零件表面微觀結(jié)構(gòu)特征重構(gòu)及表面粗糙度的三維評(píng)定.pdf

1、零件表面微觀結(jié)構(gòu)特征重構(gòu)及表面粗糙度的三維評(píng)定摘 要零件表面結(jié)構(gòu)特征是由三部分組成的,即宏觀的形狀誤差、微觀的表面粗糙度及界于兩者之間的表面波紋度.三者所產(chǎn)生的原因是不同的.其中微觀的表面粗糙度是由刀具的角度、切削速度及切削的過(guò)程控制所引起的,它比其它幾何參數(shù)對(duì)零件功能的影響更為復(fù)雜.在表面粗糙度中,不同方面的特征參數(shù)對(duì)于不同的功能要求,其敏感性也是不一樣的.它所影響的主要方面有摩擦系數(shù)、磨損、疲勞強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、耐腐蝕性、接觸剛度、抗

2、振性、間隙配合中的對(duì)中精度、過(guò)盈配合中的結(jié)合強(qiáng)度、對(duì)光的反射性能、流體阻力、鍍層質(zhì)量等.為此,零件的表面粗糙度是零件質(zhì)量的重要表征之一.國(guó)內(nèi)外均對(duì)此予以極大的關(guān)注,紛紛頒布了一系列的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),對(duì)粗糙度的術(shù)語(yǔ)定義和測(cè)量方法進(jìn)行了統(tǒng)一的規(guī)定,學(xué)術(shù)研究也頗為活躍.據(jù)目前國(guó)內(nèi)外的信息來(lái)看,存在著以下若干問(wèn)題:1、表面粗糙度的評(píng)定是以粗糙表面的輪廓截線(xiàn)為評(píng)定依據(jù)的,具有二維性,反映的是零件表面的局部性質(zhì),不能反映零件表面的整體特性,這樣也就無(wú)法評(píng)

3、定表面粗糙度對(duì)零件整體功能的影響程度.2、由于評(píng)定的參數(shù)是二維參數(shù),故目前各國(guó)所采用的測(cè)量方法也以二維測(cè)量為準(zhǔn).3、二維評(píng)定中,基準(zhǔn)線(xiàn)的選擇通常用直線(xiàn)或折線(xiàn)來(lái)代替理論上的最小二乘中線(xiàn)(有時(shí)是曲線(xiàn)),故評(píng)定結(jié)果亦有相當(dāng)程度的誤差.4、近年來(lái),隨著"分形理論"的迅速發(fā)展,利用分形來(lái)研究粗糙度的學(xué)術(shù)討論也頗為活躍.但大部分仍局限于粗糙表面輪廓截線(xiàn)的分形研究上.5、在國(guó)內(nèi)的工業(yè)領(lǐng)域,對(duì)表面粗糙度的認(rèn)識(shí)、測(cè)量?jī)x器的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)、測(cè)量精度等方面,與國(guó)

4、外發(fā)達(dá)國(guó)家相比,均存在著較大的差距.該論文主要研究以下兩個(gè)方面的問(wèn)題:1、零件表面微觀結(jié)構(gòu)特征的重構(gòu).(1)總結(jié)了傳統(tǒng)的曲面的表示方法;(2)以分形幾何理論為基礎(chǔ),研究了分形插值曲面的本質(zhì)問(wèn)題,即三角域上的分形插值曲面,給出了插值方法及曲面的生成原理,給出了三角域上的分形插值曲面迭代函數(shù)系的構(gòu)造方法,給出了相應(yīng)的算法,從而為更好地研究零件表面形貌特征、材料斷口形貌、地貌形態(tài)的分形特征提供了直觀分析依據(jù).2、粗糙度的三維評(píng)定(1)在二維粗

5、糙度評(píng)定中,其基準(zhǔn)線(xiàn)有中線(xiàn)制和包絡(luò)線(xiàn)制.該文則對(duì)中線(xiàn)制進(jìn)行推廣至三維粗糙度評(píng)定,即中面制(最小二乘平面或曲面).在中面制中,分別研究了最小二乘平面、最小二乘圓柱面、最小二乘圓錐面、最小二乘球面和最小二乘B樣條參數(shù)曲面.(2)該文對(duì)二維粗糙度參數(shù)進(jìn)行推廣,給出了表面粗糙度三維評(píng)定的基本概念和參數(shù),提出了粗糙度曲面的概念,并給出了參數(shù)的數(shù)值計(jì)算方法.(3)應(yīng)用三角域上分形插值方法,對(duì)少量數(shù)據(jù)進(jìn)行分形插值,然后對(duì)插值出的數(shù)據(jù)進(jìn)行三維評(píng)定.同時(shí)