周俊杰，余建波

(同济大学 机械与能源工程学院， 上海 201804)

目前，切削加工依然是机械加工的主要方式之一，绝大多数零件都由刀具切削加工获得，尤其在航空制造业，一架飞机需要数百万个零件，每年要消耗数十万刀具[1].刀具状态监测是零件微加工质量控制的关键问题，刀具的过度磨损和刀具状态异常会显著降低零件的尺寸精度，缩短刀具的使用寿命.研究表明，刀具磨损监测技术可以减少75%因工艺因素和人为因素造成的停机时间，提高10%～50%的生产效率[2].刀具磨损量通常是刀具性能检测的最相关参数，直接影响最终产品质量、机床性能和刀具寿命.由于刀具磨损宽度(VB)比较容易测量，国际标准化组织(ISO)统一规定以刀面上测量的VB作为刀具的磨损标准.

监控和测量刀具磨损量的方法主要有直接测量法和间接测量法.刀具磨损量的变化直接影响切削力、刀具/工件振动、声发射信号、工件表面纹理等参量[3].荣雪宁等[4]建立了一种基于刀盘扭转能量的刀具磨损预测模型，用于估计刀具的磨损情况.Kong等[5]建立了基于切削力信号的刀具磨损故障检测系统.振动也是最为广泛监测的信号之一，Simon等[6]和Rmili等[7]通过主轴振动信号监控刀具磨损状态.Li等[8]和Liu等[9]利用声发射传感器提取切削声信号，根据不同时刻的声信号变化预测刀具寿命.Dutta等[10]利用小波变换分解图像的垂向细节提取工件表面纹理的微观细节，以此判断刀具的磨损状态.间接法通过监……