螺旋铣削刀具在线监测系统设计及试验研究

doi:10.13436/j.mkjx.202605009

煤矿机械 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (5) : 46 -52. DOI: 10.13436/j.mkjx.202605009

螺旋铣削刀具在线监测系统设计及试验研究

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摘要

针对螺旋钻杆铣削加工中刀具工况恶劣、寿命低且缺乏有效监测手段的问题，开发了一套多传感器融合的在线监测系统。该系统集成了振动、主轴电流和声发射三类传感器，构建了感知-采集-软件-边缘计算四级架构，实现了数据的同步采集。通过在专用机床上进行测试验证，该在线监测系统能够对加工状态信号进行准确采集：空载状态时，螺旋铣削刀具系统的振动信号成分主要集中在0～10 Hz，电流信号主要集中在0～5 Hz；加工状态时，电流信号主频与理论切削频率（200 Hz）吻合，振动与声发射信号则呈现刀片与工件切削频率的倍频特征；刀具失效时，三类信号的频域幅值均显著增大，且声发射信号的响应最为敏感。研究结果可为大切深、强振动、非连续切削工况下的多刀片铣削刀具状态在线识别提供重要的实践参考。