1 引言

    切削加工是機(jī)械加工中應(yīng)用最廣泛的加工方法之一，目前零件的最終形成仍以切削加工為主。切削加工過程中的刀具損壞有磨損和破損兩種方式。刀具的磨損是由于工件—刀具—切屑接觸區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈摩擦，造成刀具表面(前、后刀面)的材料被切屑或工件逐漸帶走，刀具的磨損形式包括前刀面磨損(月牙洼磨損)、后刀面磨損、邊界磨損、刀尖磨損等。刀具的破損是由于刀具設(shè)計(jì)、制造及使用不當(dāng)或刀具(尤其是一些脆性刀具材料如陶瓷刀具)受切削力沖擊而發(fā)生損壞，刀具破損分早期和后期破損，有崩刃、剝落、碎斷和裂紋等形式。刀具的磨損和破損會(huì)影響零件加工精度和已加工表面質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起切削顫振，損壞機(jī)床、刀具和工件，影響切削加工效率、質(zhì)量，增加生產(chǎn)成本。因此，對(duì)刀具損壞的原因進(jìn)行分析，采取相應(yīng)措施避免刀具的過快磨損和破損有著重要的實(shí)際意義。

    刀具磨損和破損是在切削力和切削溫度的作用下因機(jī)械摩擦、粘結(jié)、崩刃、破碎以及塑性變形等引起，其原因很復(fù)雜，是機(jī)械、熱、化學(xué)作用的綜合結(jié)果。刀具損壞形式的多樣性和原因的復(fù)雜性，使得人們難以針對(duì)刀具不同損壞形式分析其原因并提出相應(yīng)的解決措施。計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，為建立刀具損壞形式計(jì)算機(jī)輔助分析系統(tǒng)提供了可能。刀具損壞形式計(jì)算機(jī)輔助分析系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)，匯集了普通車削、螺紋車削、銑削、鉆削等多種切削加工過程中的刀具損壞形式及原因，可得到文字、圖形數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行增加、刪除、修改等數(shù)據(jù)庫操作；根據(jù)刀具損壞形式可迅速檢索刀具損壞原因，并推薦解決方案或改進(jìn)措施。

2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

   1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

    刀具損壞形式計(jì)算機(jī)輔助分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中每條數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)包括：

   ·刀具損壞形式編號(hào)(ID)；
　　·刀具損壞形式類型(type)；
　　·刀具損壞形式后果(result)；
　　·刀具損壞形式原因(reason)；
　　·解決方案(solution)；
　　·刀具損壞形式圖像存取路徑(directory)。

    2. 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能否高效、正確運(yùn)行的關(guān)鍵所在。數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該避免冗余和不一致性，并且為應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)提供方便。根據(jù)不同的加工方式，刀具損壞形式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)目前設(shè)計(jì)和建立了以下四個(gè)子庫：

   ·普通車削刀具損壞庫；
　　·螺紋車削刀具損壞庫；
　　·銑削刀具損壞庫；
　　·鉆削刀具損壞庫。

   根據(jù)需要還可以添加其它加工過程的子庫。

3 系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

   由于采用模塊化設(shè)計(jì)方法可最大限度地減小模塊間的耦合性，增強(qiáng)軟件的可移植性、可擴(kuò)充性和可維護(hù)性，因此，刀具損壞形式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)有4個(gè)功能模塊：

   ·管理與維護(hù)模塊；
　　·數(shù)據(jù)查詢模塊；
　　·圖像處理模塊；
　　·輸入模塊和輸出模塊。

   這四個(gè)模塊由主控模塊進(jìn)行統(tǒng)一管理。

   1，數(shù)據(jù)庫管理、維護(hù)功能模塊

   為了使系統(tǒng)可以不斷更新和完善，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了管理維護(hù)功能模塊，可進(jìn)行數(shù)據(jù)增加、數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)修改等操作。

   2，數(shù)據(jù)查詢模塊

   該模塊是刀具損壞形式計(jì)算機(jī)輔助分析系統(tǒng)的核心部分，其主要功能是快速準(zhǔn)確地查詢刀具某一損壞形式的原因及對(duì)策。該模塊采用人機(jī)對(duì)話方式，引導(dǎo)用戶進(jìn)行正確地選擇，從而得到相應(yīng)的解決方案。為方便用戶應(yīng)用，該模塊還建立了幫助功能。數(shù)據(jù)查詢模塊的操作，如查詢刀具在普通車削過程的“月牙洼磨損”問題，在加工方式tab控件中選擇普通車削，然后，在數(shù)據(jù)窗口控件中選擇“月牙洼磨損”，這時(shí)，在右邊picture 控件中就會(huì)顯示相應(yīng)的刀具月牙洼磨損圖像來驗(yàn)證選擇的正確性，同時(shí)顯示刀具產(chǎn)生月牙洼磨損帶來的后果及月牙洼磨損產(chǎn)生的原因和具體解決方案。解決方案包括合理選擇刀具材料、切削參數(shù)，建議是否使用冷卻液等。

   3，圖像處理模塊

   為了向用戶提供更詳細(xì)的信息，引導(dǎo)用戶正確地選擇刀具損壞形式，本系統(tǒng)為用戶提供了刀具各種損壞形式的圖像。在應(yīng)用程序開發(fā)中，通過調(diào)用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)圖像路徑來顯示圖像。

   4，輸出功能模塊

   為方便用戶對(duì)數(shù)據(jù)的使用，設(shè)計(jì)了輸出功能模塊，可以按用戶要求進(jìn)行打印輸出。

4 結(jié)語

   刀具損壞形式計(jì)算機(jī)輔助分析系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)分析刀具損壞原因并可提出改進(jìn)措施。刀具損壞形式計(jì)算機(jī)輔助分析系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，有較好的可維護(hù)性和可擴(kuò)充性；系統(tǒng)界面友好，操作簡(jiǎn)單，查詢直觀準(zhǔn)確，實(shí)用性強(qiáng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用有助于掌握刀具損壞特點(diǎn)，對(duì)合理選擇刀具材料、切削條件，提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量具有重要意義。