刀具破損。刀具磨損主要取決于工件材料、刀具材料的機(jī)械物理性能和切削條件。用不同的刀具材料切削不同的工件材料時(shí)，刀具磨損狀況各有不同。刀具磨損按其發(fā)生的部位分為下面三種類型:(l)前刀面磨損(月牙洼磨損)切削塑性材料，當(dāng)切削速度高、進(jìn)給量較大時(shí)，切屑與前刀面在高溫、高壓、高速下接觸，產(chǎn)生劇烈摩擦，磨損開始發(fā)生在前刀面上距刀刃一定距離處，并逐漸向前、后擴(kuò)大，形成月牙洼。前刀面磨損以月牙洼最大深度KT表示。(2)后刀面磨損這是在薄切屑、切削速度較低，或者切削高硬度及脆性較大的材料時(shí)所發(fā)生的磨損情況。這時(shí)，前刀面的接觸長(zhǎng)度較小，所以磨損集中發(fā)生在刀刃及刀刃附近的后刀面上。(3)前后刀面同時(shí)磨損這種磨損介于前兩種類型之間，發(fā)生的條件(工件材料的硬度、脆性，切削速度和進(jìn)給量，刀具材料的熱硬性等)也介乎其間，且刀具的磨損形式隨切削條件不同可以互相轉(zhuǎn)化。用脆性大的刀具材料制成的刀具進(jìn)行斷續(xù)切削(銑削和刨削)，或者加工高硬度的材料，刀具都易產(chǎn)生破損。據(jù)統(tǒng)計(jì)，硬質(zhì)合金刀具約有50~60%的損壞屬于破損。刀具破損包括刀具塑性破損和刀具脆性破損，常見的崩刃、剝落、裂紋、碎斷等屬于脆性破損。在加工過(guò)程中，必須制定正確的刀具磨損測(cè)量基準(zhǔn)，才能夠測(cè)量刀具的磨損狀態(tài)，從而進(jìn)行正確判斷。生產(chǎn)中可根據(jù)下列現(xiàn)象，判斷刀具是否己經(jīng)磨損，從而及時(shí)換刀。(1)后刀面的磨損寬度達(dá)到一定數(shù)值。(2)切屑的顏色或者形狀有顯著的變化。以切屑的底面變得粗糙來(lái)判斷刀刃的磨損情況。(3)工件表面粗糙度顯著變粗，或尺寸精度超出公差。(4)切削力增大，出現(xiàn)不正常的聲響和產(chǎn)生振動(dòng)。制定測(cè)量基準(zhǔn)時(shí)，主要考慮刀具磨損狀態(tài)對(duì)工件表面光潔度和尺寸精度的影響，且測(cè)量方便。目前，國(guó)內(nèi)外研究人員都將后刀面磨損量作為測(cè)量刀具磨損量的基準(zhǔn)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)1503685一1977統(tǒng)一規(guī)定以1/2切削深度處后刀面上測(cè)定的磨損寬度VB作為刀具磨鈍測(cè)量基準(zhǔn)。 刀具本身的材料不同的刀具材料可以直接影響刀具的使用壽命。如陶瓷刀具。陶瓷刀具具有硬度高、耐磨性能及高溫力學(xué)性能優(yōu)良、化學(xué)穩(wěn)定性好、不易與金屬發(fā)生粘結(jié)等特點(diǎn)。陶瓷刀具的最佳切削速度通?？杀扔操|(zhì)合金刀具高3～10倍，適用于高速切削鋼、鑄鐵及其合金等。陶瓷刀具用于高速切削時(shí)，切削溫度可高達(dá)800～1000℃甚至更高，切削壓力也很大。因此，陶瓷刀具的磨損是機(jī)械磨損與化學(xué)磨損綜合作用的結(jié)果，其磨損機(jī)制主要包括磨料磨損、粘結(jié)磨損、化學(xué)反應(yīng)、擴(kuò)散磨損、氧化磨損等。陶瓷刀具的磨損與切削條件密切相關(guān)，在高速切削時(shí)以高溫引起的粘結(jié)磨損、化學(xué)反應(yīng)、氧化磨損和擴(kuò)散磨損為主。綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)刀具磨損的影響可知切削速度的影響。,切削溫度就上升,、硬度的工件,切削速度會(huì)有相應(yīng)的變化。進(jìn)給量是決定被加工表面質(zhì)量的關(guān)鍵因素,進(jìn)給量過(guò)小,后刀面磨損大,刀具壽命大幅降低。進(jìn)給量過(guò)大,切削溫度升高,后刀面磨損也增大,但較之切削速度對(duì)刀具壽命的影響要小. 切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量、形狀、機(jī)床功率、,會(huì)造成刮擦,只切削工件表面的硬化層,應(yīng)在機(jī)床功率允許范圍內(nèi)選擇盡可能大的切削深度,以避免刀尖只切削工件的表面硬化層,造成刀尖的異常磨損甚至破損.在刀具表面上涂一層其他物質(zhì)，有利于減少刀具的磨損，延長(zhǎng)刀具使用壽命。涂層刀具結(jié)合了基體高強(qiáng)度、高韌性和涂層高硬度、高耐磨性的優(yōu)點(diǎn)，提高了刀具的耐磨性而不降低其韌性。涂層刀具通用性廣，加工范圍顯著擴(kuò)大，使用涂層刀具可以獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。一種涂層刀具可以代替數(shù)種非涂層刀具使用，因而可以大大減少刀具的品種和庫(kù)存量，簡(jiǎn)化刀具管理，降低刀具和設(shè)備成本。但是刀具在現(xiàn)有的涂層工藝進(jìn)行涂層后，因基體材料和涂層材料性質(zhì)差別較大，涂層殘留內(nèi)應(yīng)力大，涂層和基體之間的界面結(jié)合強(qiáng)度低，涂層易剝落，而且涂層過(guò)程中還造成基體強(qiáng)度下降、涂層刀片重磨性差、涂層設(shè)備復(fù)雜、昂貴、工藝要求高、涂層時(shí)間長(zhǎng)、刀具成本上升等缺點(diǎn)。常用的涂層材料有碳化物、氮化物、碳氮化物、氧化物、硼化物、硅化物、金剛石及復(fù)合涂層八大類數(shù)十個(gè)品種。根據(jù)化學(xué)鍵的特征，可將這些涂層材料分成金屬鍵型、共價(jià)鍵型和離子鍵型。工件材料可分為兩點(diǎn)。一是本身就擁有較高的物理性能。有些工件的材料具有較高的硬度，如果材料較軟的刀具就會(huì)對(duì)刀具磨損影響很大。再有就是被加工工件進(jìn)行過(guò)熱處理。使得工件材料本身的一些性能發(fā)生改變，也會(huì)影響刀具的磨損。高速切削加工對(duì)刀具提出了一系列新的要求。研究表明，高速切削時(shí)，造成刀具損壞的主要原因是在切削力和切削溫度作用下因機(jī)械摩擦、粘結(jié)、化學(xué)磨損、崩刃、破碎以及塑性變形等的引起的磨損和破損。因此，對(duì)高速切削刀具材料最主要的性能要求是耐熱性、耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性、抗熱震性以及抗涂層破裂性能等。