刀具课程设计题目
1. 工件直径为：Φ30H7，长度为：25～40mm，材料为45#钢，调质处理后硬度为HB220～250，抗拉强度为：0.75GPa，工件如下图所示。使用机床为L6140拉床。试设计综合式圆孔拉刀。
2. 工件直径为：Φ45H7，长度为：45～60mm，材料为45#钢，调质处理后硬度为HB220～250，抗拉强度为：0.75GPa，工件如下图所示。使用机床为L6140拉床。试设计综合式圆孔拉刀。
3. 设计综合式圆孔拉刀，已知数据和技术要求为：拉后孔径为Φ28 +0.0230；拉削长度为48mm；拉前用钻头预加工，拉前孔径为Φ27 +0.280，工件材料为45#钢，硬度为HB220～240，拉削表面粗糙度为Ra1.6，使用机床为L6110。
4. 工件如下图所示，材料为45#钢，σb=0.60GPa，HB=170～200，直径为Φ40mm，车削后不再磨削，要求车出全部表面，并切出预切槽，用C1336单轴转塔自动车床，试设计圆体成型车刀。
5. 工件如下图所示，材料为45#钢，σb=0.60GPa，HB=170～200，直径为Φ35mm，车削后不再磨削，要求车出全部表面，并切出预切槽，用C1336单轴转塔自动车床，试设计圆体成型车刀。
6. 工件如下图所示，材料为45#钢，σb=0.60GPa，HB=170～200，直径为Φ45mm，车削后不再磨削，要求车出全部表面，并切出预切槽，用C1336单轴转塔自动车床。试设计圆体成型车刀。
7. 工件如下图所示，材料为45#钢，σb=0.60GPa，HB=170～200，直径为Φ30mm，车削后不再磨削，要求车出全部表面，并切出预切槽，用C1336单轴转塔自动车床。试设计圆体成型车刀。
8. 工件如下图所示，材料为碳钢，σb=0.49GPa，车削后不再磨削，要求车出全部表面，试设计圆体成型车刀。
9. 工件如下图所示，材料为45#钢，σb=0.60GPa，HB=170～200，直径为Φ40mm，车削后不再磨削，要求车出全部表面，并切出预切槽，试设计棱体成型车刀。
10. 工件如下图所示，材料为45#钢，σb=0.60GPa，HB=170～200，直径为Φ35mm，车削后不再磨削，要求车出全部表面，并切出预切槽，试设计棱体成型车刀。
11. 工件如下图所示，材料为45#钢，σb=0.60GPa，HB=170～200，直径为Φ45mm，车削后不再磨削，要求车出全部表面，并切出预切槽，试设计棱体成型车刀。
12. 工件如下图所示，材料为45#钢，σb=0.60GPa，HB=170～200，直径为Φ30mm，车削后不再磨削，要求车出全部表面，并切出预切槽，试设计棱体成型车刀。
13. 工件如下图所示，材料为碳钢，σb=0.49GPa，车削后不再磨削，要求车出全部表面，试设计棱体成型车刀。
数控车床应知应会考试题目 班组：姓名：得分： 一、单项选择题：（每题1分，共50分） 1、在圆弧指令中的I表示圆心的坐标（A ）。 A .在X轴上的相对坐标； B .在Z轴上的相对坐标； C .在X轴上的绝对坐标； D .在Z轴上的绝对坐标； 2、车床主轴存在轴向窜动时，对（C ）的加工精度影响很大。 A .外圆；B.内孔；C.端面；D .套筒类零件 3、为提高零件加工的生产率，应考虑的最主要一个方面是（ C ）。 A .减少毛坯余量；B.提高切削速度； C .减少零件加工中的装卸，测量和等待时间； D .减少零件在车间的运送和等待时间。 4、提高劳动生产率的措施，必须以保证产品（B ）为前提，以提高经济效率为中心。 A .数量；B.质量；C.经济效益；D .美观 5、数控机床程序中，F100表示（B ）。 A .切削速度；B.进给速度；C.主轴转速； D .步进电机转速。 6、数控系统中，（D ）组G指令是插补（切削进给）指令。 A . G00G28 ；B. G10G11 ；C. G04G27 ；D. G01G03 7、T0102 表示（B ） A . 1号刀1号刀补B. 1号刀2号刀补C. 2号刀1号刀补D . 2号刀2号刀补
8、对于增量编码器的数控车床，开机首先要作（B）操作。 A .对刀 B .回零 C .空运行 D . MDI 9、FANUC-01系统中的G90 X -Z- R- F-;是（B ）指令格式A.圆柱面车削循环B.圆锥面车削循环C.螺纹车削循环 D .端面车削循环 10 、标准麻花钻的锋角为（A ）。 A . 118 ° B . 35。?40 ° C . 50。?55 ° D . 100 ° 11 、零件的真实大小，是以图样上的（ A ）为依据的。 A ．尺寸数据 B ．图样大小 C ．技术要求 D ．比例 12 、前刀面与基面间的夹角是（ C ） A ．后角 B ．主偏角 C ．前角 D ．刃倾角 13、车削外圆时发现由于刀具磨损,直径超差-0 ．02mm, 刀具半径补偿磨耗中应输入的补偿值为 （ C ） A ．0 ．02 B ．0 ．01 C．-0 ．02 D ．-0 ．01 14 、相对值编程刀具半径补偿中须送入刀具（A ）值。 A .刀尖的半径 B .刀尖的直径 C .刀尖的半径和刀尖的位置 D .刀具的长度 15、精加工细长轴外圆时，较理想的切屑形状是（C ） A .“C”形屑 B .带状屑 C .紧螺卷屑 D .崩碎切屑 16 、封闭环是在（ A ）阶段自然形成的一环 A ．装配或加工过程的最后 B ．装配中间 C ．装配最开始 D ．加工最开始 17 、产生机械加工精度误差的主要原因是由于（ B ）。
ARTIS 刀具监控说明V3.8.8.6 图形说明：
信号说明： 上图中，绿色部分为学习曲线，下图蓝色部分为实际加工曲线与学习曲线重合的部分，红色部分为实际加工曲线超出学习曲线的部分。
