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SiC_(p)/Al复合材料高效切削刀具磨损机制
1
作者 彭建昊 赵彪 +2 位作者 王鹏 余经好 丁文锋 《航空制造技术》 北大核心 2026年第6期144-152,共9页
铝基复合材料(SiC_(p)/Al)凭借高比强度、优异耐磨性、良好热稳定性及可调控性等优势,已成为航空航天、轨道交通等高技术领域的关键结构材料。然而,其高硬质颗粒增强相的存在,给加工刀具带来了严峻挑战。本研究针对SiC_(p)/Al复合材料... 铝基复合材料(SiC_(p)/Al)凭借高比强度、优异耐磨性、良好热稳定性及可调控性等优势,已成为航空航天、轨道交通等高技术领域的关键结构材料。然而,其高硬质颗粒增强相的存在,给加工刀具带来了严峻挑战。本研究针对SiC_(p)/Al复合材料的高效加工需求,系统对比了聚晶金刚石(PCD)与聚晶立方氮化硼(PCBN)两种超硬刀具在不同切削参数下的切削特性差异,包括切削力、切削温度等过程参量在不同切削参数条件下的对比,以及刀具寿命与刀具磨损形貌的分析,全面评估了两类刀具的切削性能与失效机理。研究证明,PCD刀具凭借高导热性和低摩擦特性,在不同切削速度和高进给条件下具有更低的切削力和切削温度;在高效切削工艺参数(切削速度v_(c)=250 m/min,每齿进给量f_(z)=0.1 mm/z)条件下,切削距离达2100 mm时,PCD刀具的磨损量显著低于PCBN刀具,其抗磨损能力提高了61.80%。PCBN刀具以磨粒磨损和随机脆性剥落为主,伴随扩散磨损,而PCD刀具以黏结磨损和均匀微崩为主,磨粒磨损程度较轻。本研究为优化SiC_(p)/Al复合材料的高效精密加工工艺提供了理论和实践依据。 展开更多
关键词 SiC_(p)/Al复合材料 切削工艺参数 刀具磨损机理 PCD刀具 PCBN刀具
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车削18CrNiMo7-6钢的刀具磨损及工件表面完整性试验研究
2
作者 张银霞 彭子育 +1 位作者 郜伟 彭振龙 《武汉科技大学学报》 北大核心 2026年第1期56-62,共7页
为了研究涂层硬质合金刀具加工18CrNiMo7-6合金钢的切削性能,进行18CrNiMo7-6钢车削加工单因素试验,分析刀具的磨损形式及磨损机理,并探讨刀具磨损量对工件表面完整性的影响。结果表明:切削速度v=220 m/min时,刀具磨损以材料剥落为主,v=... 为了研究涂层硬质合金刀具加工18CrNiMo7-6合金钢的切削性能,进行18CrNiMo7-6钢车削加工单因素试验,分析刀具的磨损形式及磨损机理,并探讨刀具磨损量对工件表面完整性的影响。结果表明:切削速度v=220 m/min时,刀具磨损以材料剥落为主,v=160 m/min时,刀具磨损以黏结磨损为主,v=100 m/min时,刀具磨损以硬质点磨损和黏结磨损为主;随着刀具磨损量的增加,工件表面粗糙度逐渐增大,表面硬化程度加深,表面残余应力由拉应力转化为压应力;工件在刀具未磨损时获得最小粗糙度Ra=0.43μm,在刀具磨损量为0.15 mm时,工件表面硬化程度提高16%,且最大表面残余压应力为-39.4 MPa。 展开更多
关键词 18CrNiMo7-6钢 涂层硬质合金刀具 刀具磨损 磨损机理 工件表面完整性
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灰狼算法优化6063铝合金铣削工艺与刀具磨损研究
3
作者 刘亚伦 何辉波 +2 位作者 李华英 黄云 刘宗东 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2026年第1期68-76,共9页
