刀具磨损检验方法

刀具检查规程

TBM共有51把刀具，其中中心刀8把（1＃～8＃）、边刀8把（44＃～51＃）、正滚刀35把（9＃～43＃）。掘进过程中由于受围岩条件、刀具的布置、掘进参数、机械状况和司机的操作习惯等多种因素的影响，每把刀的使用寿命迥然不同；即使同一部位的刀具，也无法预测出精确的寿命；而且随着机械的剧烈振动和掘进推力的急剧变化，即使是新换的刀具，时常会出现预想不到的挡圈脱落、刀刃崩落、偏磨、刀圈移位、密封漏油和轴承破损等非正常损伤。刀具损伤只有通过准确的检查才能及时发现。通过检查，可以摸索刀具在各类围岩下的磨损规律；指导司机选择最佳掘进参数、正确调向、柔和操作，达到减轻磨损、节省刀具的目的。

一、刀盘检查

掘进中刀盘上的刀具作业工况十分恶劣，既要承受巨大的载荷和振动、石碴与水的冲击、又要承受剧烈的摩擦和温度升高的考验，刀盘的掘进性能状态不断变化，为此，必须定期进行检查，按要求对刀具状态进行判定，对发现的问题及时进行调整、更换和维修，恢复刀盘的掘进性能，保证刀盘在预期内能连续掘进。刀盘上的51把刀，若有一把刀损坏都必须停机检查更换，尤其是边刀，更要严格检查、及时更换。

刀盘和刀具的检查、整备，是TBM施工中的首要工作，它关系到当日是否能连续掘进和后期的施工安排。负责刀盘的技术和管理人员应根据当前的地质条件、掘进参数、刀具和刮碴板的状态等安排好当日刀盘的整备内容和计划好后期要进行的刀盘维修工作。

刀盘检查和整备工作的基本要求，首先是在预期掘进时间内，不因检查整备不当，发生掘进中刀具状态失常的停机故障。第二是要尽可能减少占用掘进工班时间进行刀盘作业，以提高机器的利用率。

二、检查周期

1、检验时机

（1）在最初掘进的500英尺（150m）每隔4小时检查一次刀具。

（2）在保证最初500英尺（150m）的刀具检查之后，这种检查可以延长到每天一次。不过通常是每班检查一次。连续两个掘进工班后，必须对掘进后的刀具运用情况作全面彻底的检验；

滚筒式碎边剪刀隙线下检验方法

滚筒式碎边剪刀是制造弹簧线、电机线等电器线用的一种专用剪刀。滚筒式碎边剪刀具有剪切线材的功能，并能自动收线。在生产过程中，滚筒式碎边剪刀隙线下检验方法是非常重要的环节之一。

1. 隙线检测：隙线是指滚筒式碎边剪刀两个切割刀片之间的间隙。隙线大小的合理与否将直接影响到剪刀的剪切效果。隙线过大会导致剪切线材时出现切口不整齐、线材变形等情况；而隙线过小则会使剪切力增大，降低剪切效率。在隅线下检验中，要检查剪刀的隙线是否符合要求，一般要求隙线在0.1-0.2mm之间。

2. 刀片磨损检测：滚筒式碎边剪刀的切割刀片是剪切线材的重要部件，其切削效果将直接影响到剪切质量。在隅线下检验中，要检查剪刀的刀片是否磨损严重。一般来说，如果刀片已经明显磨损，就需要及时更换刀片，以保证剪切效果。

3. 机械部件检测：滚筒式碎边剪刀是由多个机械部件组成的，包括滚筒、电机、减速器等。在隅线下检验中，要检查这些机械部件是否正常运转，是否存在异常噪音或异味。如果发现异常情况，需要及时进行维修或更换。

4. 电气部件检测：滚筒式碎边剪刀还有很多电气部件，如电机、电线、电源等。在隅线下检验中，要检查这些电气部件是否正常工作，是否存在短路、漏电等情况。还要检查电气接线是否牢固，是否存在接触不良等问题。

5. 安全保护检测：滚筒式碎边剪刀是一种较为危险的设备，因此其安全保护措施非常重要。在隅线下检验中，要检查安全保护装置是否完好，如是否有紧急停机装置、防护罩、安全开关等。如果发现安全保护装置存在问题，应及时进行修复或更换，确保操作人员的安全。

滚筒式碎边剪刀隅线下检验方法是确保剪刀正常工作、剪切质量良好的关键一环。通过对隅线、刀片、机械部件、电气部件和安全保护装置的全面检测，可以及时发现问题并进行修复，保证滚筒式碎边剪刀的正常运行。