ARTIS参数说明 1、“号码（Number）”标牌说明 PN=程序号，TN=刀号，DN=刀片号，BN=切削号（工步号） ARTIS刀具监控中的PN,TN,DN,BN是用来区别该通道内的加工，相同的材料，相同的加工工艺，相同的刀具，相同的进给倍率，相同的…..，才可以用相同的号，不同的加工就要用不同的号来区别。 PN，TN,DN,BN,是通过NC程序来传送的 例如下面的小程序： M3S1000 G0Z5 H20=1 ;PN=1 H21=2 ;TN=4 H23=4 ;BN=1 M811 ;ARTIS ON G1 Z‐10F100 G0 Z5 M800 ;ARTIS OFF M05 M30
2，“所有工序(All Process)”标牌说明 改变基本设定(Change Basic Setting)：通过回车可以进入到基本设定界面来修改该窗口下基本 设定的参数 学习(Learning)?标准学习(Normal Learning)：以各自对应的工步号的参数来学习，不学习放大倍率 自动学习(Automatic Leaning): 以各自对应的工步号的参数来学习，学习放大倍率 采用基本设定值学习(Learning with Basic Settings):用基本设定的参数来学习 该学习功能学习的曲线为该窗口下的所有曲线。 返工（Rework）: 为开时，表明机床当前正在返修，监控曲线没有断刀上下限，此时只有过 载报警起作用 报警输出(Output Off)：关闭通道中的，也可以说是窗口中的所有报警，就是当报警输出关闭 的时候，当ARTIS刀具监控出现报警的时候可以在窗口中看到报警，但是该报警不会传递到PLC中，从而PLC也不会对此报警做相应的处理，反之当报警输出打开的时候，当监控的时 候出现报警的时候，PLC就会接受到CTM发送的报警信号，因而就会对报警进行处理。当 我们对加工和机床比较熟悉的时候，也会分析和处理监控曲线的时候，我们建议用户打开报 警输出，让ARTIS刀具监控起到它应有的作用。
一、填空题： 1.数控机床是用数字化代码来控制刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。 2.所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行数据点的密化（或数据密化）的过程。 3.对刀操作就是确定工件坐标系和机床坐标系之间关系的操作。 4.直流伺服电动机的控制特性是指其速度随电压变化的特性，而其机械特性是指其速度随负载转矩变化的特性。 5.刀具在机床上的位置是由刀位点的位置来表示的。 规定，数控机床坐标轴和方向是基于工件固定，刀具移动。 7.数控机床上采用的导轨主要有静压导轨、滚动导轨、塑料导轨三种形式。 7.用逐点比较法插补直线OA，其起点坐标为O（0，0），终点坐标A（5，8），若采用插补的总步数作为终点减法计数器J E 的初始值，即J E＝ 13 。在插补过程中，每进给一步，计数器J E减1,当J E＝ 0时，到达终点，停止插补。 8.数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测量装置和机械本体五个部分组成。 系统软件必须完成管理和控制两大任务。 10.步进电机的“失步”现象有两种表现形式，即丢步和越步 14.在CNC软件中资源分时共享要解决的问题是各任务何时占用CPU以及占用时间的长短，解决的办法是循环轮流和中断优先相结合。 11.数控机床伺服驱动系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，又称为拖动系统。 12.若三相步进电机（三相绕组分别为A、B、C），请写出三相六拍工作方式的通电顺序：A－AB－B－BC－C－CA－A（或者A －AC－C－CB－B－BA－A） 13.对于第四象限逆圆弧来说，当F≥0时其进给方向为 +y ，偏差计算公式为 F=F-2y+1 14.数控机床的脉冲当量是指每个脉冲信号使数控机床移动部件产生的位移量。 15.数控技术是指用数字化信号（或数字化代码）对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。 16.从CNC系统使用的微机及结构来分，CNC系统的硬件结构一般分为：多微处理机和单微处理机 17.改变刀具半径补偿值的大小，不改变加工程序，就可以实现同一轮廓的粗、精铣加工。 18.数控机床按伺服系统的控制方式可分为开环数控机床半闭环数控机床闭环数控机床。 三、单项选择题： 系统软件必须完成管理和控制两大任务，下面任务中哪个不属于控制任务（ A ）
万方数据
万方数据
万方数据
刀具检测方法综述 作者：陈雷明， 杨润泽， 张治， CHEN Lei-ming， YANG Run-ze， ZHANG Zhi 作者单位：军械工程学院基础部,河北石家庄,050003 刊名： 机械制造与自动化 英文刊名：JIANGSU MACHINE BUILDING & AUTOMATION 年，卷(期)：2011,40(1) 参考文献(8条) 1.Lei Bin Messendes Verschleiss von Hochoeschwindigkeit-Fraesem mittens Themuxspannung 1997(05) 2.张克南;陈一军;谢里阳电机电流分析法在机床类设备诊断中的应用研究[期刊论文]-机床与液压 2007(03) 3.雷彬国外铣削刀具磨损量自动检测方法综述 1996(02) 4.