机床刀具可靠性及寿命评估_张石平
刀具在加工过程中的磨损以及应对策略【干货】
刀具在加工过程中的磨损以及应对策略 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 刀具磨损是切削加工中基本的问题之一。了解刀具磨损的情况和原因，可以帮助刀具制造商以及用户延长数控刀具寿命。现在的数控刀具都会采用涂层技术（包括采用新的合金元素），这进一步有效的延长了刀具的使用寿命，同时可以显著提高生产率。 一、刀具磨损机理介绍 在金属切削加工中，产生的热量和摩擦是能量的表现形式。由很高的表面负荷以及切屑沿刀具前刀面高速滑移而产生的热量和摩擦，使刀具处于一种极具挑战性的加工环境中。 切削力的大小往往会上下波动，主要取决于不同的加工条件（如工件材料中存在硬质成份，或进行断续切削）。因此，为了在切削高温下保持其强度，要求刀具具有一些基本特性，包括极好的韧性、耐磨性和高硬度。
尽管刀具/工件界面处的切削温度是决定几乎所有刀具材料磨损率的关键要素，但要确定计算切削温度所需的参数值却十分困难。不过，切削试验的测量结果可以为一些经验性的方法奠定基础。 通常可以假定，在切削中产生的能量被转化为热量，而通常这些热量的80％都被切屑带走（这一比例的变化取决于几个要素——尤其是切削速度）。其余大约20％的热量则传入刀具之中。即使在切削硬度不太高的钢件时，刀具温度也可能会超过550℃，这是高速钢在硬度不降低的前提下能够承受的高温度。用聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具切削淬硬钢时，刀具和切屑的温度通常将超过1000℃。 二、刀具磨损与刀具寿命 刀具磨损通常包括以下几种类型：①后刀面磨损；②刻划磨损；③月牙洼磨损；④切削刃磨钝；⑤切削刃崩刃；⑥切削刃裂纹；⑦灾难性失效。 对于刀具寿命，并没有被普遍接受的统一定义，通常取决于不同的工件和刀具材料，以及不同的切削工艺。定量分析刀具寿命终止点的一种方式是设定一个可以接受的后刀面磨损极限值（用VB或VBmax表示）。刀具寿命可用预期刀具寿命的泰勒公式表示，即VcTn=C，该公式的一种更常用的形式为VcTn×Dxfy=C式中，Vc为切削速度；T为刀具寿命；D为切削深度；f为进给率；x和y由实验确定；n和C是根据实验或已发表的技术资料确定的常数，它们表示刀具材料、工件和进给率的特性。
数控机床可靠性技术的发展(新编版)
数控机床可靠性技术的发展 (新编版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0291
数控机床可靠性技术的发展(新编版) 在我国的中高档数控机床市场，由于国产数控机床的可靠性较低，也就成为了占有率较低的主要原因，而且可靠性已经成为国内数控机床的一个重要技术瓶颈。 1.数控机床可靠性概念及指标 1.1数控机床可靠性 所谓的数控机床可靠性，就是指数控机床产品及其系统能够在限定时间内完成一定的动作指令的能力。 1.2数控机床可靠性指标 对于数控机床可靠性主要有以下两个指标： 第一，平均无故障时间（MeanTimeBetweenFailure，简称MTBF），就是指数控机床产品连续发生两次故障之间的平均时间。这种平均
故障时间常用做数控机床可靠性评价的一个定量指标。该数值越大，说明系统的可靠性越高。 第二，平均故障修复时间（MeanTimeToRepair，简称MTTR)，一般是指系统修复一次故障所需要的时间，其所需的流程是确认失效→配件获得→维修→重新投入使用。当该数值越小时，该系统的可靠性越高。 2.数控机床可靠性技术存在的问题 2.1数控机床可靠性研究的学者和机构较少 由于数控机床可靠性技术的研究需要很多部门、学科的交叉工作，并且耗时、耗资，再加上研究成果获得较慢。与一些关键共性技术的研究相比，国内很少有专门对数控机床可靠性进行较大力度的研究，那么能够对数控机床可靠性进行研究的科研机构非常稀缺，一直没能形成一套完整的技术体系。 2.2数控机床可靠性数据积累薄弱 对于数控机床的可靠性数据而言，不但要有数控机床的故障数据，也需要一些维修、载荷数据等。虽然我国已经积累了一定的数
浅谈数控机床传动机构精度可靠性优化
浅谈数控机床传动机构精度可靠性优化 发表时间：2019-09-12T10:53:16.360Z 来源：《基层建设》2019年第17期作者：梁毅 [导读] 摘要：本文主要对数控机床传动机构精度可靠性优化进一步的分析了解。 珠海格力电器股份有限公司 519000 摘要：本文主要对数控机床传动机构精度可靠性优化进一步的分析了解。数控机床作为制造业中最典型的高端制造装备，其发展水平直接决定了国家制造业在国际的竞争地位。 关键词：数控机床；传动机构；精度可靠性；分析 引言： 我国数控机床与国外发达国家相比仍存在较多不足，如机床精度低、可靠性差、核心技术落后等。精度作为衡量机床性能的核心指标，直接决定机床是否能完成指定任务，而精度可靠性体现了机床完成指定任务的能力，是机床性能得到充分发挥的保障，因此对数控机床进行精度可靠性分析具有十分重要的意义。 一、数控机床传动机构概述 数控机床传动系统表示从控制电机到工作台之间的传动链，一般由电机、联轴器、支承装置、减速机构、滚珠丝杠螺母副和执行元件，如工作台或刀具等组成，其结构可以简化为图1所示。