对于加工中心来说，刀具属于一种消耗品工具，在加工过程中它会产生破损、磨损和崩刃等现象。这些现象不可避免，但也有如操作不科学不规范、维护保养不当等可控原因，找到根本原因才能更好地解决问题。刀具破损的表现1） 切削刃微崩当工件材料组织、硬度、余量不均匀，前角偏大导致切削刃强度偏低，工艺系统刚性不足产生振动，或进行断续切削，刃磨质量欠佳时，切削刃容易发生微崩，即刃区出现微小的崩落、缺口或剥落。出现这种情况后，刀具破将失去一部分切削能力，但还能继续工作。继续切削中，刃区损坏部分可能迅速扩大，导致更大的破损。2） 切削刃或刀尖崩碎这种破损方式常在比造成切削刃微崩更为恶劣的切削条件下产生，或者是微崩的进一步的发展。崩碎的尺寸和范围都比微崩大，使刀具完全丧失切削能力，而不得不终止工作。刀尖崩碎的情况常称为掉尖。3） 刀片或刀具折断当切削条件极为恶劣，切削用量过大，有冲击载荷，刀片或刀具材料中有微裂，由于焊接、刃磨在刀片中存在残余应力时，加上操作不慎等因素，可能造成刀片或刀具产生折断。发生这种破损形式后，刀具不能继续使用，以致报废。4） 刀片表层剥落对于脆性很大的材料，如含量很高的硬质合金、陶瓷等，由于表层组织中有缺陷或潜在裂纹，或由于焊接、刃磨而使表层存在着残余应力，在切削过程中不够稳定或刀具表面承受交变接触应力时极易产生表层剥落。剥落可能发生在前面，刀可能发生在后刀面，剥落物呈片状，剥落面积较大。涂层刀具剥落可能性较大。刀片轻微剥落后，尚能继续工作，严重剥落后将丧失切削能力。5） 切削部位塑性变型具钢和高速钢由于强度小硬度低，在其切削部位可能发生塑性变型。硬质合金在高温和三向压应力状态直工作时，也会产生表层塑性流动，甚至使切削刃或刀尖发生塑性变形面造成塌陷。塌陷一般发生在切削用量较大和加工硬材料的情况下。TiC基硬质合金的弹性模量小于基硬质合金，故前者抗塑性变形能力加快，或迅速失效。基本不会发生塑性变形现象。6） 刀片的热裂当刀具承受交变的机械载荷和热负荷时，切削部分表面因反复热胀冷缩，不可避免的产生交变的热应力，从而使刀片发生疲劳而开裂。例如，硬质合金铣刀进行高速铣削时，刀齿不断受到周期性地冲击和交变热应力，而在前刀面产生梳状裂纹。有些刀具虽然并没有明显的交变载荷与交变应力，但因表层、里层温度不一致，也将产生热应力，加上刀具材料内部不可避免地存在缺陷，，故刀片也可能产生裂纹。裂纹形成后刀具有时还能继续工作一段时间，有时裂纹迅速扩展导致刀片折断或刀面严重剥落。

一、概述  随着时代的发展，科技的进步，企业对生产的优化，自动加工设备的广泛运用使得自动批量加工模式越来越普及。但在切削加工过程中由于刀具磨损状态的不可控性，刀具破损便容易引起不良或是批量废品的异常现象。因此客户往往采用固定加工次数换刀来避免此类状况，却任需在加工过程中定时多次检查刀具状态以及工件各尺寸的要求。  刀具磨损监控系统能够实时记录刀具/砂轮加工过程中的信号变化，据此确定优化的换刀时间，提醒操作人员进行换刀，同时也可用于评价刀具性能。二，工作原理通过加工过程中的功率，振动和声音三种模式来进行实时检测磨损情况：1，功率：通过安装功率传感器在加工过程中实时测量功率信号，利用功率信号处理算法对功率进行分析和识别，判断刀具磨损情况。2，振动：通过安装震动传感器在加工过程中实时检测振动信号，利用振动信号处理算法对振动进行分析和识别，判断刀具磨损情况。3，声音：利用高灵敏度声学传感器实时检测刀具磨损时产生的声音信号，利用声学信号处理算法对声学进行分析和识别，判断刀具磨损情况。特点：1，提供三种特征进行刀具磨损监控。