高度分布函数与自相关函数对表面粗糙度参数的影响

目的研究具有不同高度分布和自相关函数的表面形貌的粗糙度参数变化。方法利用数字滤波法构造具有特定参数(如倾斜度、峰值、最快下降自相关长度和纹理高宽比、高度方差)的粗糙度表面,然后比较和分析不同类型形貌的参数。结果算术平均峰曲率不随高度分布函数和自相关函数变化,均方根斜率、界面开发面积比和峰密度随各种高度分布函数和自相关函数变化的影响较大。结论算术平均峰曲率不能表征高度分布和自相关函数。比较相同高度分布的表面形貌时,应对纹理高宽比、最快下降自相关长度、均方根斜率、界面开发面积比和峰密度进行比较。当比较不同高度分布的形貌时,应该对高度类参数倾斜度、峰值、高度均方根、最大高度、最大谷值和最大峰高进行比较。     

冷轧钢板表面形貌参数的研究

由于冷轧钢板表面形貌影响着钢板冲压时的成形性能、涂装性能等而越来越受到生产厂家及用户等各方关注.本文对三大基本表面形貌参数粗糙度Ra、峰值密度RPc、波纹度W采用不同测量标准进行结果对比,确定了取样长度、RPc计数基准、滤波方式对Ra、RPc、W的影响,指出应根据用户需求控制不同的形貌参数并确定相应的检测标准.     

冷轧钢板表面形貌参数的研究

由于冷轧钢板表面形貌影响着钢板冲压时的成形性能、涂装性能等而越来越受到生产厂家及用户等各方关注。本文对三大基本表面形貌参数粗糙度Ra、峰值密度RPc、波纹度W采用不同测量标准进行结果对比,确定了取样长度、RPc计数基准、滤波方式对Ra、RPc、W的影响,指出应根据用户需求控制不同的形貌参数并确定相应的检测标准。     

超声深滚对TC4钛合金表面形貌和表面粗糙度的影响

研究了采用超声深滚处理（UDR）对钛合金（TC4）试件表面形貌和表面粗糙度的影响.采用扫描电子显微镜观察分析了超声深滚处理前后的试件表面形貌,采用表面粗糙度仪分析研究了强化处理前后的表面粗糙度变化.结果表明,超声深滚处理可以显著降低机加工痕迹,消除表面微损伤,大幅降低表面粗糙度,可使表面粗糙度由Ra 2.32 m降低到Ra 0.11 m.     

粗糙表面的统计研究

论述了粗糙表面的表征方法,根据表面形成的随机特性,将粗糙表面的高度分布归为二项式分布.根据粗糙度取值的不同,讨论了泊松分布表面和高斯分布表面的高度分布特点和表面截面积及相对密度的分布情况.对表面接触状态进行了初步分析,认为表面接触存在一定的嵌入深度,并且根据嵌入深度可以估算表面接触面积.分析结果表明:泊松表面和高斯表面...     

微细铣削不锈钢310S表面完整性试验研究

目的揭示微细铣削下的切削深度ap、进给量f、切削速度v对不锈钢310S表面完整性的影响规律,为优化不锈钢310S的切削工艺提供参考。方法基于响应曲面方法,采用涂层硬质合金微直径铣刀,对不锈钢310S进行了铣削加工试验,对表面粗糙度、表面形貌和显微硬度的数据和信息进行采集并分析,进行多元非线性回归,建立了表面粗糙度Ra与切削参数之间的映射关系,对多元回归方程进行了显著性检验。结果得到切削参数ap、v、f显著度分别为0.099、0.620、0.011。基于曲面响应法的试验数据及数学模型,直观地绘制了ap、v、f对表面粗糙度Ra、表面形貌和显微硬度的影响规律图。结论在一定的切削加工参数范围内,进给量f对微细铣削不锈钢310S表面粗糙度Ra的影响最显著,其次是切削深度ap,切削速度v的影响最小。表面留有摆线状加工痕迹,顺铣侧的残留物分布多于逆铣侧。切削深度ap对310S试件表层显微硬度的影响最显著,其次是切削速度v。减小进给量f是降低不锈钢310S表面粗糙度的有效加工方法。     

电加工零件表面形貌特征的探讨

本文通过对电加工零件表面粗糙度进行测量．得到大量的实测数据，即测量算术平均偏差Ｒ＿ａ在表面径向等角距的八个方向的截面数据。运用随机过程分析方法，分别求出每个零件表面形貌的特征参数、幅度密度函数、自相关函数的图形和功率谱密度函数。对这些特征参数和函数的图形进行分析，探讨电加工零件表面形貌特征。为制订合适的表面粗糙度评定参数作准备。     

