数控加工机床因加工效率高且工序集中等特点，成为了制造业中主要加工设备。其中刀具是机床的直接执行件，加工过程中与工件和切屑直接接触，受到剧烈的摩擦和冲击，极易产生磨损，影响机床性能和加工质量。据统计，因刀具磨损造成机床停机时间占全部停机时间的20%，而有效的监测系统能提高10%~50%的加工效率，降低10%~40%的生产成本。因此，实现刀具的在线监测，建立完整的刀具数据库管理系统，具有重要的意义。一、检测方式目前刀具磨损检测大致可分为直接检测和间接检测两种方式，具体分类如下。（1）间接检测法间接法是利用在切削加工过程中与刀具破损相关的变量参数来间接获取刀具磨损状态，常用的变量参数有切削力、温度、振动、主轴电流和功率等，是传统的刀具磨损检测方法；无需在设备停机或者切削过程间隔中监测，但不能获得具体的刀具磨损量，易受传感器信号受加工工况、环境噪声和机床固有噪声的影响，较难保证检测结果的准确性。（2）直接检测法通过检测刀具几何尺寸或表面纹理是否发生变化判断刀具当前状态，常用方法有放射线法、接触法和视觉检测法等。放射线法就是在刀具的表面涂抹一定量放射性物质，利用放射线传感器进行检测，当未检测到放射性物质时，说明刀具已经磨钝。该方法检测相对片面，且容易造成放射性污染且无法实现在线检测。接触法使用接触式传感器来感知刀具磨损前后尺寸变化，进而判断刀具的磨损状况，该方法检测结果精确，但是需要停机，同样无法实现在线检测。基于视觉的方法是利用视觉传感器获取刀具表面图像，基于图像处理技术提取磨损区域，进行磨损的度量。该方法使用简单、结果精确，且不易受外界条件干扰，不受限于加工条件。二、视觉方案通常基于机器视觉的刀具状态检测可分为三类方案：分别为针对刀具、针对加工工件和针对切屑进行分析，本文主要针对直接进行刀具检测方案展开介绍。1、离线检测离线检测指将刀具拆卸下来进行状态检测，可基于三轴机械系统及光学成像系统组成。二维位移控制系统和转台旋转系统驱动光学系统至刀具局部＊佳待测位置，利用LED环形光源前向光直向照明，结合像素当量精确测量刀具磨损面积，实现精密检测。2、在线检测相较于离线采集，在线检测系统无需拆卸刀具，将视觉采集系统部署在机床内部，设备整体较为集中，不影响机床正常工作，即可实现刀具自动检测。视觉采集系统可采用高分辨率面阵相机+远心镜头+背光，结合自动对焦系统（三轴机床），通过Z方向的移动保证图像的稳定与清晰；可针对车床、铣床等多种机床进行不同系统设计，同时适配多种尺寸刀具，在加工过程中及时发现刀具磨损状况，同时避免了离线检测中二次装夹误差等情况。 

目前刀具磨损检测大致可分为直接检测和间接检测两种方式，具体分类如下。（1）间接检测法间接法是利用在切削加工过程中与刀具磨损相关的变量参数来间接获取刀具磨损状态，常用的变量参数有切削力、温度、振动、主轴电流和功率等，是传统的刀具磨损检测方法；无需在设备停机或者切削过程间隔中监测，但不能获得具体的刀具磨损量，易受传感器信号受加工工况、环境噪声和机床固有噪声的影响，较难保证检测结果的准确性。（2）直接检测法通过检测刀具几何尺寸或表面纹理是否发生变化判断刀具当前状态，常用方法有放射线法、接触法和视觉检测法等。放射线法就是在刀具的表面涂抹一定量放射性物质，利用放射线传感器进行检测，当未检测到放射性物质时，说明刀具已经磨钝。该方法检测相对片面，且容易造成放射性污染且无法实现在线检测。接触法使用接触式传感器来感知刀具破损前后尺寸变化，进而判断刀具的磨损状况，该方法检测结果精确，但是需要停机，同样无法实现在线检测。基于视觉的方法是利用视觉传感器获取刀具表面图像，基于图像处理技术提取磨损区域，进行磨损的度量。该方法使用简单、结果精确，且不易受外界条件干扰，不受限于加工条件。

