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程控制所引起的,它比其它幾何參數(shù)對零件功能的影響更為復雜.在表面粗糙度中,不同方面的特征參數(shù)對于不同的功能要求,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、疲勞強度、沖擊強度、耐腐蝕性、接觸剛度、抗

2、振性、間隙配合中的對中精度、過盈配合中的結(jié)合強度、對光的反射性能、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.國內(nèi)外均對此予以極大的關(guān)注,紛紛頒布了一系列的評定標準,對粗糙度的術(shù)語定義和測量方法進行了統(tǒng)一的規(guī)定,學術(shù)研究也頗為活躍.據(jù)目前國內(nèi)外的信息來看,存在著以下若干問題:1、表面粗糙度的評定是以粗糙表面的輪廓截線為評定依據(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,這樣也就無法評

3、定表面粗糙度對零件整體功能的影響程度.2、由于評定的參數(shù)是二維參數(shù),故目前各國所采用的測量方法也以二維測量為準.3、二維評定中,基準線的選擇通常用直線或折線來代替理論上的最小二乘中線(有時是曲線),故評定結(jié)果亦有相當程度的誤差.4、近年來,隨著"分形理論"的迅速發(fā)展,利用分形來研究粗糙度的學術(shù)討論也頗為活躍.但大部分仍局限于粗糙表面輪廓截線的分形研究上.5、在國內(nèi)的工業(yè)領(lǐng)域,對表面粗糙度的認識、測量儀器的開發(fā)和設計、測量精度等方面,與國

4、外發(fā)達國家相比,均存在著較大的差距.該論文主要研究以下兩個方面的問題: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、粗糙度的三維評定(1)在二維粗

5、糙度評定中,其基準線有中線制和包絡線制.該文則對中線制進行推廣至三維粗糙度評定,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)該文對二維粗糙度參數(shù)進行推廣,給出了表面粗糙度三維評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)值計算方法.(3)應用三角域上分形插值方法,對少量數(shù)據(jù)進行分形插值,然后對插值出的數(shù)據(jù)進行三維評定.同時