针对铝合金铣削加工中存在的能耗高、易粘刀与刀具磨损严重等问题,为在提升加工效率的同时实现加工性能优化,本文以铣削弯矩、能耗及材料去除率为优化目标展开研究。通过单因素试验,分析了铣削参数对各优化目标的影响规律;再采用响应曲... 针对铝合金铣削加工中存在的能耗高、易粘刀与刀具磨损严重等问题,为在提升加工效率的同时实现加工性能优化,本文以铣削弯矩、能耗及材料去除率为优化目标展开研究。通过单因素试验,分析了铣削参数对各优化目标的影响规律;再采用响应曲面法,分别建立了铣削弯矩与能耗的预测模型,模型预测精度均达到95%以上。将所得预测模型嵌入灰狼算法,进行帕累托前沿求解,并根据不同应用场景需求,构建了3种多目标优化模型。结果表明:模型Ⅰ可使铣削弯矩降低18.3%、能耗下降12.28%;模型Ⅱ可使铣削弯矩减少18.23%;模型Ⅲ则可实现能耗降低12.17%,为实际加工参数优选提供了有效依据。最后,对试验用DLC涂层刀具进行SEM和EDS分析,发现刀具磨损区域主要为粘结磨损、沟纹磨损、磨料磨损及扩散磨损等。 展开更多
关键词 铝合金 DLC涂层刀具 多目标优化 灰狼算法 刀具磨损
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柔性刀具冲击破煤应力场演化及裂纹扩展规律
4
作者 魏建平 郜英俊 +5 位作者 徐向宇 陈长江 张慧栋 刘勇 刘昊 谢鹏 《煤炭学报》 北大核心 2026年第1期497-511,共15页
柔性刀具扩孔是煤层卸压增透的新式技术手段,为解决现阶段柔性刀具破煤能力不足难题,基于动能一定的前提条件下,通过优化柔性刀具结构参数提高破煤性能。为此,建立了二维柔性刀具破煤数值模型,明确了破煤过程煤体应力场演化和裂纹扩展特... 柔性刀具扩孔是煤层卸压增透的新式技术手段,为解决现阶段柔性刀具破煤能力不足难题,基于动能一定的前提条件下,通过优化柔性刀具结构参数提高破煤性能。为此,建立了二维柔性刀具破煤数值模型,明确了破煤过程煤体应力场演化和裂纹扩展特征,从细观尺度研究不同安装角度、刀齿数量和刀齿间距对煤体应力演化和裂纹发育规律的影响,明确了动能统一条件下刀齿数量对煤体破坏过程能量演化规律的影响,揭示了安装角度和刀齿间距对煤体裂纹扩展影响机制。结果表明:煤体应力波受刀齿安装角度影响表现为不规则传播,安装角度为0°~20°时为冲击破煤,中间裂纹和侧向裂纹以冲击点为中心向周围辐射,裂纹数量分布均匀;安装角度为25°~40°时为冲击-磨削破煤,冲击作用占主导地位,侧向裂纹发育,刀齿载荷出现双峰值,安装角度35°时破碎面积最大;在动能一定条件下,随着刀齿数量增加能量转化时间缩短、煤体破碎面积增大,双刀齿冲击煤体应变能峰值和应变能集中程度更高,更利于裂隙的快速发育和连通;双刀齿冲击在煤体内部形成连通弧形压应力区,2个冲击点之间力链相互沟通为颗粒间裂隙形成提供前提条件,进而提高煤体破坏效果;存在最优刀齿安装角度,能够改善力的传递效果使煤体破碎面积最大,存在最优刀齿间距,使破碎区域相互连通,充分发挥双刀齿协同破煤作用。 展开更多
关键词 卸压增透 柔性刀具 冲击破煤 应力演化 裂纹扩展
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27SiMn钢车削用硬质合金刀具的磨损特性分析及寿命预测
5
作者 张盛 盛精 +3 位作者 向铁明 辛玉欣 顾小双 张欣波 《汽车实用技术》 2026年第5期104-109,共6页
为满足制造业提升27SiMn钢车削效率与降低成本的需求,文章围绕硬质合金刀具磨损特性及寿命预测展开。通过构建刀具-工件接触面摩擦系数、27SiMn钢本构与失效准则及热传导模型,建立切削过程有限元仿真模型;结合切削实验数据建立刀具磨损... 为满足制造业提升27SiMn钢车削效率与降低成本的需求,文章围绕硬质合金刀具磨损特性及寿命预测展开。通过构建刀具-工件接触面摩擦系数、27SiMn钢本构与失效准则及热传导模型,建立切削过程有限元仿真模型;结合切削实验数据建立刀具磨损率预测模型,通过接口程序实现与有限元仿真的耦合,实现后刀面磨损状态的精准模拟。采用正交试验设计构建包含切削速度、进给量、切削深度及材料特性参数的刀具寿命预测模型。实验验证表明,仿真预测值与实测值误差小于9.1%,研究成果为27SiMn钢高效加工提供量化技术方案,对推动金属切削领域数字化与智能化具有工程意义。 展开更多