李劲松;陈鼎吕基于铣削刀的刀具磨损监控研究 1998(05) 5.Weis W Automatisierte Werkzeuguber wachung ynd-vermessung beim Frdsen mit Hilfe bildverarbeitender System 1994(12) 6.Weis W Viele Methoden-Arten der VerechleiBmessung an Werkzeugen fur das spanende Fertigen 1992(40) 7.Trummer A Werkzeugen chieiSensorik fur die Prismatic bearbaiting in flexible Fatiguing system 1990(02) 8.雷彬;罗建华用温差电压法测量高速铣削刀具的磨损量 1997(02) 本文链接：https://www.doczj.com/doc/3c6879058.html,/Periodical_jxzzyzdh201101016.aspx
刀具状态检测方法 1. 1直接测量法 直接测量法能够识别刀刃外观、表面品质或几何形状变化 , 一般只能在不切削时进行。它有两个明显的缺点 : 一是要求停机检测 , 占用生产工时 ; 二是不能检测加工过程中出现的刀具突然损坏 , 使其应用受到限制。 主要方法有 : 电阻测量法、刀具工件间距测量法、射线测量法、微结构镀层法、光学测量法、放电电流测量法、计算机图像处理法等。 a 电阻测量法 该方法利用待测切削刃与传感器接触产生的电信号脉冲 , 来测量待测刀具的实际磨损状态。该方法的优点是传感器价格低 , 缺点是传感器的选材必须十分注意 , 既要有良好的可切削性 , 又要对刀具寿命无明显的影响。该方法的另一个缺点是工作不太可靠 , 这是因为切屑和刀具上的积屑可能引起传感器接触部分短路 , 从而影响精度。 b 刀具工件间距测量法 切削过程中随着刀具的磨损 , 刀具与工件间的距离减小 , 此距离可用电子千分尺、超声波测量仪、气动测量仪、电感位移传感器等进行测量。但是这种方法的灵敏度易受工件表面温度、表面品质、冷却液及工件尺寸等因素的影响 , 使其应用受到一定限制。 c 射线测量法 将有放射性的物质掺入刀具材料内 , 当刀具磨损时 , 放射性的物质微粒就会随切屑一起通过一个预先设计好的射线测量器。射线测量器中所测得的量是同刀具磨损量密切相关的 , 射线剂量的大小就反映了刀具磨损量的大小。该法的最大弱点是 , 放射性物质对环境的污染大 , 对人体健康非常不利。此外 , 尽管此法可以测
量刀具的磨损量 , 并不能准确地测定刀具切削刃的状态。因此 , 该法仅适用于某些特殊场合 , 不宜广泛采用。 d 微结构镀层法 将微结构导电镀层同刀具的耐磨保护层结合在一起。微结构导电镀层的电阻随着刀具磨损状态的变化而变化 , 磨损量越大 , 电阻就越小。当刀具出现崩齿、折断及过度磨损等现象时 , 电阻趋于零。该方法的优点是检测电路简单 , 检测精度高 , 可以实现在线检测。缺点是对微结构导电镀层的要求很高 : 要具有良好的耐磨性、耐高温性和抗冲击性能 . e 光学测量法 光学测量法的原理是磨损区比未磨损区有更强的光反射能力 , 刀具磨损越大 , 刀刃反光面积就越大 , 传感器检测的光通量就越大。由于热应力引起的变形及切削力引起的刀具位移都影响检测结果 , 所以该方法所测得的结果井非真实的磨损量 , 而是包含了上述因素在内的一个相对值 , 此法在刀具直径较大时效果较好。 f 放电电流测量法 将切削刀具与传感器之间加上高压电 , 在测量回路中流过的 (弧光放电电流大小就取决于刀刃的儿何形状 ( 即刀尖到放电电极间的距离。该方法的优点是可以进行在线检测 , 检测崩齿、断刀等刀具几何尺寸的变化 , 但不 能精确地测量刀刃的几何尺寸。 g 计算机图像处理法 计算机图像处理法是一种快捷、无接触、无磨损的检测力法 , 它可以精确地检测每个刀刃上不同形式的磨损状态。这种检测系统通常由 CCD 摄像机、光源和计算机构成。但由于光学设备对环境的要求很高 , 而实际生产中刀具的工作环境非常恶劣 (如冷却介质、切屑等 , 故该方法目前仅适用于实验室自动检测。
一G92与G54-G59指令有何不同? G92指令需后续坐标值指定当前工件坐标值，因此须单使独一个程序段指定，该程序段中尽管有位置指令值，但并不产生运动。另外，在使用G92指令前，必须保证机床处于加工起始点，该点称为对刀点。 2)使用G54…G59设定工件坐标系时，可单独指定，也可以与其它程序段指定，如果该程序中有位置指令就会产生运动。使用该指令前，先用MDI 方式输入该坐标原点，在程序中使用对应的G54…G59之一，就可建立该坐标系，并可使用定位到加工起始点。 3)机床断电后G92设定工件坐标系的值将不存在，而G54…G59设定工件坐标系的值是存在的。 4) G54~G59是建立工件原点在机床坐标系中的位置，G92是建立刀具点和工件原点之间的位置 二G00与G01指令有何不同 快速进给指令（G00） G00指令表示刀具以机床给定的快速进给速度移动到目标点，又称为点定位指令 直线插补指令（G01） G01指令使刀具以设定的进给速度从所在点出发，直线插补至目标点 三某五相步进电动机转子有48个齿，计算机其单拍制和双拍制的步距角？ 步进电动机的步距角β与相数m ，转子齿数z ，通电拍数k 当为单拍制时k=1， β=mzk 3600 =1.5 当为双拍制时k=2 β=mzk 3600 =0.75 电动机的转速n=360f 60*β=mzk f 60 四交流伺服电动机和步进电动机的性能有何差异？ 答1）交流伺服电动机，系统可以平稳的启动，而不会产生失真。而步进电动机由于是开环控制，经常 会由于突然的负载变化和加减速而产生失真现象 2)交流伺服电动机与不进电动机相比，具有稳定的转矩特性，交流伺服电动机可以达到更高的生产速 度。 