砂轮约束磨粒喷射精密光整加工微观形貌及耐腐蚀特性研究

本文主要对磨粒喷射精密光整加工表面进行几何特性评价及耐腐蚀特性研究,通过对表面微观轮廓高度参数、横向间距特性参数以及微观形状特性参数研究表明,磨粒喷射加工表面微观高度特性参数Ra值、Rq可降低50%以上,同时,Rz、Ry、Rt、Rp和Rm也都大幅度下降,喷射加工表面轮廓高度特性参数值比磨削加工明显改善;喷射加工表面轮廓微观不平度的平均间距Sm和轮廓的单峰平均间距S都不同程度降低.轮廓微观不平度间距明显减小,轮廓对于中线的交叉密度增加.利用SHR20步入式恒定湿热淋雨结合试验箱,实验研究了表面形貌对抗腐蚀性能的影响,结果表明,和磨削加工相比,磨粒喷射加工表面耐腐蚀性能明显提高,在相同的腐蚀条件下,喷射光整加工表面腐蚀量最轻,磨削烧伤表面腐蚀量最大.     

N^＋注入GCr15钢表面形态变化研究

详细测量和分析了ＧＣｒ１５钢经离子注入处理后的二维和三维表面粗糙度．结果表明．随注入能量和剂量的不同各评定参数的变化趋势也不同。离子注入使粗糙度高度参数值普遍下降，间距参数值有时增大，有时减小；通过溅射作用有时使粗糙峰数减少，有时又产生新峰；形状参数上峰态也发生变化。同时，对不同参数的注入表面尚进行了自相关函数和功率谱函数分析。     

磨料水射流抛光不锈钢工件表面质量的研究

阐述了3740龙门式数控水切割机床的系统构成及工作原理。通过牌号为0Cr18Ni9Si的不锈钢抛光实验,结合测量表面粗糙度值、摩擦系数变化、三维形貌图,分析了工艺参数对抛光区域表面质量的影响。根据不同材料的自身特性合理选择工艺参数,为异形曲面的冷态抛光加工提供指导。     

不同材料去除模式下激光加热辅助切削氮化硅陶瓷表面粗糙度研究

激光加热辅助切削因其工艺空间大、经济性高、可得到高质量表面成为工程陶瓷等脆硬材料的高效加工方式。通过改变激光功率和切削深度两组单因素试验,研究了激光加热辅助切削氮化硅陶瓷（Si3N4）不同加工状态下表面粗糙度值的变化规律。结果表明:材料被塑性去除时,Ra和Rq值均小于被脆性去除和产生热损伤时得到的值。未产生热损伤时,Ra和Rq值随工件软化程度增大而减小。在塑性去除模式下,轮廓高度幅值曲线更加趋于对称和正态分布,表面轮廓更加精细。     

表面粗糙度对磁控溅射纯Cu靶材刻蚀区表面形貌及溅射性能的影响

通过将不同粗糙度的纯Cu试样安装在组合靶中以保证相同试验条件,采用白光干涉仪、离子镀膜机、电子分析天平和扫描电镜等方法研究了表面粗糙度对磁控溅射金属靶刻蚀区表面形貌及溅射性能的影响。结果表明,不同粗糙度的试样严重影响其溅射后的表面形貌,在靶材刻蚀最深区域出现凹坑和连续凸起分布的形貌,而在刻蚀较浅的区域出现了溅射蚀坑和不完全刻蚀的晶粒所形成的“亮点”;取向不同的晶粒内部和晶粒边界刻蚀后均出现台阶状形貌,但晶粒内部台阶高度和宽度远远小于晶粒边界,这是由于晶界刻蚀速率较晶粒内部快;表面初始粗糙度越大的试样溅射10 h后,其刻蚀最深区域的表面粗糙度越大;试样溅射过程的前10 h,初始表面粗糙度最小的试样其溅射产额最大。因此,可通过降低靶材表面粗糙度来增加薄膜沉积速率和溅射过程的稳定性。     

聚磁盘形状对磁粒研磨加工管件内表面的影响

目的提高磁粒研磨法加工管件内表面的质量及加工效率,探究磁粒研磨法中不同形状的聚磁盘对管件内表面的影响。方法利用Maxwell软件对轴向开槽聚磁盘与不开槽聚磁盘进行磁场强度模拟和磁感应线模拟,分析不同形状的聚磁盘的磁感应强度变化和磁场强度分布。利用磁粒研磨法对工件内表面进行研磨加工,对研磨之后的工件表面粗糙度进行测量,并对微观形貌进行观察。结果在磁粒研磨工具转速为500 r/min、加工时长为15 min的条件下,聚磁盘为未开槽时,表面粗糙度由原始的0.509μm降至0.127μm,表面粗糙度改善率(%ΔRa)为75.04%;当聚磁盘为轴向开槽时,工件表面粗糙度由原始的0.553μm降至0.097μm,工件的表面粗糙度改善率(%ΔRa)为82.45%。结论在相同的加工条件下,当聚磁盘轴向开槽时,相对于轴向不开槽的聚磁盘,磁粒研磨管件内表面的研磨效果更好,表面粗糙度改善率和研磨效率更高。     