关键词 硬质合金刀具 27SIMN钢 车削加工 刀具磨损 寿命预测
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涂层刀具钻削Al-50Si合金的钻削性能分析和钻削质量研究
6
作者 牛秋林 王星华 +2 位作者 戴福朋 向道辉 刘俐鹏 《宇航材料工艺》 北大核心 2026年第1期79-87,共9页
Al-50Si合金微观结构复杂,大量的块状初晶硅分布于铝基体中,使得其在钻削过程中由于两相异性产生刀尖粘屑,加剧刀具磨损。随着切削参数的变化,轴向力和钻削温度会随之改变,进而影响钻孔质量。针对此种难加工材料,本文分别采用TiAlN、TiC... Al-50Si合金微观结构复杂,大量的块状初晶硅分布于铝基体中,使得其在钻削过程中由于两相异性产生刀尖粘屑,加剧刀具磨损。随着切削参数的变化,轴向力和钻削温度会随之改变,进而影响钻孔质量。针对此种难加工材料,本文分别采用TiAlN、TiCN和TiN涂层硬质合金钻头对Al-50Si合金进行钻削实验,通过揭示不同切削参数下涂层钻头钻削轴向力的变化规律、涂层刀具磨损类型、对比孔出入口和孔壁质量的损伤程度,开展涂层刀具的钻削性能以及Al-50Si合金的钻孔质量研究。结果表明:涂层刀具表面发生铝基体粘结、崩刃等现象,磨损机理主要是粘结磨损与磨粒磨损;钻削轴向力Fz受进给量f影响最大;刀具剪切力越大,孔入口质量越好;孔壁质量与刀具的切削性能相关,加工表面会出现凹坑、划痕、切屑粘结以及基体撕裂等缺陷;孔出口质量受钻削轴向力Fz影响最大,钻削轴向力Fz越大,孔出口质量越差。TiAlN涂层刀具在切削速度v为70 m/min,进给量f为0.05 mm/r时,获得的钻削质量较好。 展开更多
关键词 Al-50Si合金 涂层刀具 钻削性能 钻孔质量
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考虑刀具工件耦合特性的正交车铣稳定性分析
7
作者 王民 曾一波 +1 位作者 彭军 高鹏 《北京工业大学学报》 北大核心 2026年第2期158-165,174,共9页
考虑细长轴类零件工件时变动态特性及其与刀具动态特性耦合关系,建立正交车铣加工动力学模型,采用时域全离散方法分析正交车铣切削稳定性,建立考虑主轴转速、轴向切深和切削位置的三维稳定性叶瓣图。使用时域仿真的方法验证了三维稳定... 考虑细长轴类零件工件时变动态特性及其与刀具动态特性耦合关系,建立正交车铣加工动力学模型,采用时域全离散方法分析正交车铣切削稳定性,建立考虑主轴转速、轴向切深和切削位置的三维稳定性叶瓣图。使用时域仿真的方法验证了三维稳定性叶瓣图的准确性。为了优选铣削刀具以达到提高细长轴类零件正交车铣加工效率的目的,以铣削刀具刚度为优化目标。通过三维稳定性叶瓣图全局极限切深最大化,采用最大值最小值优化算法,得到最佳刀具刚度,为细长轴类零件正交车铣刀具优选提供理论依据。 展开更多
关键词 正交车铣 稳定性 细长轴 时变刚度 耦合特性 优选刀具
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基于精准农业的白菜幼苗株间除草刀具仿真研究
8
作者 马浏轩 张洪宇 +4 位作者 葛宜元 李云杰 田坤 陈立冬 刘明普 《机电工程技术》 2026年第3期31-37,73,共8页
为保证白菜幼苗时期的质量需对白菜幼苗时期进行除草,设计了一种白菜幼苗株间除草刀具。在充分掌握白菜幼苗株间作业环境特征及其条件的基础上,测定土壤密度、白菜幼苗根系密度、杂草根系密度;阐述除草刀具的工作原理,运用ANSYS Workbe... 为保证白菜幼苗时期的质量需对白菜幼苗时期进行除草,设计了一种白菜幼苗株间除草刀具。