五为什么绝对式码盘一般采用循环码而不用二进制码？ 答因为纯二进制码，方式虽然简单，易于理解，但是图案转移点不明确，容易产生误读误差。而循环码 的误差值较低。 六一般来讲，计算机与数控系统实现通信的目的是什么？ 答是数控机床的灵活性、可靠性、通用性提高。为了利用计算机的强大功能实现更为复杂的功能提供大 量的辅助功能，简化程序的编制，是数控机床维修使用方便。 七在数控工艺路线设计中，应该注意哪些问题？ 1、工序的划分, （1）以一次安装、加工作为一道工序。（2）以同一把刀具加工的内容划分工序。（3）以 加工部位划分工序。（4）以粗、精加工划分工序。 2、顺序的安排顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位、安装与夹紧的需要来考虑。 3、数控加工工艺与普通工序的衔接数控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如衔接得不好就容 易产生矛盾。 八什么是数控加工的走刀路线？确定走到路线时通常要考虑些什么问题？ 答走到路线是刀具在整个加工工序中的运动轨迹 1）应考虑零件的表面粗糙度和加工精度要求 2应尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间，提高效 率。 九什么是“文字地址程序段格式”为什么现在数控系统常用这种格式？
1.信号的相关性 2.刀具监测信号的处理：时频，频域，以及小波变换 1)小波分析用于信号与图象压缩是小波分析应用的一个重要方面。它的特点是压缩比高，压缩速度快，压缩后能保持信号与图象的特征不变，且在传递中可以抗干扰。基于小波分析的压缩方法很多，比较成功的有小波包最好基方法，小波域纹理模型方法，小波变换零树压缩，小波变换向量压缩等。 2)小波在信号分析中的应用也十分广泛。它可以用于边界的处理与滤波、时频分析、信噪分离与提取弱信号、求分形指数、信号的识别与诊断以及多尺 度边缘检测等。 3)在工程技术等方面的应用。包括计算机视觉、计算机图形学、曲线设计、湍流、远程宇宙的研究与生物医学方面。 刀具磨损过程可以大致分为三个阶段：初期磨损阶段，正常磨损阶段，剧烈磨损阶段。1，初期磨损阶段：该阶段刀具磨损较快，主要是因为新刀刃的表面粗糙不平，接触应力较大，以及新刀刃表面可能出现的脱碳层，氧化层等表面缺陷。 2，正常磨损阶段：经初期磨损阶段后，切削刃仍比较锋利，刀具的切削刃和刀面已比较平整，所以这一阶段中，磨损速度相对减慢，切削过程比较平稳。 3，剧烈磨损阶段：在刀具正常磨损达到一定程度，刀具与工件的接触情况显著恶化，刀刃钝化，摩擦力急剧增大，刀具磨损发生质的变化，同时刀具的切削性能迅速下降，刀具与工件之间由于摩擦应力增大而产生高温将可能烧损刀刃或者失刀刃破损，此时刀具完全丧失切削能力。 刀具磨损的在线监控是柔性制造系统研究工程的一个重要课题，其工作状态直接影响着机械加工效率，效益及精度。刀具磨损检测方法：直接检测方法和间接检测方法。 1）直接检测方法中常用的主要有接触法，放射线法，光学检测方法。其中光学检测方法只能在停车时进行检测，不能用于实时监测；放射线检测方法虽有一定的检测精度，但不能进行实时监控，又具有实时性污染所以未能推广使用；光学检测法通过光学传感器获得刀具磨损区域的图形，并利用图像处理技术全面了解刀具的磨损状态，但其致命的缺点是：容易受加工方式及工况条件的影响，是许多加工过程无法无法采用光学法检测刀具磨损状态。 2）间接检测方法：切削力监测技术，基于声发射监测技术，基于振动加速度的监测技术，基于电流和功率的监测技术，表面光洁度监测法，超声波监测法，基于温度的监测法等。 切削力监测方法在刀具磨损监测研究领域应用最为广泛，是最具优势的一种方法。声发射信号反映的是金属材料内部晶格的变化，因此包含于刀具密切相关的信息，对刀具磨损与破损有较好的预报特性，声发射监测技术也成为目前应用最为广泛的方法之一。与其他检测方法相比，声发射信号的频率很高，一般在50KHZ以上，能够避开加工过程中振动和噪声污染严重的低频段，并能抵御一定范围内由于切削用量变化而引起的信号干扰，因此具有灵敏度高，信息量丰富等优点。切削过程中的振动信号包含丰富的与刀具状态密切相关的信息，它主要有切削力中的动态分量引起，且与刀具—工件—机床构成的切削系统本身的动态系统相关。通常采用加速度传感器测量振动信号，传感器通过磁座吸附于工件表面，安装简便，但安装方位不同将会对刀具状态监测的效果产生较大影响。刀具磨损时由于切削力增大，使得机床电流增大，负载功率也随之增大，因此因此可采用监测电流或功率的方法识别刀具磨损状态的变化。电流检测方法和功率监测方法具有安装测量简便，成本低，不受加工条件限
一、填空题：请将正确答案填在横线上（每空1分，共13分） 1．机床主要由程序输入设备，数控装置，，机床本体。 2．数字控制系统简称系统，计算机控制系统简称CNC系统 3．数控系统依照一定的方法，确定刀具运动轨迹的过程叫，它有和圆弧插补两种。 4．在数控车床的坐标系中，规定设定为轴的正方向。5．数控机床的刀具功能字T既指定了, 又指定了。6．圆弧插补指令分和。 7．程序编制的格式，一个完整的程序由、 和三部分组成。 8．数控程序编制中，尺寸系统有绝对，和混合。 二、单项选择题：在每小题列出的答案中只有一个是正确的，请将其代码填写 在题后的括号内（每小题2分，共20分）。 1．G00指令移动速度值是（）。 A、数控程序指定 B、机床参数指定 C、操作面板指定 2．（）指令使主轴启动反转。 A、M03 B、M01 C、M04 3．数控机床的核心是（） A、伺服系统 B、数控系统 C、反馈系统 D、传动系统 4．