随着数控加工技术和计算机技术在石材异型加工领域的广泛应用,数控雕刻机为石材雕刻提供了新的技术手段。由于金刚石刀具的使用至今仍是数控雕刻加工领域的难题,因此金刚石刀具能否充分发挥其本身的铣削作用则对加工效率和加工成本起着重要影响。金刚石刀具的耐用度被作为衡量金刚石铣刀切削性能好坏的重要标志且磨损又是对耐用度好坏起主要作用的指标,所以对金刚石刀具的磨损可靠性进行研究至关重要。目前,国内对数控雕刻用的金刚石铣刀摩擦磨损方面的研究较少,这也是石材雕刻技术不能迅速发展的主要原因。在综述了国内外相关磨损可靠性研究的现状及基础上,对金刚石铣刀的磨损机理进行分析,确定出影响铣刀磨损量的因素。选用定制的电镀金刚石铣刀,通过EMCO Concept MILL 155数控机床进行一系列铣削美国白麻花岗岩的磨损试验,包括磨损单因素试验、磨损随机试验和磨损均匀试验,这些试验数据为建立神经网络模型对金刚石铣刀的磨损进行预测和验证提供了试验样本。通过对磨损单因素试验数据进行研究,得到加工参数与金刚石铣刀磨损量之间的关系及变化规律;通过对磨损均匀试验数据进行研究,得到加工参数影响磨损量的主次关系;通过对磨损随机试验数据进行研究,证明了金刚石铣刀铣削花岗岩的过程符合典型的磨损过程;另外,笔者还对金刚石铣刀表面磨损情况进行了较为深入的研究,选用超景深三维显微镜对金刚石铣刀的侧面及底部进行微观形态的观察和研究。采用BP神经网络对金刚石铣刀铣削花岗岩过程中的磨损量建立了预测模型,通过调用MATLAB工具箱中的相关函数对神经网络实现网络设计、权值初始化和确定隐含层个数及对试验样本进行训练等,通过均匀试验数据与神经网络训练结果进行对比分析,验证了神经网络预测磨损量的磨损预测模型是可行的。结合已经建立的磨损预测模型,对磨损试验值进行正态分布的验证,分析了隶属函数的确定方法,选用模糊磨损可靠度计算方法对预测值进行可靠度计算。