在充分掌握白菜幼苗株间作业环境特征及其条件的基础上,测定土壤密度、白菜幼苗根系密度、杂草根系密度;阐述除草刀具的工作原理,运用ANSYS Workbench有限元仿真软件建立除草刀具模型,通过材料确定、网格划分、添加约束和载荷及结果分析来验证除草刀具的可行性,运用EDEM2024离散元仿真分析软件建立规则的单球面半径均为2 mm的土壤颗粒模型、长度为50 mm,半径为1.5 mm的直柱体白菜幼苗根系模型、单球面颗粒紧密堆积构成的半径为0.5 mm的球颗粒杂草根系模型并且搭建除草刀具-白菜幼苗根系-杂草根系-土壤间作用的离散元模型,设置除草刀具前进速度分别为0.1、0.2、0.3 m/s,入土角度分别为15°、20°、25°,通过离散元仿真模拟得出除草率和伤苗率,用Design-Expert13软件分析仿真试验得到当前进速度为0.3 m/s、入土角度为20°时,达到除草率最大化和伤苗率最小化要求,为后续研究与试验提供理论参考。 展开更多
关键词 白菜幼苗 除草刀具 杂草根系模型 EDEM2024 Design-Expert13
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3C产品钛合金结构件高速铣削刀具研究
9
作者 师润平 吴交 《工具技术》 北大核心 2026年第2期111-119,共9页
为解决小功率加工中心对加工效率的制约,3C产品钛合金结构件加工需要满足“大转速、小进给”加工条件的小规格高速铣刀。在利用有限元软件对螺旋角、前角、后角进行仿真优化的基础上,制备硬质合金四刃立铣刀样刀,通过高速铣削Ti6Al4V的... 为解决小功率加工中心对加工效率的制约,3C产品钛合金结构件加工需要满足“大转速、小进给”加工条件的小规格高速铣刀。在利用有限元软件对螺旋角、前角、后角进行仿真优化的基础上,制备硬质合金四刃立铣刀样刀,通过高速铣削Ti6Al4V的单因素实验优选刀具的螺旋槽型、齿距角和材质,并对仿真优化得到的不同前后角组合方案进行寿命对比实验,得出最优刀具几何参数组合和优选的材质。与国外铣刀的相同切削条件对比实验表明,采用优化几何参数和优选材质的铣刀能够满足100 m·min^(-1)以上的切削速度,性能与进口刀具相当。 展开更多
关键词 钛合金 高速铣刀 几何参数优化 刀具材料 耐用度
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浅析扩孔式硬岩竖井掘进机刀盘刀具设计与分析
10
作者 许成发 周俊 江川 《新潮电子》 2026年第3期247-249,共3页
竖井掘进机是借鉴隧道掘进机(TBM)技术发展而来的定制化设备,通常采用V形刀盘进行开挖作业,其工作原理是利用前期反井施工形成的导井作为溜渣通道,实现岩渣的自重下排。针对硬岩地层掘进的竖井掘进机,需采用特殊的刀盘结构与刀具设计方... 竖井掘进机是借鉴隧道掘进机(TBM)技术发展而来的定制化设备,通常采用V形刀盘进行开挖作业,其工作原理是利用前期反井施工形成的导井作为溜渣通道,实现岩渣的自重下排。针对硬岩地层掘进的竖井掘进机,需采用特殊的刀盘结构与刀具设计方案。扩孔式硬岩竖井掘进机基于隧道掘进机技术进行定制化设计,其中刀盘设计是其整体设计中的关键环节。刀盘设计作为竖井掘进机整体设计的核心部分,其性能直接影响掘进效率乃至整个工程的成败。通过分析现有工程案例并结合同行业对比,文章对竖井掘进机刀盘的结构及刀具进行了深入分析与优化,以更好地满足国内外市场对工程应用的需求。 展开更多
关键词 刀盘 刀具 轴承 竖井掘进机 结构优化 ANSYS分析
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平面螺线在盾构机刀具布置设计中的应用研究
11
作者 何恩光 解明昕 +1 位作者 周鹏 齐鹏 《机械设计与制造》 北大核心 2026年第1期44-50,共7页
