概率统计函数在工件表面形貌分析中的应用

介绍概率统计函数中的自相关函数(ACF)和功率谱密度函数(PSD)在工件形貌分析中的应用。运用自相关函数和功率谱密度函数,可以识别机械加工后工件表面的特征,判断其中是否含有周期信号以及它们的频率,还可以反映出不同频率的成分在整个信号中所占的比重,从而估计在加工过程中各种因素特别是变化着的因素对表面加工质量的影响。     

利用ACF和PSD对微观表面特性研究

介绍自相关函数(ACF)和功率谱密度函数(PSD)在工件形貌分析中的应用,运用Delphi语言编写程序．分别计算出连续两道工序获得的两个表面的ACF和PSD函数,从中得出两个表面各自的组成成份及不同频率的成份在整个表面中所占的比重,判断出两表面之间的继承性、关联性及相互之间的差异．进一步估计出加工工序对工件表面微观形貌特性的影响。     

工程零件粗糙表面建模方法研究

随着科技的发展,零件比表面积增加,零件表面几何形貌对设备性能的要求日益显著.由于需要借助有限单元法模拟零件表面上发生的物理、化学现象,因此对零件表面计算机建模的研究具有较强的理论和实际意义.介绍目前粗糙表面的主要建模方法,并指出各种方法的优点及其局限性.     

用互相关函数判别零件表面形貌的特征

通过对不同加工方法所形成的表面形貌进行测量,得到大量的实测数据。运用随机分析方法分别求出每个零件表面形貌的互相关函数及其系数,再通过对函数与系数的分析,探讨表面形貌的特征。     

砂轮约束磨粒喷射精密光整加工表面功率谱分析和摩擦磨损特性研究

对砂轮约束磨粒喷射精密光整加工微观形貌进行功率谱分析和摩擦磨损特性研究。利用平面磨床M7120对精磨后45#钢工件材料进行喷射精密光整加工;用TALYSURF5轮廓仪测量加工后的微观几何参数值;用扫描电镜观察表面微观形貌变化;用功率谱密度函数评价磨削加工和光整加工表面的微观形貌特征;利用MG-2000型销-盘式高速高温摩擦磨损试验机研究表面形貌对摩擦磨损的影响。结果表明,磨粒喷射精密光整加工均化和改善了工件表面的波纹度,降低了工件表面粗糙度值,提高了工件表面的形状精度;光整加工表面摩擦因数和磨损量与磨削加工表面相比明显降低,表面质量明显改善,从而提高了零件的使用寿命和精度保持性,摩擦磨损实验结果和功率谱密度分析相吻合。     

高速铣削SiC_p/Al复合材料表面形貌功率谱密度研究

为了研究切削参数对高速铣削SiCp/Al复合材料表面微观形貌的影响,本文采用不同切削参数进行了高速铣削实验,利用Talyscan150型表面粗糙度测试仪对加工表面进行测量,对获得的表面数据进行功率谱密度(PSD)分析。结果表明:高速铣削SiC颗粒增强铝基复合材料时,进给量与铣削深度对功率谱密度影响不大,切削速度是主要影响因素,并且随着切削速度的增大,功率谱密度值降低,表面质量提高。加工表面的主要空间波长成分能够反映加工工艺条件对加工表面形貌的影响。     

ICF靶丸表面形貌检测系统性能分析

基于原子力显微镜与精密的气浮轴系,建立了靶丸表面形貌检测系统。对该系统的各项性能指标进行了评定,研究结果表明,系统的随机噪声误差在10nm量级,轴系的回转精度误差功率谱振幅在10^-2量级,与微球轮廓功率谱幅度相差两个量级以上,系统的稳定性较好,波长为几百纳米以上的局部颗粒能够被精确分辨。     

摆线铣削表面特性的功率谱密度研究

为了研究摆线铣削加工方法下影响工件表面微观形貌的主要因素,采用不同切削参数进行了铣削加工实验,并结合功率谱密度法对获得的表面数据进行了更加全面的分析表征。实验结果表明:采用摆线铣削加工方式时,较大的径向切削深度有利于功率谱密度值降低,保证表面质量的同时,提高加工效率;每齿进给量和主轴转速分别和表面轮廓间距、加工振动联系紧密,影响表面凸起和缺陷;加工表面的主要频率分布能够反映加工工艺条件对加工表面形貌的影响。     

加工表面形貌测量理论、方法及评价

随着精密、超精密及纳米级加工技术的发展,对工件表面的微观几何结构及表面形貌特性的检测提出了越来越高的要求,传统的二维表面测量,评定方法发展较为成熟,但已经不能满足现代计量技术的需要。三维的测量,评定方法则是目前国内外研究的重点。本文就表面测量方法、理论及评价指标等进行了论述。     