刀具破损的检测方法

1.目视检查：这是最基本的检测方法之一、通过肉眼观察刀具表面是否有明显的损伤、磨损或者变形等，包括检查是否出现切削刃的缺损、切削面的变形等。同时也要检查整个刀具的结构是否完好，如刀刃连接处是否松动等。

2.手触感检测：通过用手触摸刀具的表面来判断是否有破损。如果有突起、凹陷或者不平滑的刀面，通常会给手指带来明显的触觉变化。

3.声音检测：通过敲击或者摩擦刀具，根据声音的变化来判断刀具是否有破损。在没有破损的情况下，刀具会发出明亮、清脆的声音。而当刀具有破损时，声音可能变得低沉、沉闷或者不规律。

4.显微镜检测：这是一种比较精细的检测方法，可以用来观察刀具表面的细微变化。通过放大镜或者显微镜观察刀具表面的细微损伤，如疲劳纹、割痕、开裂等。

5.X射线检测：X射线检测是一种非破坏性检测方法，可以用来检测刀具的内部结构。通过X射线透视，可以观察到刀具的内部结构是否有裂纹、变形等缺陷。

除了以上提到的方法，还有一些仪器设备可以帮助进行刀具破损的检测。

1.超声波探伤仪：可以用超声波检测刀具的内部结构，包括裂纹、疲劳纹、含气孔等。

2.磁粉检测仪：对于带有磁性材料的刀具，可以使用磁粉检测仪来检测刀具表面和内部是否存在破损、裂缝等。 3.红外热像仪：可以利用热辐射检测方法来观察刀具表面的温度分布，以判断刀具是否存在热变形、烧损等。