由电机提供原动力，通过齿轮变速机构完成调速，由滚珠丝杠副将电机的旋转运动转化为大拖板上执行元件的往复直线运动，完成机床的进给和加工等。 ◆┫A浅谈数控机床传动机构精度可靠性优化 梁毅 珠海格力电器股份有限公司 519000 摘要：本文主要对数控机床传动机构精度可靠性优化进一步的分析了解。数控机床作为制造业中最典型的高端制造装备，其发展水平直接决定了国家制造业在国际的竞争地位。 关键词：数控机床；传动机构；精度可靠性；分析 引言： 我国数控机床与国外发达国家相比仍存在较多不足，如机床精度低、可靠性差、核心技术落后等。精度作为衡量机床性能的核心指标，直接决定机床是否能完成指定任务，而精度可靠性体现了机床完成指定任务的能力，是机床性能得到充分发挥的保障，因此对数控机床进行精度可靠性分析具有十分重要的意义。 一、数控机床传动机构概述 数控机床传动系统表示从控制电机到工作台之间的传动链，一般由电机、联轴器、支承装置、减速机构、滚珠丝杠螺母副和执行元件，如工作台或刀具等组成，其结构可以简化为图1所示。由电机提供原动力，通过齿轮变速机构完成调速，由滚珠丝杠副将电机的旋转运动转化为大拖板上执行元件的往复直线运动，完成机床的进给和加工等。 (1) 电机：其主要功能是将输入的电能转化成机械能，为机床提供原动力，一般可以分为步进电机和伺服电机。步进电机存在固定的旋转角度—步距角，其转角大小不受载荷变化的影响，主要根据输入脉冲信号的频率和脉冲个数决定实际转动角度，因此可以通过控制脉冲个数，准确控制电机角位移变量，实现准确定位；通过控制脉冲频率准确控制电机角速度和角加速度，实现高速旋转的目的。 (2) 联轴器：通过连接不同机构中的两根轴，实现扭矩的传递。根据被联接轴的相对位置和位置变动情况，可分为固定式联轴器和可移动式联轴器，其中根据补偿方式，又将可移动式联轴器分为刚性可移动式联轴器和挠性可移动式联轴器，具有传递扭矩、缓冲、减振、提高动态性能等作用，从而实现较高精度的传动。 (3) 减速机构：作为一种动力传达机构，常见的减速机构主要为齿轮传动机构、蜗轮蜗杆传动机构、行星摆线针轮减速机构、硬齿面减速机构等，主要通过不同的传动比实现转速的变化。其中行星摆线针轮减速机构因具有高精度、高效率、高刚度等优点而广泛应用于步进电机和伺服电机中。 (4) 滚珠丝杠螺母副：由滚珠丝杠、滚珠和螺母组成。当滚珠丝杠转动时，由于滚动摩擦的作用，丝杠和螺母滚道之间的滚珠沿螺纹滚道滚动，从而带动大拖板移动，将旋转运动转化成直线运动，实现执行元件移动，具有高效率、高精度、高可靠性、高同步性等优点。 二、数控机床传动机构精度可靠性分析 1. 机构可靠性定义 广义的可靠性是指产品在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力，同理，机构可靠性定义为机构在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力。其中，“规定条件”是指机构运行时的外界环境和工作条件；“规定时间”是指机构运行的任务时间；“规定运动功能”是指在完成一定的运动形式的基础上，相关运动参数仍处于规定范围。综上，可以归纳为：准确性：对机构传递运动精确度的要求；及时性：对机构运行时间的要求；协调性：对规定运动功能内的不同动作之间一直连贯性的要求。 2. 数控机床传动机构精度可靠性分析模型 设I为数控机床传动机构的最大几何误差，则数控机床传动机构几何误差精度可靠性功能函数为： 式中：*为误差方向，可以分为+表示沿运动方向，-表示沿运动反方向，只有当方向相同时，才可以进行误差值判断；i为数控机床传动机构的传动方向，i=x，y，z；X为随机变量向量；Y为区间变量向量。
数控机床可靠性.维修性分析与研究(论文)
郑州工业应用技术学院 专科生毕业设计（论文） 题目：数控机床可靠性.维修性分析与研究 指导教师：职称： 学生姓名：学号 专业：机电一体化 院（系）：机电工程学院 答辩日期： 2015年6月**日 20XX年X月XX日
摘要 1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化，近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对关系国计民生的一些重要行业的发展也起着越来越重要的作用，数控机床具有精密、高效、柔性自动化和易于实现工艺复合和信息集成等的诸多特点，特别适于加工复杂形状的零件，备受到机械制造企业的青睐；但是数控机床市场仍然存在风险，数控机床技术也有诸多不完善之处，因此要想更好发挥数控技术的特点，就要将其故障率降低，所以数控机床可靠性和维修性技术也就显得尤为重要。本文主要是针对数控机床可靠性，维修性展开，对其进行分析研究。 