针对采用阿基米德螺线布置大中型盾构机刀具时存在的布置曲线较多、布置设计较复杂等缺点,研究采用一种新的平面螺线进行刀具布置设计。采用一种介于阿基米德螺线和费马曲线之间的平面螺线,其极角指数b分别取0.625、0.75和0.875,进行刀... 针对采用阿基米德螺线布置大中型盾构机刀具时存在的布置曲线较多、布置设计较复杂等缺点,研究采用一种新的平面螺线进行刀具布置设计。采用一种介于阿基米德螺线和费马曲线之间的平面螺线,其极角指数b分别取0.625、0.75和0.875,进行刀具布置设计,并验证径向力平衡和倾覆力矩平衡的合理性。经过优化,刀盘的倾覆力矩增量百分比分别为12.28、1.19和12.82%,其中b取值为0.75平面螺线刀具布置满足径向力平衡和倾覆力矩平衡,并对刀盘进行静力学分析,b=0.75平面螺线与b=1阿基米德螺线刀具布置刀盘的最大变形和最大应力相差不大。研究结果表明,采用介于阿基米德螺线和费马曲线之间的平面螺线可以实现盾构机刀具布置设计,且具有简单、实用等特点,在大中型盾构机刀具布置设计中具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 平面螺线 盾构机刀具 刀具布置设计 阿基米德螺线 费马曲线
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刀具磨损检测技术发展态势分析——以专利为视角
12
作者 陈立兵 曾德锋 钱伟 《机械制造与自动化》 2026年第1期104-115,共12页
刀具磨损状态的有效检测,可以充分利用其使用寿命并保证工件的加工精度。基于IncoPat数据库对刀具磨损检测技术相关专利进行检索,并从专利概况、地域分布、技术主题、创新主体、专利价值度以及研究现状进行了多维度分析。结果表明:中国... 刀具磨损状态的有效检测,可以充分利用其使用寿命并保证工件的加工精度。基于IncoPat数据库对刀具磨损检测技术相关专利进行检索,并从专利概况、地域分布、技术主题、创新主体、专利价值度以及研究现状进行了多维度分析。结果表明:中国、日本、德国、韩国和美国是刀具磨损检测技术的主要来源国和目标市场国;日本在该技术领域的专利布局时间早于中国,且专利价值度较高;中国在该技术领域的专利数量最多,但总体专利价值度不高;申请量全球排名前十位的申请人中,国内均为高校,国外均为日本企业,体现了中国和日本在该技术领域活跃度较高。刀具磨损是逐渐进展的过程,开发能够检测刀具状态并适时提示更换刀具的系统是自动化的最大挑战之一。基于对刀具磨损检测技术的专利分析,以期为我国刀具磨损检测技术的研发提供参考。 展开更多
关键词 刀具 磨损 检测 直接法 间接法 专利分析
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基于粒子滤波算法的刀具磨损状态预测
13
作者 张剑飞 杨马袁 《齐齐哈尔大学学报(自然科学版)》 2026年第1期1-8,共8页
刀具磨损是切削加工中的基本问题,但近年来许多研究都集中在提高刀具磨损预测的准确性上,而不考虑计算效率,为了实现在数控机床生产实际中快速准确地预测刀具磨损,提出一种基于粒子滤波算法的KHPF算法。使用随机森林算法对刀具磨损进行... 刀具磨损是切削加工中的基本问题,但近年来许多研究都集中在提高刀具磨损预测的准确性上,而不考虑计算效率,为了实现在数控机床生产实际中快速准确地预测刀具磨损,提出一种基于粒子滤波算法的KHPF算法。使用随机森林算法对刀具磨损进行预测,将得到的预测值作为真实磨损量的测量值,建立粒子滤波模型。采用HHO算法与KLD采样算法相互作用,优化粒子分布,提高刀具磨损预测的准确率,同时削弱群智能算法带来的计算负担,提高计算效率。利用NASA Ames铣削数据集和2010年PHM数据挑战赛数据集对该方法进行实验验证。结果表明,KHPF算法在不同工作负载下能有效控制预测时间的同时保证预测精度。 展开更多
关键词 刀具磨损 粒子滤波 群智能算法 计算效率
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欢迎关注“机工刀具世界”微信公众号
14
《金属加工(冷加工)》 2026年第3期69-69,共1页
“机工刀具世界”定位于指导制造企业一线技术员工如何合理选择和使用数控刀具,介绍数控刀具使用技巧。关注刀具行业最新技术进展,为广大制造企业推荐先进、实用数控刀具产品。扫描二维码即可关注!
