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金属加工过程中，刀具监控的状态对于生产效率和表面加工质量有重要影响，对刀具进行磨损检测具有一定的必要性。在传统行业中，操作人员一般会通过切屑的颜色变化、振动声音的变化、加工时间和加工工件的数量等来判断刀具的磨损状态及破损情况。人工判断受经验等因素影响较大，判断准确性不高，会出现以下情况:(1)会造成刀具磨损量尚未超过规定的磨损标准就被更换，使刀具没有被充分利用，造成严重浪费而使产品成本升高;(2)会造成刀具已严重磨损或破损而不能及时被更换，这不仅影响工件表面加工的质量和尺寸精度，还有可能造成人员伤亡事故的发生。由此可见，在机加工过程中，对刀具磨损状态进行检测是至关重要的。—、我国刀具磨损检测系统的发展历史刀具磨损状态检测系统是指在生产加工过程中，通过某种传感器，将刀具磨损变化量转换成该传感器的信号变化量。然后，采集传感器的输出信号并进行分析和处理，从而得到刀具的当前磨损状态，以便进一步预测刀具未来时刻的可能磨损量。系统的具体模块是:研究对象、加工条件、信号采集、特征提取、状态识别。迄今为止，由于切削过程的多样性、复杂性和随机性，我国现有的刀具检测系统不具有通用性。刀具状态自动监控仍是一项尚未完善解决，是迫切需要进一步研究和探索的科研课题。迄今为止，由于切削过程的多样性、复杂性和随机性，我国现有的刀具检测系统不具有通用性。刀具状态自动监控仍是一项尚未完善解决，是迫切需要进一步研究和探索的科研课题。间接法测量中，比较有代表性的有切削力检测、声发射检测、振动检测、切削温度检测及工件表面粗糙度检测等几种。完成切削力检测的设备较为昂贵，占很大安装空间，在研究切削力变化时，研究人员难以判断是切削力自身变化还是由工件材料等物理属性的变化引起的。声发射检测的传感器虽安装方便，当安装位置要求较高，安装的位置不同对检测的影响程度不一样。检测振动信号通常是使用压电式加速传感器，但实际检测时检测工件的垂直面比较难以实现，很难得到理想的检测信号。使用热电效应进行温度检测，但因热电偶的惯性大响应慢，不适用于实际生产。用已加工出来的工件的表面粗糙度来反映磨损量的变化情况，不能够及时反映出刀具的磨损量。另外，影响工件表面粗糙度的因素不是单方面引起的，且需要事先采集样品定标，受工况中切削液、切屑、工件材质、振动等的影响较大，实用水平不高。各种间接检测方法虽然实施起来比较方便，但其敏感性低，信号变化不大时检测难度大，且会因为材料内部分布不均匀受到影响。

刀具是车间生产的重要资源，由于刀具种类繁多、数量庞大、参数繁多、借入借出过程频繁，因此导致车间对其缺乏有效管理。随着信息化技术以及智能装备的不断发展，并在制造业中深度应用，多品种小批量正成为制造业的主要生产模式，而传统机械加工车间也逐步向数字化车间转型，传统的人工的刀具管理方式已不再满足数字化车间的运行环境，严重阻碍了数字化车间的运行和发展。对于数字化车间而言，传统的刀具管理模式存在以下问题：(1) 刀具信息管理困难：由于利用人工来管理刀具相关的信息，劳动强度大，出错率高。(2) 确定刀具的需求计划困难：由于刀具需求计划经常与实际生产脱节，使得各机床加工站中工件的调度与刀具的供应不一致，影响了工件加工的连续性。(3) 刀具查询困难：在大量的刀具中仅靠查找明细表、使用资料查询某种型号的刀具，既费时又容易出错。(4) 工艺选刀困难：工艺人员无法方便的知道刀具的库存信息以及刀具的组件信息，另外新的生产线选配刀的时候。(5) 刀具采购困难：由于得不到刀具库存和使用的准确信息，往往造成重复采购。(6) 刀具寿命统计困难：刀具在生产现场闲置散落造成了刀具资源的浪费。只能由各机床控制器对自己已到寿命的刀具提出更换要求。这样使得系统中各机床频繁地更换新刀具，增加了刀具更换时间。(7) 刀具库存管理困难：没有对刀具库存进行合理的管理，机床刀具库的刀具库存量控制不合理，需要的刀具没有，而不需要的刀具却可能多余，占用了企业大量流动资金。刀具管理是信息化建设的重要组成部分，特别是对于机械类生产车间，刀具管理的合理性、科学性，在很大程度上决定了制造系统的可靠性与生产效率的高低。