2，学习一把新刀和磨损刀具的功率曲线，即可生成监控边界。3，可长期记录刀具磨损的特征曲线，可用于刀具性能的评估，为客户提供成本决策。三，产品效果和价值1，生产过程中为保证加工工件质量，通常选择保守使用刀具，无法＊大化的利用刀具。刀具磨损监控系统通过刀具加工工件所产生的信号变化，来判断当前刀具状态，提高刀具寿命、节省成本。2，通过设置刀具的磨损极限，实时监测刀具的磨损状态，当刀具的磨损到达极限时，及时给出换刀信号，避免因为刀具提前失效而导致的零件批量性缺陷。3，通过刀具磨损监控系统采集到的实时加工数据进行对比分析，可以评价刀具的性能。通过实时检测判断刀具磨损的情况，及时更换磨损的刀具，避免加工材料的损耗，时间的流失以及设备的损坏等，因刀具磨损产生的加工质量下降的问题。四，产品适用范围  刀具磨损监控系统适用于各种（磨削、车削、铣削、钻孔、铰孔、镗孔、攻丝等）形式的加工场景，更适用于如汽车制造，航天航空等领域的批量加工生产。六，总结刀具磨损监控是一项重要的技术，可以帮助企业提高生产效率和产品质量。通过各项检测技术的广泛应用和不断进步，刀具磨损监控系统也在日益创新发展，为工业生产带来更大的便利和效益。

刀具破损按磨损原因可分为1）磨料磨损被加工材料中常有一些硬度极高的微小颗粒，能在刀具表面划出沟纹，这就是磨料磨砂损。磨料磨损在各个面都存在，前刀面＊明显。而且各种切削速度下都能发生麻料磨损，但对于低速切削时，由于切削温度较低，其它原因产生的磨损都不明显，因而磨料磨损是其主要原因。另处刀具硬度越低磨料麻损越严重。2）冷焊磨损切削时，工件、切削与前后刀面之间，存在很大的压力和强烈的摩擦，因而会发生冷焊。由于摩擦副之间有相对运动，冷焊将产生破裂被一方带走，从而造成冷焊磨损。冷焊磨损一般在中等切削速度下比较严重。根据实验表明，脆性金属比塑性金属的抗冷焊能力强；多相金属比单向金属小；金属化合物比单质冷焊倾向小。高速钢与硬质合金低速切削时冷焊比较严重。3）扩散磨损在高温下切削、工件与刀具接触过程中，双方的化学元素在固态下相互扩散，改变刀具的成分结构，使刀具表层变得脆弱，加剧了刀具的磨损。扩散现象总是保持着深度梯度高的物体向深度梯度低物体持续扩散。PCD刀具在切削钢、铁材料时当切削温度高于800℃时，PCD中的碳原子将以很大的扩散强度转移到工件表面形成新的合金，刀具表面石墨化。钴、钨扩散比较严重，钛、钽、铌的抗扩散能力较强。故YT类硬质合金耐磨性较好。陶瓷和PCBN切削时，当温度高达1000℃-1300℃时，扩散磨损尚不显著。 工件、切屑与刀具由于材料的同，切削时在接触区将产生热电势，这种热电势有促进扩散的作用而加速刀具的磨损。这种在热电势的作用下的扩散磨损，称为“热电磨损”。4）氧化磨损当温度升高时刀具表面氧化产生较软的氧化物被切屑摩擦而形成的磨损称为氧化磨损。如：在700℃~800℃时空气中的氧与硬质合金中的钴及碳化物、碳化钛等发生氧化反应，形成较软的氧化物;在1000℃时PCBN与水蒸气发生化学反应。按磨损形式可分为1）前刀面损在以较大的速度切削塑性材料时，前刀面上靠近切削力的部位，在切屑的作用下，会磨损成月牙凹状，因此也称为月牙洼磨损。在磨损初期，刀具前角加大，使切削条件有所改善，并有利于切屑的卷曲折断，但当月牙洼进一步加大时，切削刃强度大大削弱，＊终可能会造成切削刃的崩碎毁损的情况。在切削脆性材料，或以较低的切削速度及较薄的切削厚度切削塑性材料时，一般不会产生月牙洼磨损。2）刀尖磨损刀尖磨损为刀尖圆弧的后刀面及邻近的副后刀面上的磨损，它是刀具上后刀面的磨损的延续。由于此处的散