关键词 技术进展 使用技巧 数控刀具 机工刀具世界 制造企业
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15
《金属加工(冷加工)》 2026年第1期47-47,共1页
“机工刀具世界”定位于指导制造企业一线技术员工如何合理选择和使用数控刀具,介绍数控刀具使用技巧。关注刀具行业最新技术进展,为广大制造企业推荐先进、实用数控刀具产品。扫描二维码即可关注!
关键词 技术进展 使用技巧 数控刀具 机工刀具世界 制造企业
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《金属加工(冷加工)》“刀具”栏目征稿
16
《金属加工(冷加工)》 2026年第1期131-131,共1页
《金属加工(冷加工)》杂志设有多个常规栏目,现“刀具”栏目面向广大的制造业业内人士征集稿件,欢迎各位踊跃投稿。“刀具”栏目征稿内容:1.国内外数控切削刀具的发展变化,刀具材料、刀具形状及切削技术等的革新与升级。2.某难加工工件... 《金属加工(冷加工)》杂志设有多个常规栏目,现“刀具”栏目面向广大的制造业业内人士征集稿件,欢迎各位踊跃投稿。“刀具”栏目征稿内容:1.国内外数控切削刀具的发展变化,刀具材料、刀具形状及切削技术等的革新与升级。2.某难加工工件或者材料的切削加工方案设计以及实施过程。详细征稿内容及投稿规范请扫码查看。 展开更多
关键词 数控切削刀具 金属加工 冷加工 刀具形状
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直角车削GH4169刀具全阶段磨损机理及磨损控制 被引量：1
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作者 张子奇 刘战强 吕文军 《航空制造技术》 北大核心 2025年第9期78-91,共14页
GH4169的材料特性导致其加工过程切削力大,切削温度高,加工硬化严重,易粘刀,刀具易磨损。研究Ti AlN涂层硬质合金刀具直角车削镍基高温合金GH4169时不同磨损阶段的刀具磨损机理,有利于实现刀具磨损的控制。首先,以GH4169圆片为直角切削... GH4169的材料特性导致其加工过程切削力大,切削温度高,加工硬化严重,易粘刀,刀具易磨损。研究Ti AlN涂层硬质合金刀具直角车削镍基高温合金GH4169时不同磨损阶段的刀具磨损机理,有利于实现刀具磨损的控制。首先,以GH4169圆片为直角切削加工试样,Ti AlN涂层硬质合金槽刀为切削刀具,使用数控车床进行切削试验,获得加工过程中不同切削时刻的刀具磨损状态;其次,利用扫描电子显微镜(SEM)对刀具磨损表面进行观察分析,并检测刀具磨损表面材料的化学成分;再次,通过X射线衍射(XRD)物相组成分析判断切削刀具是否存在化学磨损;最后,基于全阶段的刀具磨损机理,结合刀具磨损率模型,提出了刀具磨损控制措施。结果表明,在选定切削工况下,TiAlN涂层硬质合金刀具直角车削GH4169过程中发生粘结磨损、磨粒磨损、扩散磨损和化学磨损。在初期磨损阶段,粘结磨损和磨粒磨损为主要刀具磨损机理;正常磨损阶段和急剧磨损阶段,粘结磨损和扩散磨损为主要刀具磨损机理。可通过加快初期磨损阶段磨粒磨损减弱的速度或降低正常磨损阶段的扩散磨损率,达到控制刀具磨损的目的。 展开更多
关键词 TiAlN涂层硬质合金刀具 镍基高温合金GH4169 刀具磨损机理 刀具磨损状态 刀具磨损控制
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刀具磨损状态监测综述
18
作者 向福星 孟博洋 +3 位作者 李众杰 李松 张嘉豪 岳彩旭 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第1期46-59,共14页
