本发明属于切削刀具技术领域。
背景技术：
高速切削工艺在汽车、飞机、模具制造业中应用广泛。由于刀具高速旋转时各部分承受的离心力已远远超过切削力本身的作用而成为刀具的主要载荷，而离心力达到一定程度时会造成刀具变形甚至破裂，因此研究刀具寿命的估计方法对发展高速切削加工有着极其重要的意义。
技术实现要素：
本发明目的是解决高速切削加工中刀具寿命的估计问题，提供一种用于切削动力工具的刀具寿命估计方法。
本发明提供的用于切削动力工具的刀具寿命估计方法，包括如下步骤：
第1步、用于切削动力工具的刀具寿命估计装置的搭建，包括动力工具(1)，动力工具下端安装的刀具(2)，动力工具下端靠近刀具部位安装的单轴加速度传感器(3)，与单轴加速度传感器相对另一侧的动力工具上通过橡胶隔振垫(5)安装有一个麦克风(4)；
第2步、采用第1步搭建的装置，分别使用已达使用寿命的刀具和新刀具切削工件，对单轴加速度传感器和麦克风记录的信号进行处理，利用互相关技术减小信号中的噪声，对每一个信号都进行多层小波包分解，计算信号中的一次、二次、三次和四次谐波成分所处的节点上小波系数的能量，建立信号的小波能量谱与刀具寿命的映射关系模型；
第3步、对于待估计寿命的动力工具，在工作过程中持续采集单轴加速度传感器和麦克风记录的信号，对信号进行实时分析，方法与第2步中相同，将计算的能量谱输入第2步建立的映射关系模型，如果接近已达使用寿命的刀具的信号能量，则停止动力工具工作，更换新刀具。
本发明的优点和积极效果：
本发明具有成本低，精度高的优点，能够避免切削加工中由于刀具磨损导致的工件产生毛边严重，表面粗糙度下降，工件尺寸变化等缺陷。
附图说明
图1是用于切削动力工具的刀具寿命估计使用的装置。
图2是信号的小波能量谱与刀具寿命的映射关系模型。
图中，1是动力工具，2是装卡在1上的钻头，铣刀等刀具，3是单轴加速度传感器，4是麦克风，5是橡胶隔振垫。
具体实施方式
实施例1：
第1步、用于切削动力工具的刀具寿命估计装置的搭建，装置如图1所示。
单轴加速度传感器3和动力工具1是刚性连接，麦克风4和动力工具1是弹性连接，橡胶隔振垫5位于麦克风4和动力工具1之间，起到隔离振动的作用。单轴加速度传感器3在布局上尽可能靠近刀具2，麦克风4与刀具2的距离不大于0.3米，且保证不被切削液沾湿。麦克风4和单轴加速度传感器3位于动力工具1的两侧，且麦克风4与刀具2之间不能有物体遮挡。通过对单轴加速度传感器3和麦克风4获得的信号进行分析可以得到刀具寿命。
第2步、分别使用已达使用寿命的刀具和新刀具切削工件，对单轴加速度传感器3和麦克风4记录的信号进行处理，利用互相关技术减小信号中的噪声，对每一个信号都进行多层小波包分解，计算信号中的一次、二次、三次和四次谐波成分所处的节点上小波系数的能量，建立信号的小波能量谱与刀具寿命的映射关系模型，模型如图2所示。图中人工神经网络是一种模仿人脑的神经网络行为特征，进行分布式并行信息处理的算法。它通过调整内部大量节点(在图中用圆圈标识)之间相互连接(在图中用带箭头的直线标识)的关系，从而达到建立小波能量谱与刀具寿命的映射关系模型的目的。
2.动力工具在工作过程中持续采集单轴加速度传感器3和麦克风4记录的信号，对信号进行实时分析，方法与步骤1中相同，将计算的能量谱输入映射关系模型，如果接近已达使用寿命的刀具的信号能量，则停止动力工具工作，更换新刀具。