枪钻的刀具磨损及监测技术

综合国内外研究现状,介绍了枪钻的基本结构和加工系统,总结了枪钻加工过程中刀具磨损的主要形式:扩散磨损和粘结磨损,分析两种磨损形式的机理。阐述了枪钻加工过程中刀具监测技术,目前主要通过采集力、扭矩和声发射信号对刀具状态进行监测,声发射信号等可以对刀具磨损状态进行表征,提出了抑制枪钻磨损方法以及监测技术的发展趋势。     

深孔加工刀具磨损的试验研究

深孔加工处于封闭或半封闭的状态下,加工过程复杂。因此,深孔加工过程中存在切削力不稳定、刀具磨损严重、刀具使用寿命低等问题。为了研究枪钻加工工艺参数对切削力和刀具磨损的影响,本文采用硬质合金枪钻作为深孔加工刀具,通过对深孔钻削的切削力和刀具磨损值的试验研究,得到了钻削工艺参数与切削力和刀具磨损之间的关系,经过分析得出了影响刀具磨损的原因。     

Ti6Al4V钛合金枪钻加工的切削力试验研究

钛合金在深孔加工过程中存在刀具磨损严重和加工表面质量差等问题。本文采用整体硬质合金单刃枪钻作为深孔加工刀具,通过对刀具结构的分析和对Ti6Al4V钛合金深孔钻削的切削力试验研究,得到工艺参数对切削力的影响规律,结合制孔的表面粗糙度,优化了钛合金枪钻加工工艺参数。同时,通过刀具的磨损分析得到了钛合金枪钻加工过程中刀具的主要磨损形式。     

浅谈深孔加工刀具——枪钻

本文从机床的选择、枪钻的工作原理、枪钻的结构、切削液的选择、加工时的工作要点等方面介绍深孔加工刀具——枪钻。     

枪钻技术是精密孔加工的有效方法

枪钻技术是一种高效率、高精度的孔加工方法，国外已广泛采用。为扩大这一新技术的应用，本文就枪钻机床和枪钻的结构特点及其切削用量和刀具材料作了介绍。     

难加工材料枪钻加工技术研究

深孔加工是机械加工领域的重要分支,在钛合金、沉淀硬化不锈钢等难加工材料的深孔加工过程中,存在加工表面质量差、刀具崩刃、磨损严重和断屑排屑困难等问题。枪钻是深孔加工领域发展最早、应用范围最广的深孔加工刀具之一,其几何结构特殊,在深孔加工中具有加工质量好、效率高、直线度好等特点。本文介绍了枪钻的主要结构及受力情况,分析了枪钻的切削加工过程及其断屑条件,通过对切屑、切削力和切削温度的研究,得到了刀具、工艺参数以及切屑对加工质量和刀具磨损的影响规律。最后以两种典型的难加工材料为代表,分析了难加工材料深孔加工的特点。研究结果对难加工材料的枪钻深孔加工具有重要的指导意义。     

基于功率和质量信息的批量加工换刀决策方法

针对现有的经验换刀法、预测换刀法和监控换刀法存在着准确性差或传感器安装困难、成本高等不足,分析了机床输出功率信息与刀具磨损的关联特性,建立了基于输入功率的机床输出功率信息提取方法;分析了机床输出功率与工件质量信息在监控刀具磨损状态及换刀决策中的互补特性,提出了基于机床输出功率信息和质量信息集成的批量加工过程换刀决策方法。加工过程中只需采集机床输入功率信息和工件质量信息,并通过支持向量机分类法识别刀具磨损状态,就可获得刀具更换方案。在Qt Creator平台上开发了一套换刀决策系统,并在某型号数控滚齿机上进行了验证,展示了该方法的应用前景。     

准干式深孔钻削中温度场与刀具磨损的仿真研究

在金属钻削过程中,钻削区的钻削温度对刀具的磨损和加工质量影响严重。为了分析在钻削温度场影响下刀具磨损的变化规律,利用Pro/E建立了枪钻的三维模型,设置不同钻削参数,并采用大型商业有限元分析软件DEFORM-3D对钻削过程进行仿真模拟,模拟分析了不同钻削参数下钻头温度变化和温度场的分布,以及钻头磨损情况。通过分析和研究,随着温度的升高,刀具的磨损呈现一定的线性变化。这为合理选择钻削参数和刀具制作工艺提供了重要的指导意义。     

