表面微观形貌

摘要： 基于盒维数法、差分盒维数法、结构函数法,用MATLAB模拟出已知分形维数的理论分形曲面,对其.进行分形维数的计算,并计算其误差,结果表明:盒维数法的计算结果误差最小,可确定超声磨削加工表面分形维数的计算方法,为超声磨削加工表面形貌的特征分析奠定理论基础。

摘要： 研究不同被测表面材质对激光三角测距测量精度的影响,利用光线追迹方法,通过对不同表面材质成像光斑的光学模拟,同时利用MATLAB对得到的波形数据进行归一化处理并对光斑质心理论计算,得到影响三角测距测量精度的2个关键因素:表面反射率分布和表面微观形貌.表面反射率越接近朗博体的目标物对应的检测误差越小;表面纹理越少,对应的检测误差越小.进而提出提高测量精度的方法并验证,结果表明:通过优化成像光斑的高斯分布和增加垂直于检测方向的激光宽度能够提高测量的精度.

摘要： 对提高磁力研磨18CrNiMo7-6渗碳淬火钢外圆面表面质量的工艺参数进行研究.采用混合正交试验的方法建立混合正交试验表;以磁力研磨加工后的三维表面粗糙度值Sa为主要考察指标,通过极差分析和方差分析分别对混合正交试验的结果进行分析;NPFLEX三维表面测量系统观测工件的三维表面形貌.由混合正交试验结果得出,当碳化硅粒度号为400#、碳化硅质量百分比30％、铁粉粒度号120#、磁场强度0.6T、加工间隙2 mm、工件周向线速度0.2m/s时工件的表面粗糙度达到最小值0.033μm.影响磁力研磨加工18CrNiMo7-6渗碳淬火钢外圆面的三维表面粗糙度的工艺参数的主次顺序及较优组合为:铁粉粒度号120#、加工间隙1 mm、碳化硅粒度号800#、磁场强度0.6T、工件周向线速度0.2m/s、碳化硅质量百分比35％.

摘要： 以SiC纳米液为工作介质,研究高速走丝电火花线切割加工表面的特性.采用两步法制备SiC纳米流体,并与乳化液或去离子水混合作为纳米工作介质,多次切割SKH-51高速钢.利用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)分析表面微观形貌和纳米面粗糙度,利用Taylor-Hobson-50粗糙度仪测量宏观表面粗糙度,利用能谱仪(EDS)检测表层的化学成分.SiC/乳化液纳米工作液、常规乳化液、SiC/去离子水纳米工作液三种不同介质加工样品的纳米面粗糙度Sq分别为64.7 nm、135 nm和22.8 nm,重铸层厚度分别为11μm、16μm、14μm,宏观表面粗糙度Ra分别为1.4640μm、1.7923μm和1.3149μm.与常规乳化液加工相比,SiC纳米工作液均无明显的电极丝放电痕迹,但SiC/去离子水纳米工作液有明显的黑白条纹,表面光洁度劣于SiC/乳化液纳米工作液.SiC纳米工作液加工的表面均未呈现蜂窝状,陨石坑大而浅,微观裂纹均不明显,孔洞呈细针孔状,其中SiC/乳化液纳米工作液加工的表面针孔更细而少.SiC纳米工作液能有效提高高速走丝电火花线切割加工表面的质量.

摘要： 针对平整轧制过程不同用途带钢对表面微观形貌的特殊要求,在批量跟踪电火花毛化轧辊、磨削轧辊和冷轧后带钢表面微观形貌的基础上,建立工作辊与带钢都可考虑真实表面粗糙峰的带钢表面微观形貌轧制转印生成模型,采用工业实验验证了仿真模型的准确性,并据此模型分析轧制前带钢已经具有表面粗糙度分别大于、等于、小于轧辊表面粗糙度时,带钢表面微观形貌的轧制转印行为与遗传演变规律.提出了负转印和转印饱和的概念,定义了两种极限轧制转印状态的描述指标——负转印最大和转印饱和,研究发现当带钢表面粗糙度小于或等于轧辊表面粗糙度时,存在负转印最大点和转印饱和点;当带钢表面粗糙度大于轧辊表面粗糙度时,负转印最大点和转印饱和点重合.在此基础上,采用负转印最大点与转印饱和点对应的临界板宽轧制力,描述带钢表面微观形貌的遗传及演变规律,并系统仿真分析带钢屈服强度、带钢轧前表面粗糙度、轧辊表面粗糙度等工艺条件参数对于负转印最大点与转印饱和点对应的临界单位板宽轧制力的影响规律,发现随着带钢屈服强度增大和轧辊表面粗糙度增加,该临界单位板宽轧制力均增大;随着带钢表面粗糙度增大,负转印最大点对应的临界单位板宽轧制力增大,但转印饱和点对应的临界单位板宽轧制力却减小.

