新型刀具识别技术，实现快速可靠的刀具破损检测

机械加工厂在生产过程中常常要面对刀具破损问题，识别刀具破损的位置和原因也成为机械加工过程中的一个难题。传统的非接触式刀具破损检测系统根据激光光束是否被遮挡来判断刀具是否正常：被遮挡时，表明刀具正常；未被遮挡时，表明刀具破损。     

基于切削力的铣削过程刀具破损监控

本文介绍了新研制的铣削过程刀具破损监测系统，分析了铣削过程中刀具破损的切削为波形特征；同时也对一些特殊工况下的铣削力特征进行了研究，阐述了刀具破损与特殊工况下铣削时切削力的不同变化规律。引入自回归算法对刀具破损进行识别，并用实验的方法确定了破损阈值。     

铣削过程中刀具破损实时监测技术的研究

主要从扭矩法的角度对刀具铣削工件时破损的监测进行了较深入的理论探讨和试验研究。在分析其数学模型的基础上，提出了采用相邻齿周期峰值变化率作为特征信号这一新的信号处理方法，并自行开发研制了刀具破损实时监测系统。     

刀具破损信号小波分析

简述了小波的基本概念，对刀具破损电机电流信号进行了小波分析，结果表明，小波分析能为监控刀具破损提供了有效的手段。     

钛合金振动攻丝刀具破损监测的研究

对振动攻丝的力学模型进行了研究,找出了钛合金振动攻丝刀具破损失效时的力学特征,并建立了钛合金振动攻丝的振动控制、破损监测和报警停机的自动监控系统。     

车刀破损时刀杆振动信号特征的研究

 实验发现,车刀破损时低频率范围内时域信号的变化总是很明显,而宽频率范围内时域信号的变化则不一定明显。本文提出用低频率范围内时域信号的变化来监测车刀破损,经验证,可在20ms内检测出刀具的破损。     

刀具监控在数控机床及加工中的应用

针对数控机床使用高速电主轴在切削过程中出现异常情况导致的电主轴损坏问题,分析了电主轴损坏的原因以及刀具监控系统在电主轴保护和工艺优化方面的作用,详细论述了刀具监控系统应用原理、主轴保护过程、工艺优化分析和监控系统与及机床的集成。并在虚拟五轴机床上开展应用验证,通过设置功率阀值、刀具破损功率和刀具磨损功率,实现了切削实际功率和振动的监测。应用表明:采用刀具监控系统能降低刀具破损、磨损等原因造成电主轴的损坏,同时能对加工工艺进行分析和优化。     

基于特征的飞机结构件加工状态监测方法

为有效监测飞机结构件加工过程中出现的刀具严重磨损、刀具破损和加工颤振等异常加工状态,提出基于特征的飞机结构件加工状态监测方法.分析了加工特征对监测加工状态监测的影响,运用小波分析方法提取加工特征关于加工状态的信号特征量,应用支持向量机方法对加工状态进行辨识.实例结果表明,该方法能有效的监测飞机结构件异常加工状态,具有较高的工程实用价值.     

声发射刀具失效监控系统研究

通过对钻、车、镗削刀具失效过程中产生的声发射信号的分析,获得了信号的频谱特性,建立了描述刀具破损、磨损状态的数学模型。依据分析及实验结果,设计了一个智能化的刀具状态监控系统。刀具破损面积的分辨率为0.01mm~2,刀具破损的响应时间小于0.1ms,漏报率及误报率小于5％。     

声发射监测钻头折断的实验研究

 金属切削过程中会发出声讯号。用声发射技术监测刀具破损是一个很有潜力的新方法。本文研究了声发射技术在钻头折断在线监测中的应用。实验结果表明,所设计的实验监测系统能可靠地监测钻头的折断,并可提前预报直径大于1.5mm钻头的折断。     

在铣削加工中通过神经网络融合多路传感器监测刀具破损

讨论在立铣加工中，用多层前馈反向误差传播神经网络融合由多路传感器信息中选取的多维特征来监测刀具破损情况。对融合不同传感器特征对神经网络性能的影响以及如何选取训练样本等也进行了分析。研究结果表明，神经网络对提高识别精度是很有效的。     

正交切削刀具应力的有限元分析

应用有限元方法计算了正交切削刀具的应力.对正剪切和负剪切的应力分布进行了比较,分析了负剪切易引起刀具破损的原因;对刀具前角分别为 0°、10°、15°时的等效应力进行了对比,分析了刀具前角变化对刀具强度的影响.     

