毕业设计论文开题报告刀具磨损

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1、毕业设计(论文)开题报告学生姓名：戴冬冬学号：P1202060530所在学院：机械与动力工程学院专业：机械工程及自动化设计(论文)题目：数控机床刀具磨损监测方法研究指导教师：陈捷2010年3月29日开题报告填写要求1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师

2、签署意见；3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述1课题背景及意义近年来，随着高性能CNC机床、FMS以及CIMS的广泛应用，机械加工的效率、加工质

3、量有了明显的提高，同时对全自动化生产也提出了更高的要求，发展趋势也由以前的一位工人师傅掌管一台机床到一个车间只需要一位工人师傅看管，这就要求数控机床能够自动监测刀具状态，及时了解正在使用的刀具磨损情况，从刀具寿命、磨损量、刀具破裂等形式的刀具故障对刀具工作状态进行监控，并在刀具磨损达到设定磨损量时报警。工业统计表明，刀具失效是引起机床故障的首要因素，由此引起的停机时间占数控机床总停机时间的1/5～1/3。切削加工中，刀具在不同的加工条件下，其状态是不断变化的，如果刀具磨损不能及时发现，将导致整个加工过程的中断，引起工件报废，甚至整个系统的停止。研究表明，数控机床

4、配备刀具监测系统后可减少75%的故障停机时间，提高生产率10%～60%，提高机床利用率50%以上。美国Kennamtal公司的研究表明，配备刀具监控系统的数控系统，能够节约加工费用达30%。因此研究开发智能监测技术，防止因刀具失效而引起的工件报废、设备损坏并保证机床无故障运行是十分重要的。1.1刀具磨损的原因由于刀具磨损产生的原因：一方面由于在切削过程中刀具前刀面所接触的切屑和后刀面所接触的工件都是新生表面，这个表面不存在氧化层或其它污染。而另一方面又由于刀具的摩擦区前刀面、后刀面是在高压大于工件材料的屈服应力高温作用下进行的[1]。因此刀具的磨损原因极其复杂，

5、其主要的分类形式有以下几种[2]：（1）硬质点磨损因为工件材料中含有一些碳化物、氮化物、积屑瘤残留物等硬质点杂质，在金属加工过程中，会将刀具表面划伤，造成机械磨损。低速刀具磨损的主要原因是硬质点磨损。（2）粘结磨损加工过程中，切屑与刀具接触面在一定的温度与压力下，产生塑性变形而发生冷焊现象后，刀具表面粘结点被切屑带走而发生的磨损。（3）扩散磨损  由于切削时高温作用，刀具与工件材料中的合金元素相互扩散，造成刀具磨损。硬质合金刀具和金刚石刀具切削钢件温度较高时，常发生扩散磨损。金刚石刀具不宜加工钢铁材料。一般在刀具表层涂覆TiC、TiN、Al2O3等，能有效提高抗

6、扩散磨损能力。（4）氧化磨损  硬质合金刀具切削温度达到700℃～800℃时，刀具中一些C、CO、TiC等被空气氧化，在刀具表层形成一层硬度较低的氧化膜，当氧化膜磨损掉后在刀具表面形成氧化磨损。（5）相变磨损在切削的高温下，刀具金相组织发生改变，引起硬度降低造成的磨损。总的来说，刀具磨损可能是其中的一种或几种。对一定的刀具和工件材料，起主导作用的是切削温度。在低温区，一般以硬质点磨损为主；在高温区以粘结磨损、扩散磨损、氧化磨损等为主。1.2刀具磨损的阶段正常刀具磨损过程中，刀具磨损量VB随切削时间而变化。大致一般分为三个阶段：初级磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损

7、阶段[3]。图1.1刀具磨损曲线图1.3刀具磨损的部位按其刀具磨损所在的部位可以分为：前刀面磨损、后刀面磨损、边界磨损三种形态[4]。（1）前刀面磨损月牙洼磨损的形成过程：切削塑性材料时，如果切削速度和切削厚度较大，由于切屑与前刀面完全是新鲜表面相互接触和摩擦，化学活性很高，反应很强烈，接触面又有很高的压力和温度，接触面积中有80%以上是实际接触，空气或切削液渗入比较困难，因此在前刀面上形成月牙洼磨损。使刀刃强度降低，易导致刀刃破损。（2）后刀面磨损切削时，工件的新鲜加工表面与刀具后刀面接触，相互摩擦，引起后刀面磨损。由于切削刃不是理想的锋利，而有一定的钝圆，后

8、刀面与工件表面的接触压力