摘要： 为准确获取车削粗糙表面法向接触刚度,运用有限元方法开展接触仿真研究.基于车削运动学原理,实现车削表面微观形貌点云数据的获取.运用逆向建模方法实现特征曲面与三维模型的构建.采用ABAQUS有限元仿真软件对三维模型进行接触分析,得到法向接触刚度有限元仿真结果.为验证该文方法的准确性,引入KE模型的理论解析结果进行对比.对比结果显示,在相同工况条件下,KE模型理论解析结果与有限元仿真结果具有相同的变化趋势,法向接触刚度随接触压力的增大而增大.在相同接触压力条件下,KE模型的理论解析结果小于该文有限元仿真结果.通过改变车削加工参数获得不同粗糙度参数的粗糙表面,继而对比不同加工参数下法向接触刚度的有限元仿真结果.在相同接触压力条件下,法向接触刚度随车刀刀尖圆弧半径r的增大而逐渐增大,随车削进给量f的增大而逐渐减小.该文方法为准确计算车削表面法向接触刚度提供一种新的方法和途径.

摘要： 超精密车削技术广泛应用于铝合金反射镜制造。直接超精密车削加工的铝合金镜面应用于可见光波段时会出现衍射效应,严重影响镜面的光学性能。为抑制衍射效应目前普遍对超精密车削铝合金镜面进行抛光。抛光工艺加工时间长、成本高,难以满足高质量镜面批量生产需求。为此,本文针对铝合金超精密车削镜面衍射效应的来源和抑制技术开展了研究。

摘要： 目的改善蓖麻油的综合润滑性能,尝试与黏度较小、流动性好的其他植物油混合,探究混合植物油同纯蓖麻油磨削GH4169镍基合金时的润滑性能差异。方法先进行1︰1混合植物油的探索性实验,以比磨削能、比磨削力、表面粗糙度、磨削温度为筛选参数,对筛选出的3个较优组同纯蓖麻油做对比,得出最优组,从脂肪酸角度分析润滑性能改善原因,并测量油膜接触角,进行验证。由于脂肪酸种类及含量的差异造成了润滑性能的不同,通过调节最优组的不同体积配比,改变其油液的脂肪酸含量占比,对相同的评价参数做进一步实验探究,分析脂肪酸含量占比变化对润滑性能的影响程度,最后根据表面微观形貌进行验证性分析。结果探索性实验得到的3个较优组分别为棕榈油、大豆油、玉米油同蓖麻油的混合组,发现随着这3组的不饱和脂肪酸含量依次提高,微液滴的接触角逐步减小。蓖麻油/大豆油在3组中的磨削温度最低,为100.7°C;表面微观形貌最优;接触角最合适,为70°;不饱和脂肪酸含量占比(质量分数)最合适,为66.5%。经过不同体积配比,进一步发现,随着不饱和脂肪酸占比逐步增大,润滑性能的评价参数在整体趋势上均阶段性地先减小、后增大,但在相邻的每种配比之间,各参数并不随不饱和脂肪酸占比的逐步增大而出现明显规律性。结论油液中的脂肪酸种类、含量占比对润滑性能的改善起着不可或缺的作用。硬脂酸促进皂化反应,提高成膜能力,不饱和脂肪酸C=C双键结构能够降低油膜密度,提高油液流动性。蓖麻油同其他植物油混合后,均不同程度地提高了不饱和脂肪酸比例,提高了油膜流动性,因此合适的不饱和脂肪酸占比可以兼顾液滴成膜能力和流动性。通过调小不饱和脂肪酸含量占比的变化幅度,发现不饱和脂肪酸占比可以阶段性对润滑性能的改善程度进行调控,但对润滑性能的精确调控还受到其他多种因素的制约。

摘要： 目的探究磁粒研磨中复合磁极磁回路对工件表面质量及表面粗糙度值的影响,解决传统平面磨粒受磁力较小而远离加工区域,从而使表面质量较低的问题。方法对提出的磁极复合磁路法进行研磨机理分析,并通过磨粒在加工中的受力分析,进而分析影响因素。使用等效磁路法,对3种磁路所形成加工区域的磁感应强度进行计算,进而采用Ansoft Maxwell软件对3种磁路的磁场梯度模拟仿真进行对比分析,综合分析、评价影响因素的作用,为试验打下理论基础。最后使用表面粗糙度仪及超景深3D显微镜,对采用不同磁回路研磨前后的工件表面粗糙度值及表面质量进行测量与记录。结果复合磁极磁路中的磁感应强度大于传统研磨加工,具有明显、对称的磁场梯度效果。与传统式研磨相对比,表面粗糙度值从0.10μm降至0.06μm,在表面粗糙度改善率上提升40%,工件表面研磨质量较好。结论复合磁极式磁粒研磨工艺对工件表面的划痕、凹坑、斑点等达到了良好的去除效果,使工件表面平整并具有镜面效果,较传统研磨明显具有质量好、效率高的优点。