机械加工表面形貌分形特征的计算方法

提出应用小波变换计算表面形貌分形特征参数，基于Weierstrass-Mandelbrot函数（W-M函数）和Majumdar-Bhushan函数（M－B函数）这2种常用于表征和模拟机械加工表面轮廓曲线的标准分形函数，验证了小波变换计算分形维数具有很高的精度。与其它计算表面形貌分形维数的方法进行了比较，结果表明小波变换方法的稳定性和准确性好。应用小波变换计算了不锈钢和铜2种材料的机械加工表面的分形维数。     

氧化铝砂轮地貌的量化评价及数学建模

砂轮地貌特征是指砂轮表面磨粒密度、磨粒切削刃和磨粒出刃高度分布等情况。准确测量和量化评价砂轮地貌不仅有助于加深对磨削机理的认识,而且是磨削过程优化、磨削过程建模与仿真不可缺少的前提条件。采用白光干涉仪对氧化铝砂轮地貌进行了测量;用伯明翰三维表面粗糙度特征参数量化砂轮地貌特征,评价不同粒度号氧化铝砂轮的磨粒密度、磨粒形状和磨粒锋利程度;根据磨粒出刃高度测量结果,利用统计方法建立氧化铝砂轮表面磨粒出刃高度分布的数学模型。结果表明,氧化铝砂轮表面磨刃形状近似为尖端带有圆球半径的圆锥形状,随着砂轮粒度号数的增加,磨刃的圆头半径减小;在同一砂轮修整工艺条件下,磨刃的顶锥角相差不大;氧化铝砂轮表面磨粒出刃高度符合正态分布规律。     

Changes of Surface Topography during Wear for Surfaces with Different Height Distributions

Surface topography is one of the leading factors affecting wear processes. This study investigated topographical changes of mechanical components with non-Gaussian surfaces under sliding wear. The Johnson translatory system of distributions was applied to describe different surface height distributions. A wear model that has been experimentally confirmed for sliding wear was used to describe changes of surface heights. Based on different wear particle size distributions generated during wear, variations of surface height distribution were investigated. Relationships between topographical change and original surfaces were established. Finally, the results predicted were compared with the results using a truncation wear model     

Al_2O_3陶瓷表面准分子激光加工的形貌特征

以微机械为应用背景,采用准分子激光加工方法对Al2O3陶瓷材料表面进行加工,考察加工表面的形貌特征。研究表明,准分子激光加工表面形貌的统计参数具有显著的规律性。其高度参数的算术平均值Ra和均方根值Rq随工艺参数呈现同步同趋势变化的规律,并且相互之间具有定量的关系。对此本文提出了准分子激光加工表面轮廓的简化模型,分析计算的结果与实测数据基本吻合。研究还表明,准分子激光加工表面相当平坦,其坡度均方根值.Zq随工艺参数的变化不大。上述特征是由准分子激光加工原理决定的,与通常的切削加工截然不同。     

面向功能的表面形貌Motif表征研究

简述了现代工业对表面功能特性的新要求,表面形貌具有保证产品品质和功能的双重性,面向功能的表面形貌表征是实现表面设计与评定的基础;介绍了表面形貌的二维Motif表征及其评定参数;分析了不同的Motif评定参数对各种表面功能的对应表征关系;概述了三维Motif方法的定义和评定参数;提出了对表面形貌进行评定需要注意的问题。     

树脂结合剂砂轮表面形貌的激光扫描测量与分析

采用激光三维扫描方法 ,对树脂结合剂砂轮的表面形貌进行了测量。测量结果表明 :砂轮表面形貌的形成 ,不仅与砂轮表面磨粒的突出有关 ,还受结合剂表面高度变化的影响。在表面形貌测量结果的基础上 ,对磨削过程进行了仿真 ,可以得到有效磨粒数占磨粒总数的比例 ,以及有效磨粒数在磨削过程中的动态变化过程。     

三维表面粗糙度的均方根斜率评定

基于分形几何理论,通过分析随机表面的轮廓谱矩和表面谱矩的特性,提出了三维粗糙表面的均方根斜率评定方法,并用平磨样块试验证实了该法的正确性。     

缸套表面形貌磨损特性的研究

在缸套磨损的不同阶段 ,其表面将呈现出不同的表面形貌特性 ,定量描述上述特性对表面的功能分析及表面形貌设计具有很大的帮助。本文通过对缸套表面的实测和分析 ,研究了在磨损前后表面形貌的变化 ,并首次定量描述了微凸体密度、微凸体曲率半径及其沿高度方向的变化     

An Investigation of the Surface Topography of Ball Burnished Mild Steel and Aluminium

An experimental analysis was undertaken on ball burnished mild steel and aluminium using a purpose built burnishing tool. The analysis was designed to assess the effects of burnishing feed, force and speed and the number of tool passes on the surface roughness and surface hardness of a mild steel and an aluminium workpiece. In some cases, experiments showed that improvements of as much as 70% in surface quality were obtained when varying the mix of parameters.