总之，刀具破损的检测方法多种多样，可以选择适合的方法来进行检测。在使用刀具之前，进行破损检测可以保证刀具的安全和使用效果。

切削加工中刀具磨损的测量方法　倪凯凯　沙荣华　薛慧杰　姜卫（江苏科技大学机械工程学院）　摘要：本文在阐述研究刀具磨损对切削加工具有重要意义的基础上，分析　了现有的切削加工中的刀具磨损测量方法，提出并说明了一种可用于科学实验　及实际生产的基于图像的刀具磨损测量方法，完成了该方法应用程序的编写。　关键词：切削刀具磨损测量　Ｏ引言　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　的停机时间占大多数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　被及时发现，将导致整个加工过程的中断，弓ｌ起工件的报废，甚至整　个系统的破坏并造成人员类的损失。／ＪｏＴ过程中，刀具磨损过程终会　有振动，反过来振动又加剧磨损，继而在加工表面的成型过程中产生　偏差，从而影响加工质量和精度。　多年来，我们在运用金属切削理论知识指导车削生产和实习教　学中，经常对刀具的磨损程度通过感官的方式来实现。第一是看。即　通过我们的眼睛观察工件表面粗糙度的变化，从而判断刀具的磨损　程度。第二是听，即通过刀具在切削工件时发出的声音来判断刀具的　磨损程度。第三是通过切削时产生的温度的高低来判断。例如在拆卸　零件时，比较一下所触摸到的零件的温度与前面接触的零件的温度　的区别如烫手程度），则可判断刀具的磨损程度。显然这是需要具备　相当熟练的机械实践的尝试才能掌握的技能。　当然感官判断是应用于普遍的工厂加工的第一线，往往是最为　普遍的对刀具磨损的判断。面对要求高精度，自动化生产时，这一方　法往往不在实用。本文在分析现有切削加工中刀具磨损测量方法的　基础上，提出一种可应用于科学实验及实际生产的基于图像的刀具　磨损测量方法。　１现在使用的刀具磨损测量方法简介　现代数控加工过程中主要采用的刀具监测方法通常分为两大　类：直接测量和间接测量两种方法。其中直接测量法有：放电电流测　量法，光纤测量法，微结构镀层法，电阻测量法，射线测量法以及基选　集图像处理法等。间接测量法主要是利用与加工有关的物理量，如切　削力，扭矩，切斜体及，工件几何尺寸，工件表面质量。切削形状，噪声　或振动强度等，比较流行的有电流监测法和声发射监测法。　声发射（ＡＥ）法，在切削过程中，当工件发生断裂，工件的磨损甚　至切削变形都会以弹性波的形式向外释放能量，且个声发射事件幅度　不同，间隔较长，即声发射法采集的基本依据。（ＡＥ）法的特点①信号是　反映刀具磨损或破损的动态信息，而超声波，红外探伤等得到的只是　静态的信息。②信号不受物体位置的限制，所以，对传感器安装位置限　制较少。③信号只接收由材料本身所发射的超声波。④灵敏度高，故障　在萌芽时期就有ＡＥ信号发射出来。⑤不受材料的限制。（ＡＥ）法由于成　本适中，适应性强，现广泛应用于数控机床的刀具检测。　采用监测电机电流信号监测刀具磨损，是现在比较流行的监测　刀具磨损的一种新方法。在切肖Ｉ过程中，当刀具发生磨损和破损时，　切削力相应发生变化，切削力的变化引起电机输出转矩发生变化，电　动机的功率随之增大，进而导致电机电流发生相应的变化。　电流监测法正是通过监测电机电流的变化，实现间接在线实时　判断刀具的磨损和破损，一定程度上给予我们磨损产生过程中对电　机的影Ⅱ向。但磨损量与电流信号有一定延迟或其他误差的存在，对于　突发性的状况不能准确的反映。　电流检测法利用主轴电机电流的变化反映出刀具的磨损情况，　进而建立主轴电流和切削参数之间的数学模型，结合实践当中的应　用体现了它的实用性。　２基于图像的刀具磨损测量方法　本文提出了一种基于图像的切削刀具磨损测量方法，其基本原　理在于：通过利用拍照获得的刀具磨损图片与同样放大倍数标尺的　比较，获得较精确的刀具磨损真实尺寸。利用ＶＢ程序实现了该刀具　磨损测量方法，具体应用流程如图１所示。所编写的应用程序主要　２９７　启动　输入切削参数　和图片的加载　在图片上采集磨损量　返回主界面输入　切削时间保存　点击查询，输入　切削参数编号　得到对应参数下，　不同时间下磨损量　点击绘图，得到　磨损量与时间　的关系曲线　图１程序工作流程图　分为以下几个部分：磨损量及标尺刻度采集界面，查询参数输入界面　与结果展示界面。　２．１基于图像的刀具磨损测量软件主要功能模块如图２所示，　主界面包括３个部分，从右到左分别是切削参数设置区，图像加载　区和数据计算保存区。切削参数设置区由编号、切削速度、进给量、背　吃刀量四个部分组成，反映了磨损图像的切削条件。设置编号目的在　于方便不同切削条件下的刀具磨损量的存储和查询。图片加载区对　已有的图片进行加载，为后续对图像进行操作打下基础。数据计算与　保存区包括标尺采集量、磨损采集量、按计算得到刀具磨损量、切削　时间等几部分，点击保存，可将对应切削条件下的切削时间和刀具磨　损量存入数据文档中，以备后续查询及绘制刀具磨损曲线。　一　～　…　一　……一　…　：　｛　｛　ｕ哪？　图２基于图像的刀具磨损测量软件主界面　磨损量的采集由标尺标准距离采集和刀具磨损量采集两部分组　成，刀具磨损量采集的平均值与标尺标准距离采集的平均值之比即　为刀具实际磨损量。通过鼠标对标尺图片上标准距离的三次拾取，并　利用后台程序计算可获得三次标准长度拾取值的平均值。同样从刀　具磨损图片上取三个磨损量后可以得到刀具磨损图像上磨损量的平　均值。在软件主界面面中点击“计算”，便在主界面“刀具磨损量”框　格中出现刀具磨损量的实际值。　２．２功能展望　２＿２．１刀具磨损曲线的绘制ＶＢ默认的坐标系与我们实际使用　的不一样，因此选用ｓｃａｌｅ法建立相对坐标系，即ｏｂｊｅｃｔ．Ｓｃａｌｅ《ｘｌ，　ｙ１）一（×２，ｙ２），ｏｂｊｅｃｔ为对象表达式，ｘ１，×２，ｙ１，ｙ２，为单精度坐标　值。由于在实际应用的时候，采集的是散点，绘制的曲线是折线图。这　里可选择用拉格朗日插值的方法进行刀具磨损平滑曲线的绘制。　２＿２－２寿命判断在主界面设置的数据查询功能，确定一定切削　参数下刀具磨损量与切削时间的关系。通过查询能够得到的是一定　切削参数下不同时间的磨损量，通过曲线绘制得到刀具磨损曲线，分　析得出到达刀具磨钝标准时的切削时间（即刀具使用寿命）。　３结论　在明确制造的流程，特别是现代社会下自动化生产，对刀具提出　了更高的要求，一方面在强化刀具生产的能力，另一方面对刀具的检　爱０。　．．　。　．　～　裹