摘要： 刀具的热变形是KDP晶体超精密飞切加工表面形貌形成过程中的一个重要影响因素.在超精密飞切加工过程中,一部分切削热传输至刀具,使其发生热膨胀,从而造成刀尖在垂直于工件加工表面方向上位移的变化,影响生成的加工表面微观形貌.然而受限于位移传感器的灵敏度及切削运动过程中的测试条件,刀尖热膨胀位移很难通过实验的方式直接测得.因此,本文通过测量实际加工中的切削力,得到了切削参数和主切削力的对应关系.基于测量得到的切削力,仿真分析了刀尖热流量输入情况下刀尖在垂直于工件加工表面方向上的位移变化情况,并建立了由于刀具热变形引起的刀尖位移变化公式.基于此建立了考虑刀具热变形效应的KDP晶体超精密飞切加工表面形貌形成过程的仿真模型.

摘要： 齿轮磨削是获得高精度齿轮的重要工艺,磨削齿面微观形貌与齿轮传动的接触性能、磨损、润滑等使役性能密切相关,因此建立精确的磨削齿面微观形貌模型是齿轮表面完整性研究的重要内容.本文基于实测的蜗杆砂轮表面微观形貌,考虑磨削过程中的耕犁现象,给出蜗杆砂轮磨齿工艺下的齿轮表面微观形貌建模方法,构建出齿轮表面微观形貌表征模型,将理论计算结果与实测磨削齿面实测形貌进行对比,二者具有好的一致性.

摘要： 本文通过硬质合金刀具车削加工GCr15轴承钢试验,对比了车削表面微观形貌几何模型与实际加工表面,获得了刀尖圆弧半径rε分别为0.4mm与0.8mm的表面微观形貌的差别,分析了已加工表面上细小沟槽形成的原因.

摘要： 表面微观形貌测量在工业生产、自动检测、电子工业、机器人视觉等领域有着极大的作用,表面微观形貌测量技术是现代精密测试计量技术的一个重要组成部分.本文概述了表面微观形貌的几种测量方法的测量原理及其优缺点,着重介绍了光学测量方法.

摘要： 介绍了一种新型粉末渗锌渗剂.通过使用新型渗剂与传统渗剂,在同一温度、同一保温时间下得到了不同渗层,并对渗层的厚度、表面形貌、渗层物相、耐腐蚀性能等进行了探讨,发现使用该种新型渗剂得到的渗层厚度明显高于同种热处理工艺下不使用该新型渗剂所得到的渗层,并且渗层表面微观形貌更加平整致密,耐腐蚀性能更好.

摘要： 为了系统地研究摩擦面温度对半金属尼龙1010复合材料摩擦磨损性能的影响机理，采用共混法制备了金属氧化物/PA1010复合材料，使用自制可变速摩擦热试验机对复合材料的表面温度场、摩擦系数和摩擦磨损状况进行了测试，并通过扫描电子显微镜与X射线衍射仪对复合材料的表面微观形貌以及转移膜的成分进行了分析，为研制新型复合摩擦材料提供了实验数据。

摘要： 本发明公开了一种材料表面摩擦力因子与其微观形貌实时检测方法及其装置，将蓝宝石模具放置在条形试件表面，在条形试件一端施加加载拉力，另一端施加固定拉力作为背压力产生的阻力，并将条形试件的界面反射光聚集到线性阵列CCD上，通过线性阵列CCD结合三维轮廓测量对条形试件的表面的几何形状进行超景深测量和三维重构获取拉弯成形后的条形试件的表面摩擦形貌图像信息。在加载拉力增加时，根据加载拉力值和摩擦因子公式得到摩擦因子，施加加载拉力值时由线性阵列CCD扫描得到的拉弯成形状态下的条形试件的表面摩擦形貌图像信息，最终生成拉弯摩擦试验中条形试件的摩擦因子及表面摩擦形貌图像信息与加载压力全过程实时关系对应图。