脉冲当量是数控机床运动轴移动的最小单位，广州数控980TD系统最小的移动脉冲当量是（）| A、0．001mm B、0.01 mm C、0.1 mm D、1 mm 5．下列G指令中，（）是非模态指令。 A．G00 B．G01 C．G04 6．采用数控加工的零件应该是（）。 A、大批量 B、形状简单，大批量 C、精密，小批量 7．（）是数控机床上的一个固定基准点，一般位于各轴正向极限。 A、刀具参考点 B、工件零点 C、机床参考点 8．数控机床是在（）诞生的 A．日本B、美国C、英国D、德国 9．程序中指定了（）时，刀具半径补偿被撤消。 A.、G40 B、G41 C.、G42 D.、G43 10 ．数控机床加工零件的程序编制不仅包括零件工艺过程，而且还包括切削用量、走刀路线和（）。 A、机床工作台尺寸 B、机床行程尺寸 C、刀具尺寸 三、判断题：在对的（）对打上√，错的（）打上×。（每小题2分共20 分） 1．不同结构布局的数控机床有不同的运动方式，但无论何种形式，编程时都认 为刀具相对于工件运动。（）
刀具磨损监测方法综述 一、刀具磨损状态监测的意义及研究现状 1、刀具状态监测的意义 加工过程中刀具的磨损将造成工件的精度及粗糙度变差，甚至造成工件的报废、昂贵设备的损伤、机床停机等故障，直接影响着机械加工的精度、效率及经济效益。据统计生产工程中75%以上的设备故障是由于刀具失效引起的，因此对刀具状态进行在线监测显得尤为重要。随着生产自动化程度的提高，特别是柔性制造系统(FMS)技术的出现，人们越来越重视对加工过程的在线监测。 2、国内外研究现状及成果 随着新方法、新理论、新技术的不断应用，国内外学者在信号选取、信号分析、特征提取和状态诊断等方面进行了广泛而深入的研究。多年来，国内外学者在刀具监控方面作了大量的工作，并在检测方法、监控参数的选择、信号处理及识别领域取得了显著成果，有些监控系统已经用于生产。日本、美国、德国及瑞典等国家处于领先地位，并拥有一批成果及专利。国内的多所大学及研究单位也对刀具监控系统进行了一定的研究工作，且有一批产品问世。80年代以前，刀具实时监控仪的研究多以单传感参数刀具磨损监视仪为主，典型的传感参数是声发射、切削力、主轴功率和红外图像等，典型的监控仪有：日本的EMT-IO00，CHIP-55AZ，美国的ATMA，KTA和Cincinnati的功率监视系统，丹麦的HZK系统及中国的DJ-101，DZJ-101和TM-8000等。80年代后期，美国率先研究多传感参数融合的车刀磨损监测系统，利用人工神经网络(ANN)进行多传感参数特征信号并行输入的融合识别。清华大学在深入研究ANN，GMDH等融合识别基础上开展了声发射和切削振动两种传感信号多特征参数并行输入的:“主-从”融合识别车刀与立铣刀磨损及车刀、立铣刀、钻头、丝锥破/折损综合监控仪的研究开发和适用化研究，开发了TM-9000 型刀具磨/破损监控仪。哈尔滨工业大学、西北工业大学及上海交通大学都有相应的刀具状态监控系统。 二、国内外刀具状态监测方法概述 刀具状态检测方法可分为直接测量法和间接测量法。 1.直接测量法 直接测量法能够识别刀刃外观、表面质量或几何形状的变化，一般只能在不切削时进行，它有两个明显的缺点：一是要求停机检测；二是不能检测出加工过程中出现的刀具突然破损。国内外采用的刀具磨损量的直接测量法有：电阻测量法、刀具工件间距测量法、光学测量法、放电电流测量法、射线测量法、微结构镀层法及计算机图像处理法。
数控车床技能评定理论考试题 姓名得分 一、判断题（共10题，每题2分：共计20分） 1、当出现故障报警时，如按动系统复位键，报警仍不消除这可判断为硬件故障（ B ）（A）对 （B）错 2、精车时首先选用较小的背吃量，再选择较小的进给量，最后选择较高的转速（ A ）（A）对 （B）错 3、从A到B点，分别使用G00及G01指令运动，其刀具路径相同（ B ）（A）对 （B）错 4、暂停指令是G04 （ A ）（A）对 （B）错 5、切削过程中，表面质量下降，异常振动和响声，说明刀片已严重磨损（ A ）（A）对 （B）错 6、在自动加工过程中，出现紧急情况，可按（急停）键中断加工（ A ）（A）对 （B）错 7、刀具补偿分刀具长度补偿和刀具半径补偿两种（ A ）（A）对 （B）错 8、爱岗敬业就是对从业人员工作态度的首要要求（ A ）（A）对 （B）错 9、M00指令与M01指令都是暂停指令，且使用方法是一致的（ B ）（A）对 （B）错 10、G00是指令刀具以快速移动方式，从当前位置运动并定位于目标位置的指令（ A ）（A）对 （B）错
二、选择题（共20题，每题4分：共计80分） 1、FANUC数控车床系统中G92X-Z-F-是（）指令（ C ）（A）外圆车削循环 （A）端面车削循环 （C）螺纹车削循环 （D）纵向切削循环 2、确定数控机床坐标系统运动关系的原则是假定（）（ B ）（A）刀具相对静止的工件而运动 （B）工件相对静止的刀具而运动 （C）刀具、工件都运动 （D）刀具、工件都不运动 3、夹紧力的方向应尽量（）于主切削力（ A ）（A）垂直 （B）平行同向 （C）倾斜指向 （D）平行反向 4、冷却作用最好的切削液是（）（ B ）（A）水溶液 （B）乳化液 （C）切削油 （D）防锈剂 5、数控机床不能正常动作，可能的原因之一是（）（ D ）（A）润滑中断 （B）冷却中断 （C）未进行对刀 （D）未解除急停 6、零件有上、下，左、右，前、后六个方位，在主视图上能反映零件的（）（ C ）（A）上下和左右 （B）前后和左右 （C）前后和上下 （D）左右和上下 7、用两顶尖装夹工件时，可限制（）（ C ）（A）三个移动三个转动 （B）三个移动两个转动 （C）两个移动三个转动 （D）两个移动两个转动 8、加工零件时影响表面粗糙度的主要原因是（）（ D ）（A）刀具夹紧误差 （B）机床的几何精度 （C）进给不均匀 （D）刀痕和振动