关键词：数控技术数控机床可靠性维修性 Nc machine tool reliability maintainability analysis and research In 1952, the computer technology application in machine tools, was born in the United States the first CNC machine tool. From then on, the traditional machine tool to produce a qualitative change, nearly half a century, the CNC system has experienced two stages and six generations of development, the application of numerical control technology not only brings revolutionary change to traditional manufacturing, the manufacturing industry has become the symbol of industrialization, and with the continuous development of numerical control technology and application in the field of expansion, the development of relations, some key industries of the national economy and people's livelihood is playing a more and more important role, nc machine tools with precision, high efficiency, flexible and easy to realize automation process and information integration of many characteristics, especially suitable for processing of complex shape parts, closely to the favour of machinery manufacturing enterprise; Nc machine tool market there is still a risk, however, the numerical control machine tool technology also has many shortcomings, therefore in order to better play to the characteristics of numerical control technology, is the failure rate is reduced, so the numerical control machine reliability and maintainability technology also is particularly important. This article is mainly aimed at numerical control machine reliability, maintainability, analyzes its research. Keywords: Numerical control technology Nc machine tool reliability maintainability
常用的刀具磨损检测方法比较
常用的刀具磨损检测方法比较 篇一：刀具的磨损和耐用度浅谈 刀具磨损和耐用度浅谈 刀具在切削金属的同时，本身也逐渐被磨损。当磨损到一定程度时，就需要更换刀具，否则会产生降低加工表面质量等不良后果。让我们先来看看刀具的磨损过程：常用的高速钢和硬质合金钢刀具的磨损过程如图所示，它反映了切削时间和刀具磨损之间的关系。正常磨损 后刀面磨损初期磨损 切削时间/ 1．初期磨损阶段 在该阶段中，由于是新刃磨的刀具，刀后面粗糙不平，后面与工件过渡表面间的实际接触面很小，压力大，磨损速度很快。初期磨损量与刀具刃磨质量有关，经过研磨的刀具初期磨损量小。 2．正常磨损阶段 刀后面经过初期的磨损后，粗糙度值降低，与工件过渡表面实际接触面积增大，压力减小，刀刃仍然比较锋利，磨损速度比较缓慢。该阶段切削过程平稳，持续时间长，是刀具的有效工作阶段。 3．急剧磨损阶段 当刀具磨损到一定程度后，刃口变钝，摩擦力增大，切削力和切削温度迅速上升，刀具材料的性能下降，引起刀具迅速磨损，直至完
全丧失切削性能。所以在切削过程中应避免刀具发生急剧磨损。 刀具的磨损过程又可看为刀具的钝化过程 从上述磨损过程可以看出，刀具在正常磨损阶段即将结束前，刀具必须及时重磨或可转位刀片转换刀刃。否则不仅会损坏刀具，而且会使工件的加工质量变坏。此时的刀具磨损量称为刀具的磨损限度。国家标准规定，把刀具磨损达到正常磨损阶段结束前的某一后面磨损量VB值作为刀具的磨损限度，即磨钝标准。因为刀具磨损后，切削力将增大，在柔性加工系统中，经常用切削力的某一数值作为刀具磨钝标准，以实现对刀具磨损状态的自动控制。 在实际生产中，采用与磨钝标准队赢得切削时间，即刀具耐用度来表示刀具已经磨钝，到了该换刀具的时候。所谓刀具耐用度，是指新磨好的刀具，由开始切削直到磨损量达到磨钝标准的总切削时间，用字母t表示，单位为min。刀具耐用度有时也可用加工同样零件的数量或切削路程长度来表示。 粗加工时，多为切削时间表示耐用度。例如，目前高速钢镗刀的耐用度为30~60min；硬质合金铣刀的耐用度为120~180min。高速钢钻头的耐用度为80~120min；成形刀具耐用度为200~300min。精加工时，常以走刀次数或加工零件个数表示刀具耐用度。 用刀具耐用度衡量磨损量的大小，比直接测量磨损量方便的多，因而在生产中广泛采用。刀具寿命则是指一把新刀从使用到报废为止的总的切削时间，它是刀具耐用度与磨刀次数的乘积。 篇二：刀具磨损原理及耐磨设计