检测刀具磨损和破损的声发射传感器

对用于检测刀具磨损和破损状况的声发射传感器进行了探析，包括声发射传感器的设计分析标定及标定装置的分析和模拟声发射信号源的产生等。     

高压冷却下切削高温合金刀具应力分布研究

高温合金广泛应用于航空航天等领域,是一种典型的难加工材料。PCBN是一种超硬刀具材料,在加工高温合金时性能优异,但切削过程中存在刀具磨损和破损严重等现象。高压冷却是一种新的冷却方式,能够有效减小机械冲击,并影响刀具应力分布,因此研究高压冷却下的刀具应力分布具有重要意义。首先建立高压冷却下刀具应力模型,为高压冷却下刀具应力变化规律提供理论基础;其次采用有限元方法,对不同冷却条件、切削用量和冷却压力的刀具应力分布进行仿真结果分析,获得不同切削条件对刀具应力的影响规律;最后进行高压冷却试验,分析切削力、刀具应力分布及刀具破损变化规律,为高压冷却下高效加工高温合金和刀具优化等提供一定的技术基础。     

航空航天薄壁件铣削过程加工状态监测研究进展

对切削加工状态进行精准监测,是实现航空航天薄壁件加工变形控制的重要保障。围绕航空航天薄壁件铣削加工状态监测的最新研究进展进行了评述,详细介绍了建立加工状态监测模型的关键技术与方法,包括加工信息采集处理、特征提取和特征融合。归纳了学者们在薄壁件加工过程中对刀具磨破损、铣削颤振、铣削变形等具体状态监测的研究进展。基于数字孪生技术,构建了面向薄壁件铣削加工状态监测的优化系统。最后,根据现阶段本领域发展状况对薄壁件铣削加工状态监测进行了展望。     

TiN涂层硬质合金刀具切削奥氏体高锰钢的磨损破损研究

利用TiN涂层硬质合金刀具对奥氏体高锰钢进行了切削加工试验,分析了切削过程中的磨损、破损机理。     

摩擦发光材料在航空航天设备破损监测领域的研究进展及展望

航空航天设备往往在极端环境（超高温、超低温、高辐射等）中应用，开展破损检测技术研究对于提高其安全性、稳定性尤为重要。摩擦发光作为一种实时破损检测技术，成为航天设备实时破损检测的重要手段。本文总结了摩擦发光材料近年来的材料设计策略，从有机材料（如N-苯基酰亚胺、三苯胺类、四苯基乙烯类、吩噻嗪类、咔唑类）及无机材料分别入手，总结其研究进展及发展趋势，并对其在破损监测领域的现有应用进行梳理归纳、分类探讨，最后对其在航空航天设备破损监测领域的前沿应用加以展望，为我国开展同类应用提供有益参考。     

超声椭圆振动精密切削

传统超声振动切削加工中刀具后刀面与工件已加工表面的高频摩擦使刀具承受交变拉压应力,导致刀具疲劳崩刃。超声椭圆振动切削技术使刀具以椭圆振动轨迹对工件进行切削,避免了刀具后刀面与已加工表面的摩擦,有效抑制了刀具的崩刃破损;同时,将刀具前刀面与切屑之间有害的摩擦力变为有利的切削力,增加了刀具的剪切角,降低了切削过程中的吃刀抗力,提高了加工精度。     

基于温度信号的高速干铣削试验研究

本文应用红外测温系统对高速铣削过程中切削温度的动态变化进行在线监测.给出了铝合金高速铣削过程中不同磨损程度和不同材料的刀具加工时对应的切削温度以及切削温度随切削速度的变化规律,其结论有助于指导铝合金高速铣削加工、优化高速切削工艺.     

钛合金TB6刀具磨损铣削实验研究

使用硬质合金刀具对钛合金TB6进行正交铣削实验,对比分析不同切削参数下的刀具磨损情况,并用实验结果进行回归分析得到刀具磨损的回归公式。结果表明:刀具主要磨损在后刀面,其磨损大都呈现一条带状磨损带,在速度增大时大磨损带变长,刀具易发生脆性破损,且在刀具表面会出现钛合金粘连;对刀具耐用度的影响大小依次为切削速度、进给量、切削宽度和切削深度;刀具磨损回归方程具有良好的回归方差,能够很好的对刀具寿命进行预测。