刀具状态检测方法 1. 1 直接测量法 直接测量法能够识别刀刃外观、表面品质或几何形状变化, 一般只能在不切削时进行。它有两个明显的缺点: 一是要求停机检测, 占用生产工时; 二是不能检测加工过程中出现的刀具突然损坏, 使其应用受到限制。 主要方法有: 电阻测量法、刀具工件间距测量法、射线测量法、微结构镀层法、光学测量法、放电电流测量法、计算机图像处理法等。 a 电阻测量法 该方法利用待测切削刃与传感器接触产生的电信号脉冲, 来测量待测刀具的实际磨损状态。该方法的优点是传感器价格低, 缺点是传感器的选材必须十分注意, 既要有良好的可切削性, 又要对刀具寿命无明显的影响。该方法的另一个缺点是工作不太可靠, 这是因为切屑和刀具上的积屑可能引起传感器接触部分短路, 从而影响精度。 b 刀具工件间距测量法 切削过程中随着刀具的磨损, 刀具与工件间的距离减小, 此距离可用电子千分尺、超声波测量仪、气动测量仪、电感位移传感器等进行测量。但是这种方法的灵敏度易受工件表面温度、表面品质、冷却液及工件尺寸等因素的影响, 使其应用受到一定限制。 c 射线测量法 将有放射性的物质掺入刀具材料内, 当刀具磨损时, 放射性的物质微粒就会切屑一起通过一个预先设计好的射线测量器。射线测量器中所测得的量是同刀磨损量密切相关的, 射线剂量的大小就反映了刀具磨损量的大小。该法的最大点是, 放射性物质对环境的污染大, 对人体健康非常不利。此外, 尽管此法可以测
量刀具的磨损量 , 并不能准确地测定刀具切削刃的状态。 特殊场合 , 不宜广泛采用。 d 微结构镀层法 随着刀具磨损状态的变化而变化 , 磨损量越大 , 电阻就越小。当刀具出现崩齿、 折 断及过度磨损等现象时 , 电阻趋于零。 该方法的优点是检测电路简单 , 检测精 度 高 , 可以实现在线检测。 缺点是对微结构导电镀层的要求很高 : 要具有良好的 耐 磨性、耐高温性和抗冲击性能 . e 光学测量法 光学测量法的原理是磨损区比未磨损区有更强的光反射能力 , 刀具磨损越 大 , 刀刃反光面积就越大 , 传感器检测的光通量就越大。 由于热应力引起的变形 及切 削力引起的刀具位移都影响检测结果 , 所以该方法所测得的结果井非真实 的磨损 量 , 而是包含了上述因素在内的一个相对值 , 此法在刀具直径较大时效 果较好。 f 放电电流测量法 将切削刀具与传感器之间加上高压电 , 在测量回路中流过的 （弧光放电 电 流大 小就取决于刀刃的儿何形状 （ 即刀尖到放电电极间的距离 。 该方法的优点 是可以 进行在线检测 , 检测崩齿、断刀等刀具几何尺寸的变化 , 但不 能精确地测量刀刃的几何尺寸。 g 计算机图像处理法 计算机图像处理法是一种快捷、 无接触、 无磨损的检测力法 , 它可以精确地 检测 每个刀刃上不同形式的磨损状态。 这种检测系统通常由 CCD 摄像机、 光源 和 计算 机构成。 但由于光学设备对环境的要求很高 , 而实际生产中刀具的工作环 境 非常恶劣 （如冷却介质、切屑等 , 故该方法目前仅适用于实验室自动检测。 因此 , 该法仅适用 于某些 将微结构导电镀层同刀具的耐磨保护层结合在一起。 微结构导电镀层的电阻
07级高中、08春高《金属切削原理与刀具》期末复习题（B）（07高中数控、师资、加工中心班、08春高用卷） 填空（每空0.5分，共20分） 1.切削加工时与的相对运动称为切削运动。 2.在正交平面中，常见的断屑槽形状有、和 三种。 3.金刚石的主要缺点是差、低、大，故对冲 击、振动敏感，因而对机床的精度、刚度要求。一般只适宜作。 4.最容易产生积屑瘤的切削速度是 m/min,切削温度约。 5.刀具正常磨损分磨损、磨损和磨损三种。 6.切削液有作用、作用、作用、作用。 7.车刀按结构的不同可分为车刀、车刀和 车刀。 8.麻花钻的工作部分由个前刀面、个主后刀面和个副 后刀面；条主切削刃、条副切削刃和条横刃组成，因此可看做“五刃六面”刀具。 9.对称铣削时，刀具与工件的位置，刀齿切入工件与切出工件的切 削厚度，铣削宽度顺铣与逆铣部分。 10.拉刀的切削部的刀齿担负全部工作，其中前面刀齿为齿， 后面刀齿为齿。 11.滚刀加工齿轮时，主运动是滚刀的运动，进给运动包括齿坯 的及滚刀沿工件轴线方向的。 12.螺纹滚压工具是利用使金属材料产生变形，以制造各种 形和圆锥形螺纹。 :（正确的打√，错误的打×，每小题1分，共10分） 1.切削层是指工件上多余的一层金属。（） 2.节状切削又叫挤裂切削，粒状切削又叫单元切屑。（） 3.YN类硬质合金可进行淬火钢的断续切削。（） 4.刀具设计图上所标注的角度是刀具标注角度。（） 5.当车刀刀尖高于工件中心时，纵车和横车的工作角度变化情况不同。（）为了提高生产效率，采用大进给切削要比采用大切深切削省力。（） 7.零件表面粗糙度值越小越耐磨。（） 8.成形车刀经过一个切削行程就可以切出工件的成形表面。（） 9.直径大于13mm的麻花钻多为圆柱柄，直径小于13mm的麻花钻多为莫氏锥柄。 （）10.铣削层参数与铣削力无直接关系。（） 三、选择题:（将正确答案填入括号内，每小题2分，共20分） 1.在各种切削加工中，（）只有一个。 A.切削运动 B.主运动 C.进给运动 2.在金属切削中，通常切屑的长度比切削层的长度（）。 A.长 B.短 3.粗车45钢应选用（）牌号的硬质合金刀具。 A.YT5 B.YT15 C.YT25 D.YT30 4.刃倾角影响切屑流出的方向，当刃倾角大于0O时，切屑流向（）。 A.已加工表面 B.待加工表面 C.加工表面 5.刀具角度中，对切削力影响最大的是（）。 A.前角 B.后角 C.主偏角 D. 刃倾角 6.通常磨钝标准是指（）磨损带中间部分平均磨损量允许达到的最大值，以 字母（）表示。 A.前刀面 B.后刀面 C.VB D.KT E.KB 7.碳的质量分数（）的钢，其切削加工性好。 A.小于0.15％ B.为0.35％—0.45％ C.大于0.6％ 8.（）是指铣刀主切削刃参加工作的长度。 A.切削厚度 B.铣削宽度 C.切削宽度 9.内孔拉刀后角一般（），外拉刀的后角一般（）。 A.为负值 B.较小 C.较大 10.用盘形铣刀加工螺纹，工作时铣刀轴线与工件轴线（）。 A.互相平行 B.互相垂直 C. 倾斜一个螺旋角
