鲁祥:刀具寿命的智能化管理趋势

    随着计算机和网络的普及应用，刀具寿命管理越来越智能化。
    由我公司生产的首列国产时速350公里CRH3“和谐号”动车组，于2008年以394.3km/h的中国铁路第一速，轻松超越“风时速”，这一时速同时代表了世界运营铁路的最高速。为了实现对铝合金车体的高效率、高质量的加工，我们对国际、国内刀具进行分析和调研，选择了不同厂家刀具进行了对比试验，根据试验结果我们采购了大量优质刀具。
    在实际加工中，有多种因素会对加工刀具产生影响，首先是加工工件本身的因素，如加工工件材质、结构型式、工件刚度等对刀具使用效果影响较大。其次是加工工装，定位基准、压紧方式、结构型式以及工装刚度等都会影响刀具使用效果。再次加工工艺方案，如加工顺序、切削三要素（切深、进给、切削速度）对刀具使用效果影响更大。最后是加工机床，设备的切削功率、设备的刚度、设备的结构型式、切削冷却介质对加工刀具发挥效率也有很大影响。
    我们在实践中，要充分考虑刀具寿命和加工工件成本的关系，根据不同结构的工件选择不同的刀具，包括刀具材料（分整体硬质合金、焊接硬质、高速钢等）、刀具结构（分机夹刀片、焊接刀片和整体材料刀具）以及刀具装夹方式（热装式、强力紧固式、侧固式）等。有的刀具选择涂层刀片来增加刀具的耐用度，延长刀具寿命。在高速加工时，对刀具动平衡也有要求，我们配备了刀具动平衡仪，并在加工成本允许的前提下选择耐用度较高的刀具。
    在实际加工中，可用可编程控制器来控制刀具寿命，对各种刀具预定不同的寿命参数进行监控，在实际加工中控制加工次数，对达到规定寿命的刀具发出警告或强迫停机，该方法建立在对各种刀具的加工次数有经验数值的基础上，是一种简便易行的方法，缺点是刀具发生突然破损还需人工处理。还有在机床上装有刀具在线监控装置，刀具在主轴回到一个固定位置时，受到激光束检测，判断刀具是否磨损，可以及时报警或停机。该方法使用的前提也是根据以往的加工经验给出刀具参数，由监控程序测得数据和刀具数据库中存放的数据时时对比，来判断刀具的磨损状态。当然，还有许多其他方法可以对刀具寿命进行管理。
    随着计算机和网络的普及应用，刀具寿命管理越来越智能化，国外有许多公司在研制刀具寿命管理系统，如瑞典SANDVIK公司的成套商用管理软件CORATAS，既能管理刀具库存又能动态检测刀具寿命。还有德国DELKEL开发的ToolManager计算机辅助刀具管理系统，美国的CincinnatiMilacron公司的刀具管理系统，英国的CTMS公司的计算机用刀具管理系统（CTMS）等，国内对刀具智能化管理也不断在研究，如上海飞机制造厂数控中心CIMS系统中的刀具管理子系统，成都飞机工业（集团）有限责任公司数控中心开发的工具管理系统等。越来越多的企业将实施刀具寿命智能化管理。
    在这种趋势下，我公司成立了刀具管理中心，对车间使用加工刀具统一管理，负责刀具借用手续，负责日常维护修理。在刀具管理中心配置了计算机、对刀仪、刀具热装仪和刀具动平衡仪等设备，有刀具管理中心人员负责对刀、装刀和校对动平衡的管理，记录刀具参数，数控操作者到刀具管理中心换刀，把刀具参数输到数控机床，进行加工，对各种刀具设定了刀具寿命参数，到期换刀。目前，我们正在考虑一个方案，使刀具管理中心和加工机床联网，把刀具中心检测的刀具参数直接输送到加工设备中，逐步实现智能化管理。