云边端协同的机床刀具故障智能诊断系统研究

为提高机床刀具磨损故障诊断精度,借助三轴加速度传感器采集机床刀具磨损振动数据,并以此为基础,提出一种基于长短时记忆网络与多尺度卷积神经网络集成的机床刀具故障诊断算法,挖掘机床刀具在不同故障模式下的空时域多尺度特征,实现机床刀具磨损状态的精准识别。同时,为满足实际产线对故障诊断的高实时性要求,设计一种适用于机床刀具故障诊断的云边端协同架构,通过底层产线、边缘节点与工业云平台的高效协同,实现机床刀具故障的及时预警。研究结果表明,所提云边端协同的机床刀具故障智能诊断系统可实现机床刀具磨损状态的精准识别,同时可缩短故障诊断任务的完成时间。     

基于枪钻的42CrMo合金钢深孔钻削分析

在深孔钻削加工42CrMo合金钢时,易造成切削温度高、刀具磨损快等问题,从而影响加工质量。针对某传动轴的深孔加工,为得到合适的切削参数、保证技术要求,利用DEFORM-3D有限元分析软件设计正交仿真试验,分析不同切削参数对切削温度和刀具磨损的影响,得到最佳的切削用量。加工结果表明,枪钻用此切削用量进行深孔加工可以满足技术要求,为优化枪钻加工42CrMo合金钢时的切削用量、提高产品质量和降低刀具磨损提供了指导。     

基于小波包分析和LS-SVM的钻削刀具状态识别研究

为了有效地识别钻削刀具磨损状态,提出一种基于小波包分析和最小二乘支持向量机(LS-SVM)的状态识别方法。通过在线监测钻削加工过程中的钻削轴向力和刀具状态,采用时域分析、频域分析以及小波包分析法对刀具磨损状态的信号进行特征向量提取,建立基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的分类识别模型。通过试验验证了该方法可以提高刀具磨损状态的识别精度。     

深孔加工的输液装置

在铸铁零件上加工深孔,采用传统的加工方法生产效率低,不能满足大批量生产的要求。我们经研究采用枪钻、枪钻铰、枪镗铰等枪钻型式的高压喷射冷却方式加工深孔(通孔或盲孔),比采用一般加工方法生产效率可提高10倍。采用高压喷射冷却方式加工深孔,除需保证机床、夹具、刀具等的结构及制造精度外,还须很好地解决高压切削液的供输及密封问题。本文介绍的是为采用枪镗铰方法加工深孔所设计的一种向枪镗铰刀具中心孔供输高压切削液的输液装置。此法用于深孔枪镗铰机床,加工铸铁零件上φ15～φ30的深通孔及深盲孔,收到了很好的效果。     

硬质合金枪钻的使用技术讲座：第六讲 硬质合金枪钻的重磨

枪钻为孔的精密加工刀具,所以有关的使用规范应引起注意,但这一点经常被人们忽视。在应该重磨时,不及时修磨则易导致钻头磨损加剧,扭矩增大,造成刀具损坏,工件尺寸超差。而且过多地推迟重磨时间,则使修磨用砂轮成本增大,设备开动率减低,刀具费用上升。而普通枪钻推迟最佳刃磨时间,造成外刃棱角过度磨损,重磨余量增大,且当刃口磨损超过0.05～0.12mm(轴向)时,切屑则形成不良。为了延长刀具的总寿命,得到最佳的使用     

基于机床信息的加工过程刀具磨损状态在线监测

为实现刀具磨损状态的在线监测,提高监测系统的实用性,提出一种基于机床信息的加工过程刀具磨损状态在线监测方法。采用OPC UA通信技术在线采集与存储数控机床信息,得到与磨损相关的机床内部过程信息,并基于这类信息与相应的刀具磨损信息,利用卷积神经网络建立了刀具磨损状态识别模型。应用案例证明了该方法的监测性能,与其他传统监测方法相比,该方法更适用于实际的生产加工。     