刀具检测控制程序 文件编号： 文件版本： A 制定部门：品质保证部 发行日期： 分发部门： 财务部 业务管理部 人力资源部 产销协调部 模具开发部 品质保证部 CNC加工中心 核准：审核：制定：
刀具检测控制程序制订部门品质保证部※修(制)订履历一览表 NO 修(制)订内容说明版本修改时间修改人 1 初版发行
刀具检测控制程序制订部门品质保证部0.流程图
刀具检测控制程序制订部门品质保证部1.目的 为规范本公司刀具检验流程，合理使用刀具，确保满足客户产品的品质，提升客户满 意度，特制定刀具检验控制程序。 2.范围： 适用于本公司所属供应商来料刀具检验及异常处理。 3.定义： 3.1VDCS:Vendor Defects Correction Sheet 进料品质异常回馈单 4.权责： 4.1刀具检测员：应对所负责检验之刀具的规格、检测方法与检测仪器功能了解，确实按 本作业程序执行检验并作成相应记录及标识，日周月对应报表的数据统计与发布。品 质异常矫正措施追踪与记录保存，刀具异常判定及发VDCS 通知设计、仓库、采购、 使用单位有关物料不合格状况。检测设备之维护保养及校验跟踪。 5.运作程序: 5.1仓储人员对供应商来料刀具进行验收，查验是否有供应商提供的刀具检验报告，如有 则入库送刀具检测室检测。如没有则要求供应商补相关的资料报告或退货处理。 5.2刀具检测员查验供应商报告是否符合要求，若有异常开出《进料检验品质异常回馈单》， 并会签采购、仓库，经同意后由仓库执行退货，通知供应商改善并接收不良品。 5.3为了保证刀具品质，刀具检测员按照相应的刀具检验规范来进行检测，刀具检测人员 将检测完的刀具对应的《刀具检测报告》附在刀具产品上。 5.4刀具检验标识:刀具检测完成后，检测人员依据《产品标识与追溯作业控制程序》给予 适当标示，并通知仓管依据标示办理区隔或入库。
数控机床技术测试试卷A卷<附答案） 一、填空题<每空1分，共30分） 1、数控机床按伺服系统的控制方式可分为、、。 2、较常见的CNC软件结构形式有软件结构和软件结构。 3、数控技术中常用的插补算法可归纳为插补法和插补法，前者用于数控系统，后者用于数控系统。 4、数控机床上导轨型式主要有滑动导轨、导轨和导轨。 5、数控铣削加工需要增加一个回转坐标或准确分度时，可以使用配备或使用。 6、电火花加工一次放电后，在工件和电极表面各形成一个小凹坑，其过程可分为电离、、热膨胀、和消电离等几个连续阶段。 7、影响材料放电腐蚀的主要因素是、、。 8、影响电火花加工精度的主要因素是、、。 9、电火花成形加工极性的选择主要靠经验和实验确定，当采用短脉冲时，一般应选用极性加工。 10、数控车床X轴方向上的脉冲当量为Z方向上的脉冲当量的。 11、数控机床的日常维护与保养主要包括、、等三个方面内容。 12、3B格式的数控系统没有功能，确定切割路线时，必须先根据工件轮廓划出电极丝中心线轨迹，再按编程。 13、旋转变压器和感应同步器根据励磁绕组供电方式的不同，可分为工作方式和工作方式。 二、判断题<每题1分，共10分，正确打√错误打×） 1、更换电池一定要在数控系统通电的情况下进行。否则存储器中的数据就会丢失，造成数控系统的瘫痪。<） 2、数控机床几何精度的检测验收必须在机床精调后一次完成，不允许调整一项检测一项。<） 3、数控铣削螺纹加工，要求数控系统必须具有螺旋线插补功能。<） 4、电火花成形加工在粗加工时一般选择煤油加机油作为工作液。<） 5、当脉冲放电能量相同时，热导率愈小的金属，电蚀量会降低。<） 6、开环数控机床，进给速度受到很大限制，其主要原因是步进电机的转速慢。<） 7、当数控机床具有刀具半径补偿功能时，其程序编制与刀具半径补偿值无关。<）
介绍几个常用的刀具监测参数 刀具监测系统共有26个参数，主参数15个，高级参数11个，下面介绍部分常用参数， 参数T-ECH是样本曲线两个采样点之间的时间间隔。刀具切削的最大持续时间等于3000个T-ECH 值，在加工监测期间，WattPilote 的扫描周期为5 ms 参数T-ECH 值通常选择尽可能小。 FS ：电机额定功率 时间参数P-ABS 设定了功率的安全极限，它对应于刀具切削时允许的最大功率，当切削功率达到该值时，设备立刻停机（信号STP output），Watte Pilote 系统等待故障复位后（信号ACQ input）继续进行监测。 上偏差= 样本曲线x ( 1 + P-SUP/100) 参数P-SUP 用来定义功率的上限值，它是一个样本曲线的百分值 当切削功率达到参数P-SUP设定的值时，设备立刻停机（信号STP output），Watte Pilote 系统 时间