浅谈对数控车床的认识
浅谈对数控车床的认识 姓名：李本旗 单位：陇东职业中等专业学校 日期：二〇一一年六月三十日
浅谈对数控车床的认识 李本旗 摘要：数控车床源于普通车床而优于普通车床，其有五大优点：1、提高加工精度，尤其提高了同批零件加工的一致性，使产品质量稳定；2、提高生产效率，一般约提高效率3－5倍，使用数控加工中心机床则可提高生产率5－10倍；3、可加工形状复杂的零件； 4、减轻了劳动强度，改善了劳动条件； 5、有利于生产管理和机 械加工综合自动化的发展。数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。普通车床经济实用，仍然在国民生产中占有一席之地。 关键词：数控车床认识 自从进入机械这个专业以来，“数控”这个词时常在耳边响起，作者对数控的理解虽然不象那些不懂数控的老师说的那样把毛坯装夹好后，输入程序，想要什么样的东西就能加工出什么来那样简单，但是对于数控车床的概念仍然不懂，虽然自己也曾经找书看过关于数控的概念，但那些生硬的文字解释依然使作者心里很含糊，直到这次培训真正接触了数控车床并亲手操作了才彻底明白。其实数控车床就
是在普通车床的基础上引入了计算机，利用计算机控制机床的运转，达到机电合一，并进一步改进机床的运行精度，同时实现多轴联动以完成复杂工件的加工。数控车床以其五大优点在工业生产中逐渐占领了重要的地位，并且其发展水平往往成为一个国家工业发展状况的标志之一。然而普通车床虽然没有数控车床的那么多优点，但由于其在价格上的优势仍然在国民生产中占有一席之地，占到车床总量的65%，而且永远也不可能完全被数控车床所取代。 一、数控车床的概念 数控车床又称为 CNC车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。 数控技术也叫计算机数控技术（CNC，Computerized Numerical Control），目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的运动轨迹和外设的操作时序逻辑控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入操作指令的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成，处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压执行元件带动设备运行，从而实现对将毛坯料加工成为人
数控机床的可靠性研究
Causes and Solution ofW ire Rupture i n H igh -Speed WEDM Process M a Gang ,Zhang Q i 1Abstract 2H i g h-Speed W ire WED M process often appears in the broken w ires .S i x m a i n factors of fila m ent break i n high speed w ire cutti n g m ach i n e w ere analyzed i n deta ils ,such as the use o f operati n g factors ,sto rage and transportati o n sil k fila m ent i n stitutional facto rs ,the w ork piece m ach i n i n g factors ,h i g h-frequency e lectric po w er para m eters ,pr ocessing of facto rs ,and the cho i c e of electrode w ire .Prevention m ethods were put fo r w ard ,w hich cou l d be he l p f u l for our w orkers and techn ica l personne.l 1Keywords 2H igh-SpeedW ire WED M;electrode w ire ;broken w ires pheno m enon ;第10卷第5期2008年10月 辽宁省交通高等专科学校学报 J O URNAL OF LI AON I NG PROV I NC I AL COLLEGE OF COMMUN I CAT I ONS Vo.l 10No .5Oct.2008 文章编号:1008-3812(2008)05-022-02 数控机床的可靠性研究 何丽辉 (辽宁省交通高等专科学校,辽宁沈阳 110122) 摘 要 我国数控机床制造水平与国外先进水平相比还有很大差距,主要反映在可靠性差、故障率高上。本 文通过对数控机床可靠性的分析,找出其可靠性的薄弱环节,进一步明确了其工作的改进方向。 