1. 线速度线速度对刀具寿命的影响＊大。如果线速度高于样本规定线速度的20％，刀具寿命将降低为原来的1/2；如果提高到50％，刀具寿命将只有原来的1/5。要提高刀具的使用寿命，必须要知道每种被加工工件的材质、状态以及选用刀具的线速度范围。线速度在粗加工和精加工时的数据并不一致，粗加工以去余量为主，线速度要低；精加工以保证尺寸精度和粗糙度为主，线速度要高。2. 切深切深对刀具寿命的影响没有线速度大。每种槽型都有一个比较大的切深范围。粗加工时，切深尽量加大，保证＊大的余量去除率；精加工时，切深尽量小，保证工件的尺寸精度和表面质量。但切深不能超过槽型的切削范围。如果切深过大，刀具无法承受切削力，导致刀具崩刃；如果切深过小，刀具只是在工件表面进行刮削和挤压，导致后刀面严重磨损，从而降低刀具寿命。3. 进给相比较线速度和切深，进给对刀具寿命的影响＊小，但对工件的表面质量影响＊大。粗加工时，加大进给可以提高余量的去除率；精加工时，降低进给可以提高工件的表面粗糙度。在粗糙度允许的情况下，可以尽量加大进给，提高加工效率。4. 振动振动是除三大切削要素外，对刀具寿命影响＊大的因素。振动产生的原因很多，包括机床刚性、工装刚性、工件刚性、切削参数、刀具槽型、刀尖圆弧半径、刀片后角、刀杆悬伸长度等，但主要是由于系统刚性不够，不能抵抗加工时的切削力，导致加工时刀具在工件表面不停的振动所致。要消除或减小振动必须要综合考虑。刀具在工件表面振动可以理解为刀具与工件之间不停地进行敲击，而不是正常的切削，会使刀尖产生一些微小的裂纹和崩刃，而这些裂纹和崩刃又导致切削力加大，使振动进一步加剧，反过来进一步增大裂纹和崩刃的程度，使刀具寿命大幅度降低。5. 刀片材质工件加工时，我们主要考虑的是工件材质、热处理要求以及是否断续加工等。例如：加工钢件的刀片和加工铸铁的刀片、加工硬度为HB215和HRC62的刀片都不一定相同；断续加工和连续加工用的刀片也不会相同。对于同一种工件材质，如果是连续加工，要用到硬度更高的刀片，可以提高工件切削速度，降低刀尖磨损，减少加工时间；如果是断续加工，要用到韧性更好的刀片，可以有效减少崩刃等非正常磨损，提高刀具使用寿命。6. 刀片使用次数刀具使用过程中会产生大量的热量，使刀片温度大幅度升高，而不加工时或用冷却水冷却，又会使刀片温度降低，因此刀片一直处于一种较高的温度变化范围内，使刀片不停地热胀冷缩，导致刀片出现细小的裂纹。在刀片用第一个刃加工时，刀具寿命正常；但随着刀刃使用的增加，裂纹会扩展到其他刀刃，导致其他刀刃的寿命降低。

第一，尽量少用手去摸刀刃。首先这样不安全，容易割伤。其次一些老刀和军刀上，可能含有不可知的微量元素，造成伤口很难愈合。＊后，也是＊重要的，人手上的汗液具有腐蚀作用，如果摸完刀不及时清理，时间长了会造成斑痕，影响刀的品相。第二，不要用刀砍击硬物。比如用刀去砍一摞硬币，首先破坏人民币是违法的。其次，不同刀具的功能设计不同，不一定都适合暴力对抗。一把刀，即使把一摞硬币砍断了，也证明不了什么。唯一可以确定的是，会对刀刃造成损坏。有些损坏你肉眼可能看不见，但损坏仍然是存在的。第三，定期清洁保养，刀具长期存放或使用后，要进行清洁，在注意安全的原则下，应认真对刀具和刀鞘进行清理，清除刀具上的污渍和刀鞘上的油泥。尤其别忘清理的，是刀鞘里的沙砾，它可是刀具的大杀手。第四，定期给刀具上油，刀具破损出厂时均涂有各种防锈油脂，一般不需将其擦掉，刀具在仔细清洁后应涂上一层保护油，防止刀具锈蚀或生斑。一些带有锯齿的刀具上油时要仔细地在每个锯齿上均匀地涂好防锈油脂。第五，除非你有十分的把握和非常的必要，否则不要轻易打磨刀具，即使是刀具附带的刀鞘上镶有磨刀石。刀具的打磨是一项十分专业的技术，不同的刀具，不同的磨具，各有不同的打磨方法，特别是工业用的电动砂轮，如使用不当将致使刀具报废，建议初次打磨刀具前先用家中厨房的刀具或剪刀等反复练习试磨几次，摸索出经验后再动手打磨刀具或给刀具开刃。

在我们的生活中也存在许多切削刀具。例如，厨房中的小刀、菜刀等刃具和(擦萝卜的)礤菜板等都属于切削刀具。还有，桌子上的裁纸刀和铅笔刀，工具箱里的锯和刨子等等，这些也属于切削刀具。这些刃具的共同点就是通过切和削改变物体的形状，并产生切削屑。刀具破损切削刀具就是通过切、削物体使之接近希望形状的工具。我们生活中的切削刀具用来加工水果、蔬菜和木材等，而三菱综合材料公司生产的切削刀具是用来加工比它们更硬的铁等材料的。那么，削铁犹如削苹果皮的、作为行业核心的切削刀具究竟是什么样的刃具呢？首先把炭化钨和钴混合，制作原料粉末。把原料粉末放入模具里冲压成型，使其具备近似粉笔的硬度。然后在1400°的温度下烧结。这样硬质合金就做成了。硬质合金具备这样一个特征，就是烧结后体积变为原来的一半。硬质合金的硬度介于金刚石和蓝宝石之间，重量接近铁的2倍。在这里，如何加工如此硬的硬质合金呢？是使用金刚石砂轮进行研削加工，使其成为希望的形状。切削是什么?切削过程中切削刃的状态。材料碰到刃具，分断，成为切屑排出，而此时产生的热量有时达到800度以上。在这样的切削过程中刀尖会受到强大冲击，并产生高热量。在这些方面承受能力很强的硬质合金就是现代工具材料的主力。这样的刀片可以安装在各种各样的刀座上面，也可以根据加工物的形状和切削方法选择。刃具＊＊硬质合金现在也以刀尖可更换形式为主流。我们称此切刃为可转位刀片。车削是什么?切削圆柱型物体的工具有外径用车刀和内径用镗刀。使用车刀和镗刀的切削加工称为车削加工，加工物旋转是车削加工的特征。主要是工件旋转，将工件加工成圆形的机床称为车床。铣削是什么?铣刀是加工物体表面或沟槽的工具，大致分为加工表面的平面铣刀和加工槽等部位的立铣刀。该切削方式我们称之为铣削加工，工具旋转是铣削加工特征。     铣削加工所使用的机床叫做铣床。钻头是什么?钻头用来加工较大孔的可转位刀片式钻头，加工中小孔用的焊接式钻头和整体式钻头，具有工件旋转和钻头旋转两种切削加工情况下都可以使用的特征。