刀具使用寿命监控系统：通过安装刀具使用寿命监控系统，可以实时监控每种刀具的实际使用寿命和状态，为制定科学的刀具使用寿命管理计划提供数据支撑。刀具监控的作用加工异常实时监控，在深孔加工过程中因刀具异常造成的产品报废 刀具寿命管理，在稳定生产过程中，监控刀具实时磨损状态，提高刀具使用寿命 通过功率数据，优化生产程序，提高加工节拍，增加刀具使用率刀具监控的原理在线检测钻杆电机电流、钻杆切削液压力在线检测伺服进给电机电流监控原理：在加工过程中，数控系统PLC持续监控进给伺服电机工作电流，并与正常设置的电流值比较，如果超出允许值，则数控系统会输出报警信号。GSM系列数控深孔钻床标配刀具监测系统，可在加工过程中进行刀具的过程监测，在一定的范围内可防止不必要的枪钻折损，其运用成熟，已匹配了千台深孔钻床。

具体选择匹配刀具材质和被加工材质，有几条黄金法则非常管用:第一条：通常刀具材料的硬度必须高于工件材料硬度。所谓一物降一物，刀具硬度比工件高，才能降得住伏地魔。第二条：刀具材料的导热性应该跟工件形成互补。当加工导热性不好的工件时，一定要使用强导热性的刀具。例如金刚石的导热系数为硬质合金的1.5~9倍，铜的2~6倍，由于导热系数及热扩散率高，切削热容易散出，故刀具切削部分温度低，适合加工非铁金属、木工木质、硬质合金、陶瓷、石材、玻璃纤维、硬质橡胶、塑料、石墨等。第三条：刀具寿命材料的热膨胀系数和加工精度成反比例匹配关系。例如金刚石的热膨胀系数相对＊小，约为高速钢的1/10，因此金刚石刀具不会产生很大的热变形，对尺寸精度要求很高的精密加工刀具来说非常适合。第四条：导热性和耐热性皆优良的刀具材料，更适合高速切削低导热性及高硬度工件材料。其原因是切削热易使刀尖发生热破损和磨损，如刀具导热性和耐热性不好，会降低工件加工表面质量和尺寸精度，也会降低刀具加工效率和使用寿命。

 石墨刀具选择合适几何角度，有助于减小刀具振动，反过来，石墨 工件也不容易崩缺； （1）前角，采用负前角加工石墨时，刀具刃口强度较好，耐冲击摩擦性能好，随着负前角＊＊值减小，后刀具破损面积变化不大，但总体呈减小趋势，采用正前角加工时，随着前角增大，刀具刃口强度被削弱，反而导致后刀面磨损加剧。负前角加工时，切削阻力大，增大了切削振动，采用大正前角加工时，刀具磨损严重，切削振动也较大。 （2）后角，如果后角增大，则刀具刃口强度降低，后刀面磨损面积逐渐增大。刀具后角过大后，切削振动加强。 （3）螺旋角，螺旋角较小时，同一切削刃上同时切入石墨工件刃长＊长，切削阻力＊大，刀具承受切削冲击力＊大，因而刀具磨损、铣削力切削振动都＊大。当螺旋角去较大时，铣削合力方向偏离工件表面程度大，石墨材料因崩碎而造成切削冲击加剧，因而刀具磨损、铣削力切削振动也都有所增大。因此，刀具角度变化对刀具磨损、铣削力切削振动影响前角、后角及螺旋角综合产生，所以选择方面一定要多加注意。 通过对石墨材料加工特性做了大量科学测试，PARA刀具优化了相关刀具几何角度，从而使得刀具整体切削性能大大提高。