关键词 数控机床 危害度 可靠性 中图分类号:TG 659 文献标识码: A 当今世界,工业发达国家在机床工业方面快速发展机电一体化、高精、高效、高自动化先进机床,以加速工业和国民经济发展。随着微电子、计算机技术不断进步,数控机床在20世纪80年代以后得到加速发展,早已成为国际机床展上各国机床制造商竞相展示先进技术,争夺用户及扩大市场的焦点。 数控机床较传统机床具有利用二进制数学方式输入,加工过程可任意编程,主轴及进给速度可按加工工艺需要变化,且能实现多座标联动,易加工复杂曲面。对加工对象具有/易变、多变、善变0等特点,换批调整方便,可实现杂件多品种中小批柔性生产,适应社会对产品多样化需求。 由于国产数控机床在技术上有重大突破,整机的可靠性显著提高,数控系统平均无故障时间可达一万小时以上,造成近一段时间数控机床产销量大 收稿日期:2008-06-11 幅增加,2007年1~5月金切机床行业机床产值数控化率达19.4%,是历史最好水平。有关人士认为,我国数控机床已进入快速发展时期。1 研究的必要性 据介绍,目前国产数控机床的品种已由过去100多种发展到500多种;主轴每分钟转速从原来的5000多转提高到8000~10000多转;进给速度从原来的每分钟12~15米提高到40~60米;换刀时间从原来的3~10秒降低到0.7~1.5秒。 但我国数控机床制造水平与国外先进水平相比还有很大差距,主要反映在可靠性差、故障率高上。由于随着我国数控机床市场的不断扩大,许多国外品牌大量进入中国,国内企业要想和这些国外品牌竞争的话,必须提高国产数控机床的可靠性。数控机床可靠性的提高可以直接减少机床生产厂家的售后服务费用和三包费用以及机床使用厂家的停机损失、机床维修等费用。国产数控机床可靠性的提高还可以抵制进口,扩大出口,增加外汇收 # 22#
浅谈影响数控机床性能的因素
浅谈影响数控机床性能的因素 摘要：目前国产数控机床在精度、速度、多轴联动和复合加工等先进功能方面取得了明显进展。但机床功能的维持能力即可靠性与国际水平尚有较大差距。可靠性低是国产数控机床，特别是中高档数控机床市场占有率低的主要原因，已成为国内机床产业发展的技术瓶颈，引起了行业和学术界的高度关注。数控机床作为复杂的机电液系统，它既不像电子产品和机械结构产品那样已经具备了相对成熟的可靠性理论与技术。 关键词：数控机床性能；因素； 近年来，高速度、高精度的高性能机床已经越来越成为数控机床发展的一个新趋势，针对高速、高精机床的研究也逐步展开。精密加工要求数控机床进给系统能够快速准确地对输入做出响应，但实际上有很多因素导致数控机床不能快速准确的复现输入。人们围绕影响数控机床精度的因素和如何提高数控机床的性能开展了大量深入的研究探讨和实践，取得了非常有价值的研究成果，对高性能数控机床的发展起到了重要作用。 一、影响数控机床性能的因素 1.数控机床可靠性研究的学者和机构较少 数控机床是一个故障模式多样、故障机理复杂、可修复的复杂系统，其可靠性的研究工作在技术上多学科交叉、时间上贯穿全生命周期、空间上涉及多部门协同，是一项复杂的系统工程。因此数控机床可靠性技术的研究工作周期长、耗资大、出成果慢，需要科研团队产学研合作长期工作才可能取得成效。相比于其他关键共性技术的研究，目前国内对数控机床可靠性研究的科技投入力度较小，专门从事该方向研究的科研机构和研究团队较少，尚未形成完整的技术体系。相关部门应加大投入，积极进行政策引导。数控机床的可靠性数据不仅包括故障数据，还应包括维修数据和载荷数据。目前数控机床的故障和维修数据已经有了一定的积累，但是其载荷数据积累严重不足。已有数据只是针对于某一型号或某一用户，未覆盖量大面广的数控车床和加工中心，也未涵盖不同用户行业，不具有普遍性。载荷数据积累不足，难以编制数控机床整机、功能部件和关键零件的载荷谱，可靠性设计依据不够充分，特别是不能进行可靠性概率设计，造成产品的固有可靠性水平先天不足。 2.数控机床故障机理研究不足 故障机理研究是指针对故障现象通过理论与试验分析得到反映产品故障本质的物理或化学原因。现有研究偏重于在故障独立的假设下，利用机床的故障数据进行可靠性建模与评估和故障模式影响及危害性分析，根据评估分析结果采取更换零部件和改变结构等设计改进措施。但由于故障机理研究不足，对产生故障的物理本质、故障之间的相关性和共因故障等问题认识不清，往往造成过度改进而增加成本，甚至出现改进无效的情况。 3.重机床整机、轻功能部件 数控机床主要是由各类功能部件和数控系统及支撑结构组成的，因此机床的可靠性与机床功能部件的可靠性，特别是关键功能部件的可靠性密切相关。保障功能部件的可靠性水平是德、日、瑞士等机床工业发达国家保证数控机床可靠性的主要技术途径。国内的中高档数控机床曾长期大量采用进口关键功能部件，国内机床功能部件企业的技术能力薄弱，大多处于产品中低端的低成本竞争阶段，使得研究机构的工作重心偏重机床整机。其次，整机可靠性的研究通常是进行现
资料.刀具的磨损与破损、刀具寿命及刀具状态监控(数字)