刀具磨损状态监测是机械加工行业中保障加工质量、提高生产效率以及确保设备安全运行的关键技术之一。刀具磨损状态监测对刀具寿命优化与产线能效控制具有重要的意义。文章从传感器的选择、特征提取、机器学习和深度学习4个维度,系统地... 刀具磨损状态监测是机械加工行业中保障加工质量、提高生产效率以及确保设备安全运行的关键技术之一。刀具磨损状态监测对刀具寿命优化与产线能效控制具有重要的意义。文章从传感器的选择、特征提取、机器学习和深度学习4个维度,系统地介绍了切削加工过程中刀具磨损状态监测的研究进展。着重分析了磨损信号的选择,时域、频域和时频域内特征提取的常用方法,机器学习和深度学习在刀具磨损状态监测的应用。在此基础上,对切削加工刀具磨损状态监测的研究难点进行了分析,并总结了目前存在的问题。最后,对切削加工中刀具磨损状态监测技术今后的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 刀具磨损 状态监测 传感器 特征提取 机器学习
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γ-TiAl合金深孔枪钻加工工艺与刀具磨损机理分析
19
作者 朱皇澄 姜季涛 +3 位作者 李亮 王文阳 邓霜 郝秀清 《工具技术》 北大核心 2026年第1期26-36,共11页
随着航空航天、医疗器械和武器装备等重点领域对钛铝合金需求的不断增长,尤其是对深孔加工的需求日益突出,枪钻加工作为实现该类加工的重要工艺手段,其应用也在持续增长。针对钛铝合金枪钻过程中出现的刀具磨损严重、工件表面质量降低... 随着航空航天、医疗器械和武器装备等重点领域对钛铝合金需求的不断增长,尤其是对深孔加工的需求日益突出,枪钻加工作为实现该类加工的重要工艺手段,其应用也在持续增长。针对钛铝合金枪钻过程中出现的刀具磨损严重、工件表面质量降低等问题,研究不同工艺参数对γ-TiAl合金深孔枪钻加工质量的影响规律,观察并分析刀具的磨损形貌与演变规律,阐述γ-TiAl合金枪钻加工刀具的磨损机理。结果表明:在恒定主轴转速下,进给量对轴向钻削力的影响较为显著,圆度随进给量增大呈先增大后减小的趋势,稳定加工阶段圆度值最小达到0.008 mm,孔壁粗糙度随进给量增大呈先降低后升高再降低的趋势,稳定加工阶段粗糙度维持在Ra 0.282~0.418μm;而在恒定进给量的条件下,主轴转速对加工质量影响不大;在主轴转速为1 200 r·min^(-1)、进给量为0.025 mm·r^(-1)时,孔的加工质量较好。此外,γ-TiAl合金深孔枪钻加工刀具磨损主要发生在内外切削刃前刀面和外切削刃第一、第二后刀面,刀具各部位以磨粒磨损、氧化磨损和黏结磨损为主,局部伴有扩散磨损,不同区域的磨损机制存在差异。 展开更多
关键词 Γ-TIAL合金 枪钻 加工参数 刀具磨损 加工质量
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面向刀具异常检测的多模态时序融合网络
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作者 盖田田 黄民 孙巍伟 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2026年第1期32-40,46,共10页
随着精密加工技术的发展,数控刀具的健康状态对生产质量与效率具有重要影响。针对多模态时间序列数据的融合与多层次时间序列建模挑战,提出了多模态交叉注意力时序融合网络(MCTF-Net)。模型首先通过TCN模块分别捕获每个模态信号的局部... 随着精密加工技术的发展,数控刀具的健康状态对生产质量与效率具有重要影响。针对多模态时间序列数据的融合与多层次时间序列建模挑战,提出了多模态交叉注意力时序融合网络(MCTF-Net)。模型首先通过TCN模块分别捕获每个模态信号的局部时间特征,并通过Transformer的编码器获取全局特征,随后在中期融合层引入跨模态交叉注意力机制,以振动信号为查询融合声发射和电流特征得到统一表示,接着采用TCN-Transformer双路架构同时捕捉局部磨损瞬态模式和建模负载波动的长程依赖,提升异常检测的准确性与鲁棒性。基于PHM2010刀具数据集和自采数据的实验表明,该模型在准确率、F1分数及ROC分数等指标上均优于主流方法。消融实验进一步验证了TCN与Transformer模块的协同作用,为复杂制造环境下的刀具异常检测提供了一种高效、精准的解决方案。 展开更多
关键词 刀具异常检测 多模态数据 时间卷积网络 TRANSFORMER 精密加工
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