下偏差= 样本曲线x ( 1 - P-INF/100) 参数P-INF 用来定义功率的下限值，它是一个样本曲线的百分值 当切削功率低于参数P-INF设定的值时，设备立刻停机（信号STP output），这意味着设备可能没有安装刀具或没有零件，Watte Pilote 系统等待故障复位后（信号ACQ input）继续进行监测。 如果：参数P-INF =100 意味着没有下限控制。 时间 参数：T-BEG 的作用是屏蔽掉了曲线的起始部分，使得能量和功率的监测仅仅涵盖了零件切削的部分。 时间 参数：T-END的作用是屏蔽掉了曲线的結束部分。 注意：T-END并不能屏蔽掉安全极限P-ABS 的作用。
《金属切削原理与刀具》试题（1） 一、填空题（每题2分，共20分） 1．刀具材料的种类很多，常用的金属材质有、、； 2．刀具的几何角度中，常用的角度有、、、、和六个。 3．切削用量要素包括、、三个。 4．由于工件材料和切削条件的不同，所以切削类型有、、和四种。 5．刀具的磨损有正常磨损的非正常磨损两种。其中正常磨损有、 和三种。 6．工具钢刀具切削温度超过时，金相组织发生变化，硬度明显下降，失去切削能力而使刀具磨损称为。 7．加工脆性材料时，刀具切削力集中在附近，宜取 和。 8．刀具切削部分材料的性能，必须具有、、和。 9．防止积削瘤形成，切削速度可采用或。 10．写出下列材料的常用牌号：碳素工具钢、、；合金工具钢、；高速工具钢、。 二、判断题：（在题末括号内作记号：“√”表示对，“×”表示错）（每题1分，共20分） 1．钨钴类硬质合金（YG）因其韧性、磨削性能和导热性好，主要用于加工脆性材料，有色金属及非金属。 2．刀具寿命的长短、切削效率的高低与刀具材料切削性能的优劣有关。 3．安装在刀架上的外圆车刀切削刃高于工件中心时，使切削时的前角增大，后角减小。 4．刀具磨钝标准VB表中，高速钢刀具的VB值均大于硬质合金刀具的VB 值，所以高速钢刀具是耐磨损的。
5．刀具几何参数、刀具材料和刀具结构是研究金属切削刀具的三项基本容6．由于硬质合金的抗弯强度较低，冲击韧度差，所取前角应小于高速钢刀具的合理前角。）7．切屑形成过程是金属切削层在刀具作用力的挤压下，沿着与待加工面近似成45°夹角滑移的过程。（）8．积屑瘤的产生在精加工时要设法避免，但对粗加工有一定的好处。）9．切屑在形成过程中往往塑性和韧性提高，脆性降低，使断屑形成了内件。） 10．一般在切削脆性金属材料和切削厚度较小的塑性金属材料时，所发生的磨损往往在刀具的主后刀面上。 11．刀具主切削刃上磨出分屑槽目的是改善切削条件，提高刀具寿命，可以增加切削用量，提高生产效率。 12．进给力f F是纵向进给方向的力，又称轴向力。（13．刀具的磨钝出现在切削过程中，是刀具在高温高压下与工件及切屑产生强烈摩擦，失去正常切削能力的现象。 14．所谓前刀面磨损就是形成月牙洼的磨损，一般在切削速度较高，切削厚度较大情况下，加工塑性金属材料时引起的。 15．刀具材料的硬度越高，强度和韧性越低。 16．粗加工磨钝标准是按正常磨损阶段终了时的磨损值来制订的。 17．切削铸铁等脆性材料时，切削层首先产生塑性变形，然后产生崩裂的不规则粒状切屑，称为崩碎切屑。 18．立方氮化硼是一种超硬材料，其硬度略低于人造金刚石，但不能以正常的切削速度切削淬火等硬度较高的材料。 19．加工硬化能提高已加工表面的硬度、强度和耐磨性，在某些零件中可改善使用性能。 20．当粗加工、强力切削或承冲击载荷时，要使刀具寿命延长，必须减少刀具摩擦，所以后角应取大些。 三、选择题（将正确答案填在空格内）（每题2分，共30分）
数控技术期末整理试题及答案 一、知识点 1、数控及数控机床的定义；数控机床的组成；数控机床的主要技术参数；数控机床的分类？答：数控，即是数字控制（NC）；数控机床就是采用了数控技术的机床；数控机床主要由程序介质、数控装置、伺服系统、机床主体四部分组成；数控机床的主要技术参数：1、主要规格尺寸； 2、主轴系统； 3、进给系统； 4、刀具系统；数控机床的分类：1、按机械运动轨迹分类（1.点位控制数控机床；2.直线控制数控机床；3.轮廓控制数控机床。）；2、按伺服系统的类型分类（1.开环伺服系统数控机床；2.闭环伺服系统数控机床；3. 半闭环伺服系统数控机床。）；3、按功能水平分类（高、中、低档）；4、按加工方式分类（1.金属切削类数控机床；2金属成型类数控机床；3.数控特种加工机床。） 2、什么是脉冲当量（分辨率）；什么是定位精度和重复定位精度？ 答：脉冲当量是指两个相邻分散细节之间可以分辨的最小间隔，是重要的精度指标。定位精度是指数控机床工作台等移动部件在确定的终点所达到的实际位置的精度。重复定位精度是指在同一台机床上，应用相同程序相同代码加工一批零件，所得到的连续结果的一致程度。 3、开环伺服系统数控机床、闭环伺服系统数控机床、半闭环伺服系统数控机床各自有什么 特点？ 答：(1)开环：这类机床没有来自位置传感器的反馈信号。数控系统将零件程序处理后，输出数字指令后给伺服系统，驱动机床运动；其结构简单、较为经济、维护方便，但是速度及精度低，适于精度要求不高的中小型机床，多用于对旧机床的数控化改造。 （2）闭环：这类机床上装有位置检测装置，直接对工件的位移量进行测量；其精度高，但系统设计和调整困难、结构复杂、成本高，主要用于一些精度要求很高的镗铣床、超精密车床、超精密铣床、加工中心等。 （3）半闭环：这类数控机床采用安装在进给丝杠或电动机端头上的转角测量元件测量丝杠旋转角度，来间接获得位置反馈信息；可获得较为满意的精度和速度，大多数数控机床采用它，如数控车床、数控铣床和加工中心等。 4、数控加工方法与加工方案的确定原则分别是什么？ 答：数控加工方法的选择是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。加工方案的确定原则：零件上比较精确表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。