刀具的磨损与破损、刀具寿命及刀具状态监控 一 刀具磨损的形态及其原因 切削金属时，刀具一方面切下切屑，另一方面刀具本身也要发生损坏。刀具损坏的形式主要有磨损和破损两类。前者是连续的逐渐磨损；后者包括脆性破损(如崩刃、碎断、剥落、裂纹破损等)和塑性破损两种。刀具磨损后，使工件加工精度降低，表面粗糙度增大，并导致切削力加大、切削温度升高，甚至产生振动，不能继续正常切削。因此，刀具磨损直接影响加工 效率、质量和成本。刀具磨损的形式有以下几种： 刀具的磨损形态 典型的磨损曲线 1. 前刀面磨损 2. 后刀面磨损 3. 边界磨损 从对温度的依赖程度来看，刀具正常磨损的原因主要是 机械磨损和热、化学磨损。机械磨损是由工件材料中硬 质点的刻划作用引起的，热、化学磨损则是由粘结(刀 具与工件材料接触到原子间距离时产生的结合现象)、 扩散(刀具与工件两摩擦面的化学元素互相向对方、腐 蚀等)引起的。 二 刀具磨损过程、磨钝标准及刀具寿命 随着切削时间的延长，刀具磨损增加。根据切削实验， 可得图示的刀具正常磨损过程的典型磨损曲线。该图分 别以切削时间和后刀面磨损量VB(或前刀面月牙洼磨 损深度KT)为横坐标与纵坐标。从图可知，刀具磨损过 程可分为三个阶段： 1. 初期磨损阶段 2. 正常磨损阶段 3. 急剧磨损阶段 刀具磨损到一定限度就不能继续使用。这个磨损限度称 为磨钝标准。 一把新刀(或重新刃磨过的刀具)从开始使用直至达到磨钝标准所经历的实际切削时间，称为刀具寿命。 三 刀具的破损 刀具破损和刀具磨损一样，也是刀具失效的一种形式。刀具在一定的切削条件下使用时，如果它经受不住强大的应力(切削力或热应力)，就可能发生突然损坏，使刀具提前失去切削能力，这种情况就称为刀具破损。破损是相对于磨损而言的。从某种意义上讲，破损可认为是
数控机床可靠性技术的发展(标准版)
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 数控机床可靠性技术的发展(标 准版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
数控机床可靠性技术的发展(标准版) 在我国的中高档数控机床市场，由于国产数控机床的可靠性较低，也就成为了占有率较低的主要原因，而且可靠性已经成为国内数控机床的一个重要技术瓶颈。 1.数控机床可靠性概念及指标 1.1数控机床可靠性 所谓的数控机床可靠性，就是指数控机床产品及其系统能够在限定时间内完成一定的动作指令的能力。 1.2数控机床可靠性指标 对于数控机床可靠性主要有以下两个指标： 第一，平均无故障时间（MeanTimeBetweenFailure，简称MTBF），就是指数控机床产品连续发生两次故障之间的平均时间。这种平均故障时间常用做数控机床可靠性评价的一个定量指标。该数值越大，说明系统的可靠性越高。
第二，平均故障修复时间（MeanTimeToRepair，简称MTTR)，一般是指系统修复一次故障所需要的时间，其所需的流程是确认失效→配件获得→维修→重新投入使用。当该数值越小时，该系统的可靠性越高。 2.数控机床可靠性技术存在的问题 2.1数控机床可靠性研究的学者和机构较少 由于数控机床可靠性技术的研究需要很多部门、学科的交叉工作，并且耗时、耗资，再加上研究成果获得较慢。与一些关键共性技术的研究相比，国内很少有专门对数控机床可靠性进行较大力度的研究，那么能够对数控机床可靠性进行研究的科研机构非常稀缺，一直没能形成一套完整的技术体系。 2.2数控机床可靠性数据积累薄弱 对于数控机床的可靠性数据而言，不但要有数控机床的故障数据，也需要一些维修、载荷数据等。虽然我国已经积累了一定的数控机床故障、维修以及载荷数据等，然而很多数据也仅是针对某一型号的数控机床而已，并不能涵盖较大的用户群体和多样的数控机
数控机床可靠性技术的分析与研究
数控机床可靠性技术的分析与研究 作者时振伟 摘要： 当前数控技术在各个领域的广泛应用，促进了各个领域的极大发展。数控机床具有精密、高效、柔性自动化和易于实现工艺复合和信息集成等的诸多特点，特别适於加工复杂形状的零件，因而成为现代先进制造技术最重要的基础装备和世界机床市场的主流产品，备受到机械制造企业的青睐。但是数控机床市场仍然存在风险，数控机床技术也有诸多不完善之处，因此要想更好发挥数控技术的特点，就要将其故障率降低，所以数控机床可靠性技术也就显得尤为重要。本文主要是针对数控机床可靠性技术展开，对其进行分析研究。 关键词： 数控技术数控机床可靠性可靠性指标数控机床故障 一、数控技术、数控机床及可靠性技术概念阐释及可靠性指标 1.数控技术 简称数控（Numerical Control ）就是用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。它通常是对位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量的控制。 2.数控机床
数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。程序控制系统能够处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并且将其进行译码，用代码化的数字表示出来，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作使其按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。 3.数控机床可靠性 数控机床产品、数控系统在其规定的特有条件下及规定的时间内，完成规定功能的能力，称为数控机床可靠性。 4.数控机床可靠性指标 平均无故障时间MTBF、平均故障修复时间MTTR、可用度A。 平均无故障时间（Mean Time Between Failure，简称MTBF），是指产品从一次故障到下一次故障的平均时间。 平均故障修复时间（Mean Time To Repair，简称MTTR)，是随机变量恢复时间的期望值。它包括确认失效发生所需的时间，和维护所需要的时间，获得配件的时间，维修团队响应的时间，记录所有任务的时间，还有将设备重新投入使用的时间，即指系统修复一次故障所需要的时间。它是衡量一个产品可靠性的指标，它的值越小说明该系统的可靠性越高。 数控机床常用平均无故障时间MTBF作为可靠性的定量指标。二、数控机床可靠性技术存在的必要性 （一）数控机床市场的不断发展（需求）