Parameters for control of roughness of surfaces operating with thin oil films

The transition from fluid film lubrication to boundary lubrication is marked by increased friction resulting from contact of the asperities of the mating surfaces through the oil film and is often quantified in terms of lambda (γ) the ratio of lubricant film thickness to the composite roughness of the two surfaces. Whilst the use of Ra or the standard deviation Rq maybe satisfactory for ground surfaces with a near Gaussian height distribution, many engineering surfaces have the height of the higher asperities reduced by lapping or during initial bedding in, resulting in a skewed height distribution which is not properly represented by Ra or Rq alone.The paper describes a single parameter 3σ₅₀ which is determined by finding the height difference between slice levels corresponding to TP = 50% and TP = 0.13% on the bearing area curve. The use of this parameter calculated from 3D data is illustrated for the control of the finish of automotive crankshaft journals with both positively and negatively skewed height distributions. It is recommended that this parameter also be used when reporting the roughness of surfaces in tribological tests.     

超声滚压参数对18CrNiMo7-6齿轮钢表面性能的影响

目的研究在不同加工参数下,对18CrNiMo7-6齿轮钢进行超声滚压加工后表层质量的变化,并得出其显著性顺序。建立表面粗糙度的解析模型,研究进给量、滚压次数和初始表面粗糙度对表面质量的影响,并与试验结果作对比。方法采用车刀将固定在车床卡盘上的18CrNiMo7-6齿轮钢棒状材料的端面进行精车后,采用超声滚压试验装置对精车后端面进行加工处理。采用三维形貌测量仪等专用设备,对加工完成后的试样表面表面粗糙度、表层显微硬度、表面二维形貌和表层残余应力等进行检测,然后利用正交试验,寻找对试样表面粗糙度影响的显著性因素,建立表面粗糙度的解析模型,对比试验数据和解析模型数据,研究超声滚压对表面粗糙度、表面二维形貌、表层显微硬度和表层残余应力的影响。结果得到的显著性顺序为进给量、主轴转速、次数、振幅、静压力,并且前述给出的粗糙度解析模型可以较好地预测超声滚压后的表面粗糙度,计算得到的理论数据与试验数据较为接近。试样表面的粗糙度Ra由车削加工的3.003μm减小为0.468μm,齿轮钢表层形成了明显的加工硬化层,其深度约为260μm;表层显微硬度从未处理的360.9HV升至417.6HV,比率为15.7%;表层内形成了勺形分布的残余应力,在距离表层60μm处,最大残余压应力形成,为–790.97 MPa,残余压应力层深度达到了800μm。结论超声滚压加工可以显著提高18CrNiMo7-6齿轮钢试样的表面性能,其中以滚压进给量的影响最为显著。     

表面粗糙度对动车组车轮钢弯曲疲劳性能的影响

目的分析不同程度的表面损伤对车轮钢疲劳性能的影响程度,为车轮疲劳的预测提供有效指导。方法采用X射线衍射仪测量不同程度表面损伤试样的表面残余应力分布,通过弯曲疲劳试验机对不同表面损伤的试样进行疲劳测试,并采用扫描电镜对断口形貌进行分析。结果 Ra4.1试样表面残余压应力大约为Ra0.7试样的2~3倍。Ra0.7试样疲劳极限为287.5 MPa,Ra4.1试样疲劳极限为280 MPa,前者比后者提高了2.6%。在相同应力下,Ra0.7试样的疲劳寿命至少高出Ra4.1试样一个数量级。Ra0.7试样的疲劳裂纹起裂于表面机加工刀痕,深度约为20?m;Ra4.1试样的疲劳裂纹起裂于表面凹坑,深度约为40?m,直径约为100?m。结论试样表面粗糙度越大,表面损伤越严重,表面残余压应力越大。表面粗糙度等级提高,表面应力集中严重,材料的疲劳性能下降。所有试样均起裂于表面损伤宏观缺陷处,裂纹易于在表面粗糙度大的试样表面形成,向内部扩展速度更快。     

氮化铝陶瓷基片的集群磁流变效应研磨加工

采用集群磁流变效应研磨加工方法对氮化铝(AlN)陶瓷基片进行研磨加工,系统地分析了主要工艺参数的影响和最终经过精密研磨后的加工表面形貌特征。结果表明,集群磁流变效应研磨加工方法可以实现对氮化铝(AlN)陶瓷基片的高效率高精度研磨加工,原始表面Ra1.730μm经过粗研10 min和精研30 min后可以达到0.029μm,下降两个数量级。在粗研阶段,选用二氧化硅磨料#4000、磨料体积分数12%、研磨盘转速150 r/min、研磨压力3.5 kPa,可以获得较高的材料去除率和较光滑的加工表面。