[设备健康管理]基于机床信息的加工过程刀具磨损状态在线监测

为实现刀具磨损状态的在线监测,提高监测系统的实用性,提出一种基于机床信息的加工过程刀具磨损状态在线监测方法。采用OPC UA通信技术在线采集与存储数控机床信息,得到与磨损相关的机床内部过程信息,并基于这类信息与相应的刀具磨损信息,利用卷积神经网络建立了刀具磨损状态识别模型。应用案例证明了该方法的监测性能,与其他传统监测方法相比,该方法更适用于实际的生产加工。     

基于卷积神经网络的铣刀后刀面磨损状态预测方法研究

为了监测高温合金材料加工时的铣刀后刀面磨损状态,提出了基于卷积神经网络的刀具磨损状态预测方法,建立了基于机床主轴电流与功率信号实时监测的刀具磨损状态预测系统。通过建立与机床数控系统的通信,采集加工过程中的电流和功率信号,采用主成分分析法(PAC)对采集的参数进行特征提取,选择对刀具磨损值影响较大的主成分作为卷积神经网络的输入,实现对刀具磨损状态的准确预测。铣削实验结果表明,该方法具有较高的预测准确率。     

基于WOA-VMD-SVM数控机床刀具健康状态评价体系的建立

刀具的健康状态直接影响着数控机床的加工性能。对刀具的磨损、破损等健康状态因素进行前期预测和判断,可有效防止因刀具健康状态异常而导致加工质量不稳定等问题。根据刀具在机加工过程中因磨损状况而引起机床机械特性的变化展开分析与研究,即通过采集与刀具健康状态相关联的机床主轴振动信号,并对该信号进行处理和特征提取,建立基于WOA-VMD-SVM刀具健康状态预测识别模型。经实验分析与验证,所建立的模型具有很高的识别准确率,其准确率高达96.8%,高于SVM模型和GA-SVM模型,由此表明该模型能够高效、准确地对刀具磨损状态进行识别和分类。     

枪钻导流面后角对切屑性能的影响研究

枪钻加工是实现深孔加工的重要技术手段,由于孔径较大,在枪钻加工过程中,经常遇到排屑困难以及孔加工质量差等问题。而枪钻导流面作为与V型槽连接的最后一个刃磨平面,其作用往往被忽视。通过研究不同切削参数下钻削加工42CrMo合金钢材料时导流面后角对切屑、刀具磨损以及钻孔质量的影响,以被加工孔的表面粗糙度、圆度和孔径误差为指标对孔加工质量进行评价。     

强化塑料的钻削加工

<正> 一、前言玻璃纤维强化塑料(GFRP)和碳纤维强化塑料(CFRP)已在各工业部门得到广泛应用,其需要量正在日益增长。作者用高速钢钻头和三种硬质合金钻头,对GFRP和CFRP进行钻削加工,研究钻头的磨损形态和磨损进展状态,将各种刀具材料加以比较,并探讨钻头的磨损机理。二、实验装置和实验方法实验使用机床为MH—20型高速立式铣床。刀具材料:高速钢钻头采用SKH9;硬质合金钻头采用K01、P10和FG三种。试验钻头的各种参数如表1所示。图1为硬质合金钻     

刀具磨损自动补偿系统

刀具磨损自动补偿是现代机械切削加工的一门新颖技术。国外从六十年代中开始研制尺寸控制系统,到七十年代才逐渐有各种成熟产品问世,并已在实际生产中发挥了十分明显的经济效果。我国近年来对该系统的研究,也取得了可喜的成果。现将上海机电设计研究院和上海工业大学的研究成果介绍如下。一、刀具自动补偿的目的机床的效率在很大程度上受到刀具切削刃利用程度的影响,切削用量越大,切削效率就越高。但在另一方面也降低了切削刃的耐用度,也就是在较短时间内就需更换刀具。这样就增加了机床停机时间,影响了生产率。对工件余量小、刀具精度高的加工,其刀具的耐用度并不取决于因刀具磨损而致使切削力的增大,而是决定于刀具的微量磨损后而不能加工出合乎尺寸公差要求的工件。因此在自动化加工的发展过程中,象组合机床及其自动线这样高度自动化机床,如果频繁地更换刀具和人工对刀,问题就更为严重了。