影响刀具磨损的几种原因
影响刀具磨损的几种原因 刀具坚硬，可随着使用时间的推迟，刀具也会有一定的磨损，影响刀具磨损的几种原因有哪些呢？通过汇总得出了几种原因。 1、刀具材料 刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。 刀具材料越硬，其耐磨性越好，硬度越高，冲击韧性越低，材料越脆。硬度和韧性是一对矛盾，也是刀具材料所应克服的一个关键。对于石墨刀具，普通的tialn涂层可在选材上适当选择韧性相对较好一点的，也就是钴含量稍高一点的；对于金刚石涂层石墨刀具，可在选材上适当选择硬度相对较好一点的，也就是钴含量稍低一点的； 2、刀具的几何角度 石墨刀具选择合适的几何角度，有助于减小刀具的振动，反过来，石墨工件也不容易崩缺； （1）前角，采用负前角加工石墨时，刀具刃口强度较好，耐冲击和摩擦的性能好，随着负前角绝对值的减小，后刀面磨损面积变化不大，但总体呈减小趋势，采用正前角加工时，随着前角的增大，刀具刃口强度被削弱，反而导致后刀面磨损加剧。负前角加工时，切削阻力大，增大了切削振动，采用大正前角加工时，刀具磨损严重，切削振动也较大。 （2）后角，如果后角的增大，则刀具刃口强度降低，后刀面磨损面积逐渐增大。刀具后角过大后，切削振动加强。 （3）螺旋角，螺旋角较小时，同一切削刃上同时切入石墨工件的刃长最长，切削阻力最大，刀具承受的切削冲击力最大，因而刀具磨损、铣削力和切削振动都是最大的。当螺旋角去较大时，铣削合力的方向偏离工件表面的程度大，石墨材料因崩碎而造成的切削冲击加剧，因而刀具磨损、铣削力和切削振动也都有所增大。因此，刀具角度变化对刀具磨损、铣削力和切削振动的影响是前角、后角及螺旋角综合产生的，所以在选择方面一定要多加注意。 通过对石墨材料的加工特性做了大量的科学测试，para刀具优化了相关刀具的几何角度，从而使得刀具的整体切削性能大大提高。 3、刀具的涂层 金刚石涂层刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦系数低等优点，现阶段金刚石涂层是石墨加工刀具的最佳选择，也最能体现石墨刀具优越的使用性能；金刚石涂层的硬质合金刀具的优点是综合了天然金刚石的硬度和硬质合金的强度及断裂韧性；但是在国内金刚石涂层技术还处于起步阶段，还有成本的投入都是
浅析数控机床的发展进程及趋势
百度文库- 让每个人平等地提升自我 网络教育学院 本科生毕业论文（设计） 题目：浅析数控机床的发展进程及趋势 学习中心： 层次：专科起点本科 专业：机械设计制造及其自动化 年级：年季 学号： 学生： 指导教师： 完成日期：年月日
内容摘要 本文以数控机床为研究对象，首先阐述了数控机床的发展历程，尤其对其进给伺服系统和机械传动系统的发展过程进行了详细描述，接下来对我国数控机床的发展现状与发展趋势进行了介绍，并分析了其存在的问题，最后提出了针对我国数控机床的发展策略。 关键词：数控机床；进给伺服系统，机床加工程序
目录 内容摘要 ........................................................................................................................... I 前言 .. (1) 1 数控机床的发展进程 (2) 进给伺服系统 (2) 机械传动系统 (4) 数控机床加工程序的结构 (5) 2 数控机床的发展趋势 (7) 3 数控机床发展中所存在的问题 (12) 4 数控机床的发展策略 (13) 结束语 (14) 致谢 (15) 参考文献 (15) 参考文献 (17)
前言 自20世纪末开始，我国制造业就开始了逐渐由制造大国向制造强国迈进了脚步，机床制造业也跟着取得数控机床快速增长的业绩。机床是先进制造技术和制造信息集成的重要元素，既是生产力要素，又是重要商品。机床的发展和创新在一定程度上能映射出加工技术的主要趋势。近年来, 我国在数控机床和机床工具行业对外合资合作进一步加强, 无论在精度、速度、性能, 还是智能化方面都取得了相当的成绩[1]。 在国际贸易中, 很多发达国家把数控机床视为具有高技术附加值、高利润的主要机电出口产品。因此，对数控机床技术的发展历程进行总结分析，将有助于推进我国数控机床技术实现跨越式发展的目标。
数控机床可靠性技术的发展
安全管理编号：LX-FS-A85992 数控机床可靠性技术的发展 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