在高速切削加工中，與普通切削加工類似，也存在兩個(gè)摩擦副：前刀面與切屑間的摩擦副和后刀面與已加工表面間的摩擦副。其中，前者影響刀具前刀面的磨損，后者影響刀具后刀面的磨損，前、后刀面的磨損均影響刀具壽命。但與普通切削相比，高速切削時(shí)刀具與工件的接觸時(shí)間減少，接觸頻率增加，切削過(guò)程中產(chǎn)生的熱量更多向刀具傳遞，因此其磨損機(jī)理與普通切削有很大區(qū)別。速切削時(shí)，應(yīng)根據(jù)加工方法和加工要求確定合理的刀具磨損壽命（極限）。影響高速切削刀具磨損壽命的因素較多，如工件材料與刀具材料的匹配、切削方式、刀具幾何形狀、切削用量、冷卻液、振動(dòng)等對(duì)刀具磨損壽命都有顯著影響，其影響規(guī)律與具體切削條件有關(guān)，應(yīng)通過(guò)切削試驗(yàn)來(lái)確定各相關(guān)因素對(duì)刀具磨損壽命的影響效應(yīng)。 第7章 結(jié)論與展望本文主要以DHL200為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。采用聲發(fā)射，振動(dòng)，兩種途徑進(jìn)行車刀的磨損實(shí)驗(yàn)，并相應(yīng)開發(fā)出一套具有實(shí)時(shí)信號(hào)采集、多傳感器信號(hào)融合、歷史信號(hào)分析、故障診斷的數(shù)控機(jī)床故障診斷系統(tǒng)。本文得出成果及結(jié)論總結(jié)如下：（1）在收集大量資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行了數(shù)控機(jī)床的故障模擬實(shí)驗(yàn)。文中主要介紹了刀具磨損試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)得出，聲發(fā)射、振動(dòng)是研究刀具磨損狀態(tài)的很好的手段。聲發(fā)射覆蓋高頻，振動(dòng)對(duì)應(yīng)低頻，更加確保整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程的準(zhǔn)確性。 （2），開發(fā)了一套具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、歷史信號(hào)分析、故障診斷功能的數(shù)控機(jī)床故障診斷系統(tǒng)。（3）實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床故障診斷的網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)，替代現(xiàn)在常用的網(wǎng)絡(luò)化傳輸?shù)姆椒?，并進(jìn)行了比較和實(shí)現(xiàn)方式的說(shuō)明。可以更好的滿足需要遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的用戶的需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程信號(hào)的采集和狀態(tài)監(jiān)測(cè)，（4） 軟件上利用 LabVIEW 作為編程語(yǔ)言，簡(jiǎn)單易學(xué)，縮短了開發(fā)時(shí)間，而且設(shè)計(jì)的操作界面美觀，使用者易于操作?；谔摂M儀器的輔助教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)使得單片機(jī)的教學(xué)過(guò)程變得簡(jiǎn)單，理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)均可在課堂進(jìn)行，無(wú)需轉(zhuǎn)換教學(xué)地點(diǎn)，也不受實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地時(shí)間安排沖突的限制。 展望近二十年來(lái)我國(guó)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)經(jīng)歷了從離線系統(tǒng)到在線系統(tǒng)、從事后維修到預(yù)防維修，從人工診斷到智能診斷的發(fā)展歷程，新一代的故障診斷系統(tǒng)（包括軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)）的研制，也是故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一。限于知識(shí)、時(shí)間和一些客觀的實(shí)驗(yàn)條件，本課題的研究并未做到盡善盡美，還可從以下方面展開進(jìn)一步的探討：（1）研究更多類型監(jiān)測(cè)信號(hào)實(shí)現(xiàn)故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)的可行性，將多個(gè)監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)合理選擇，提高故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)的可靠性和準(zhǔn)確性。（2）提供更多的信號(hào)分析的方法。如小波分析的方法可以有更多選擇。參考文獻(xiàn)[1].陳侃 , 基于多模型決策融合的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究,西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文,2012[2].劉飛，智能機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀與技術(shù)體系框架，機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2013.[3].曹偉青,傅攀,2005,(12):66一68[4].. 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