刀具破损切削刃微崩当工件材料组织、硬度、余量不均匀，前角偏大导致切削刃强度偏低，工艺系统刚性不足产生振动，或进行断续切削，刃磨质量欠佳时，切削刃容易发生微崩，即刃区出现微小的崩落、缺口或剥落。出现这种情况后，刀具将失去一部分切削能力，但还能继续工作。继续切削中，刃区损坏部分可能迅速扩大，导致更大的破损。切削刃或刀尖崩碎这种破损方式常在比造成切削刃微崩更为恶劣的切削条件下产生，或者是微崩的进一步的发展。崩碎的尺寸和范围都比微崩大，使刀具完全丧失切削能力，而不得不终止工作。刀尖崩碎的情况常称为掉尖。刀片或刀具折断当切削条件极为恶劣，切削用量过大，有冲击载荷，刀片或刀具材料中有微裂，由于焊接、刃磨在刀片中存在残余应力时，加上操作不慎等因素，可能造成刀片或刀具产生折断。发生这种破损形式后，刀具不能继续使用，以致报废。刀片表层剥落对于脆性很大的材料，如TiC含量很高的硬质合金、陶瓷、PCBN等，由于表层组织中有缺陷或潜在裂纹，或由于焊接、刃磨而使表层存在着残余应力，在切削过程中不够稳定或刀具表面承受交变接触应力时极易产生表层剥落。剥落可能发生在前刀面，刀可能发生在后刀面，剥落物呈片状，剥落面积较大。涂层刀具剥落可能性较大。刀片轻微剥落后，尚能继续工作，严重剥落后将丧失切削能力。切削部位塑性变型具钢和高速钢由于强度小硬度低，在其切削部位可能发生塑性变型。硬质合金在高温和三向压应力状态直工作时，也会产生表层塑性流动，甚至使切削刃或刀尖发生塑性变形面造成塌陷。塌陷一般发生在切削用量较大和加工硬材料的情况下。TiC基硬质合金的弹性模量小于WC基硬质合金，故前者抗塑性变形能力加快，或迅速失效。PCD、PCBN基本不会发生塑性变形现象。刀片的热裂当刀具承受交变的机械载荷和热负荷时，切削部分表面因反复热胀冷缩，不可避免的产生交变的热应力，从而使刀片发生疲劳而开裂。例如，硬质合金铣刀进行高速铣削时，刀齿不断受到周期性地冲击和交变热应力，而在前刀面产生梳状裂纹。有些刀具虽然并没有明显的交变载荷与交变应力，但因表层、里层温度不一致，也将产生热应力，加上刀具材料内部不可避免地存在缺陷，，故刀片也可能产生裂纹。裂纹形成后刀具有时还能继续工作一段时间，有时裂纹迅速扩展导致刀片折断或刀面严重剥落。

刀具破损1.后刀面磨损：进给量过小，或者切削速度偏大2.破损：加工粘性（碳含量低）的材料时，切屑积累在刃顶形成积屑瘤，导致刀片涂层收到拉应力剥落失效3.沟槽磨损：在＊大切深时出现局部损坏，一般加工硬化或者毛刺导致4.月牙洼磨损：切屑和前刀面接触，造成磨损5.裂纹：温度波动大，导致涂层出现梳妆裂纹，可能延伸波及基底6.断裂：切削力过大，或者装夹不稳定7.塑性变形：切削力过大，或者温度过高8.崩刃：温度，机械，粘附都可能导致，但刀具仍可继续使用。怎么办1、刃口磨损。改进办法：提高进给量；降低切削速度；使用更耐磨的刀片材质；使用涂层刀片。2、崩碎。改进办法：使用韧性更好的材质；使用刃口强化的刀片；检查工艺系统的刚性；加大主偏角。3、热变形。改进办法：降低切削速度；减少紧急；减少切深；使用更具热硬性的材质。4、切深处破损。改进办法：改变主偏角；刃口强化；更换刀片材质。5、热裂纹。改进办法：正确使用冷却液；降低切削速度；减少紧急；使用涂层刀片。6、积屑。改进办法：提高切削速度；提高进给；使用涂层刀片或金属陶瓷刀片；使用冷却液；使刃口更锋利。7、月牙洼磨损。改进办法：降低切削速度；降低进给；使用涂层刀片或金属陶瓷刀片；使用冷却液。8、断裂。改进办法：使用韧性更好的材质或槽型；减少紧急；减少切深；检查工艺系统的刚性。