数控机床可靠性技术的发展 使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 在我国的中高档数控机床市场，由于国产数控机床的可靠性较低，也就成为了占有率较低的主要原因，而且可靠性已经成为国内数控机床的一个重要技术瓶颈。 1.数控机床可靠性概念及指标 1.1数控机床可靠性 所谓的数控机床可靠性，就是指数控机床产品及其系统能够在限定时间内完成一定的动作指令的能力。 1.2数控机床可靠性指标 对于数控机床可靠性主要有以下两个指标：
刀具的磨损与刀具寿命
刀具的磨损与刀具寿命 默克精密工具（常州）有限公司 一、刀具磨损 切削金属时，刀具一方面切下切屑，另一方面刀具本身也要发生损坏。刀具损坏的形式主要有磨损和破损两类。前者是连续的逐渐磨损，属正常磨损；后者包括脆性破损（如崩刃、碎断、剥落、裂纹破损等）和塑性破损两种，属非正常磨损。 刀具磨损后，使工件加工精度降低，表面粗糙度增大，并导致切削力加大、切削温度升高，甚至产生振动，不能继续正常切削。因此，刀具磨损直接影响加工效率、质量和成本。 刀具正常磨损的形式有以下几种： 1.前刀面磨损 2.后刀面磨损 3.边界磨损(前、后刀面同时磨损) 从对温度的依赖程度来看，刀具正常磨损的原因主要是机械磨损和热、化学磨损。机械磨损是由工件材料中硬质点的刻划作用引起的，热、化学磨损则是由粘结（刀具与工件材料接触到原子间距离时产生的结合现象）、扩散（刀具与工件两摩擦面的化学元素互相向对方扩散、腐蚀)等引起的。 (1)磨粒磨损在切削过程中，刀具上经常被一些硬质点刻出深浅不一的沟痕。磨粒磨损对高速钢作用较明显。 (2)粘结磨损 刀具与工件材料接触到原子间距离时产生的结合现象，称粘结。粘结磨损就是由于接触面滑动在粘结处产生剪切破坏造成。低、中速切削时，粘结磨损是硬质合金刀具的主要磨损原因。 (3)扩散磨损切削时在高温作用下，接触面间分子活动能量大，造成了合金元素相互扩散置换，使刀具材料机械性能降低，若再经摩擦作用，刀具容
易被磨损。扩散磨损是一种化学性质的磨损。 (4)相变磨损当刀具上最高温度超过材料相便温度时，刀具表面金相组织发生变化。如马氏体组织转变为奥氏体，使硬度下降，磨损加剧。因此，工具钢刀具在高温时均用此类磨损。 (5)氧化磨损氧化磨损是一种化学性质的磨损。 刀具磨损是由机械摩擦和热效应两方面因素作用造成的。 1）在低、中速范围内磨粒磨损和粘结磨损是刀具磨损的主要原因。通常拉削、铰孔和攻丝加工时的刀具磨损主要属于这类磨损。 2）在中等以上切削速度加工时，热效应使高速钢刀具产生相变磨损、使硬质合金刀具产生粘结、扩散和氧化磨损。 二、刀具磨损过程、磨钝标准及刀具寿命 1、刀具磨损过程 随着切削时间的延长，刀具磨损增加。根据切削实验，可得图示的刀具正常磨损过程的典型磨损曲线。该图分别以切削时间和后刀面磨损量VB（或前刀面月牙洼磨损深度KT）为横坐标与纵坐标。从图可知，刀具磨损过程可分为三个阶段： 1.初期磨损阶段 2.正常磨损阶段 3.急剧磨损阶段 2、刀具磨钝标准刀具磨损到一定限度就不能继续使用。这个磨损限度称为磨钝标准。规定后刀面上均匀磨损区的高度VB值作为刀具的磨钝标准。 3、刀具的耐用度（刀具寿命） 一把新刀（或重新刃磨过的刀具）从开始切削至磨损量达到磨钝标准为止所经历的实际切削时间，称为刀具的耐用度，用T分钟表示。又称为刀具寿命。 三、刀具的破损
刀具的磨损和耐用度浅谈
刀具磨损和耐用度浅谈 刀具在切削金属的同时，本身也逐渐被磨损。当磨损到一定程度时，就需要更换刀具，否则会产生降低加工表面质量等不良后果。 让我们先来看看刀具的磨损过程：常用的高速钢和硬质合金钢刀具的磨损过程如图所示，它反映了切削时间和刀具磨损之间的关系。 正常磨损 初期磨损 急剧磨损后刀面磨损量切削时间/ 1． 初期磨损阶段 在该阶段中，由于是新刃磨的刀具，刀后面粗糙不平，后面 与工件过渡表面间的实际接触面很小，压力大，磨损速度很快。初期磨损量与刀具刃磨质量有关，经过研磨的刀具初期磨损量小。 2． 正常磨损阶段 刀后面经过初期的磨损后，粗糙度值降低，与工件过渡表面 实际接触面积增大，压力减小，刀刃仍然比较锋利，磨损速度比较缓慢。该阶段切削过程平稳，持续时间长，是刀具的有效工作阶段。
3．急剧磨损阶段 当刀具磨损到一定程度后，刃口变钝，摩擦力增大，切削力和切削温度迅速上升，刀具材料的性能下降，引起刀具迅速磨损，直至完全丧失切削性能。所以在切削过程中应避免刀具发生急剧磨损。 刀具的磨损过程又可看为刀具的钝化过程 从上述磨损过程可以看出，刀具在正常磨损阶段即将结束前，刀具必须及时重磨或可转位刀片转换刀刃。否则不仅会损坏刀具，而且会使工件的加工质量变坏。此时的刀具磨损量称为刀具的磨损限度。国家标准规定，把刀具磨损达到正常磨损阶段结束前的某一后面磨损量VB值作为刀具的磨损限度，即磨钝标准。因为刀具磨损后，切削力将增大，在柔性加工系统中，经常用切削力的某一数值作为刀具磨钝标准，以实现对刀具磨损状态的自动控制。 在实际生产中，采用与磨钝标准队赢得切削时间，即刀具耐用度来表示刀具已经磨钝，到了该换刀具的时候。所谓刀具耐用度，是指新磨好的刀具，由开始切削直到磨损量达到磨钝标准的总切削时间，用字母t表示，单位为min。刀具耐用度有时也可用加工同样零件的数量或切削路程长度来表示。 粗加工时，多为切削时间表示耐用度。例如，目前高速钢镗刀的耐用度为30~60min；硬质合金铣刀的耐用度为120~180min。高速钢钻头的耐用度为80~120min；成形刀具耐用度为200~300min。精加工时，常以走刀次数或加工零件个数表示刀具耐用度。