摘要： 本发明公开了一种基于表面微观三维形貌的最小加工余量预测方法，首先将需要加工的样品在提前设定好参数的白光干涉仪上进行三维形貌的检测，得到三维形貌检测图和测量数据，对每个测量区域得到的测量数据均进行表面重构并分别计算重构后每个测量区域表面最高点和最低点之间的材料体积V，取所有测量区域的材料体积的平均值，作为需要去除的材料余量体积V1，根据测量区域的面积以及需要去除的材料余量体积V1计算得到整个加工区域需要去除的材料体积。本发明提供的预测方法能对精密超精密加工中下一道材料需要去除的材料体积进行预测，还能用于光电、半导体材料加工流程中研磨、磨削等工序加工量的预估，应用范围广。

摘要： 本申请涉及一种微观表面形貌测量装置及方法。本发明包括音叉式石英晶振和粘贴在音叉式石英晶振振臂内侧的尖状物所组成的探测头、扬声器，采用音叉式石英晶振作为基本距离探测器件，晶振顶端在最优位置安装尖状物以增强相互作用力，提高距离分辨率并且对振臂间隙，振臂长，叉指宽度，叉指厚度关系提供了更优解；加外部扬声器作为高度调谐件，对音叉高度进行微调，可以使样品在高度不变的情况下，直接提取音叉与样品间的距离信号，另外，整体装置使用的器件都是便宜的非光学器件，性价比高，适合大面积的推广应用。

摘要： 本发明属于微观表面形貌测量领域，并具体公开了一种基于并行多狭缝结构照明的微观表面形貌测量方法及装置，包括：S1将一组结构照明图案按顺序加载至数字微镜阵列中；结构照明图案为明暗相间的竖直或倾斜条纹，相邻两张结构照明图案之间亮条纹移动一个亮条纹宽度的距离；S2将光中继到数字微镜阵列上，数字微镜阵列将光调制成照明图案样式的结构光；S3将一组结构照明图案经过物镜投射到样品表面，通过相机采集经样品表面反射的结构光图像，经解算得到当前位置的光学层析图像；S4调整物镜高度，重复S3，得到不同轴向位置处的光学层析图像，从而得到三维表面形貌。本发明可解决因投影条纹对比度限制而导致的光学层析能力受限的问题。

摘要： 本发明公开了一种材料表面摩擦力因子与其微观形貌实时检测方法及其装置，将蓝宝石模具放置在条形试件表面，在条形试件一端施加加载拉力，另一端施加固定拉力作为背压力产生的阻力，并将条形试件的界面反射光聚集到线性阵列CCD上，通过线性阵列CCD结合三维轮廓测量对条形试件的表面的几何形状进行超景深测量和三维重构获取拉弯成形后的条形试件的表面摩擦形貌图像信息。在加载拉力增加时，根据加载拉力值和摩擦因子公式得到摩擦因子，施加加载拉力值时由线性阵列CCD扫描得到的拉弯成形状态下的条形试件的表面摩擦形貌图像信息，最终生成拉弯摩擦试验中条形试件的摩擦因子及表面摩擦形貌图像信息与加载压力全过程实时关系对应图。

摘要： 一种覆切削液的工件表面微观形貌测量装置及测量方法，属于机械自动化技术领域，包括激光器、准直透镜、激光耦合器、透镜Ⅰ、透镜Ⅱ、透镜Ⅲ、Y形光纤、光纤耦合器、光谱仪、长波通滤波片、计算机、X轴运动台、Y轴运动台、Z轴运动台以及运动控制器，利用激光激发工件表面切削液产生荧光，通过计算机采集光谱信号，进行峰值分析，获取切削液膜采样点处的厚度，通过计算机与运动控制器交互进行工件全幅面扫描，完成整个覆切削液的工件表面微观形貌测量。本发明在工件样品表面覆切削液的状态下，无需取下工件清洗，在位对工件表面进行形貌测量，避免了传统离线测量引起二次装夹误差，为湿式切削下覆切削液工件表面形貌测量提供新的技术手段。

摘要： 本公开涉及一种基于线结构光的工件表面微观形貌测量装置及方法，包括激光扫描仪，激光扫描仪能够沿设定轴线旋转，激光扫描仪能够以平行于自身旋转轴线的方向发射线结构光，线结构光能够在空间中形成扫描平面，扫描平面能够随激光扫描仪旋转，以形成圆柱形扫描空间。

摘要： 本发明公开了一种凸轮轴摆动磨削表面微观形貌建模仿真分析方法，包括如下步骤：设置磨削工件表面数值仿真区域；将砂轮表面磨粒进行圆周转换；基于仿真区域，根据砂轮表面拓扑矩阵及磨削参数，进行摆动磨削的运动分解；对摆动磨削之后的磨削痕迹进行提取，生成摆动磨削表面形貌。本发明采用运动矩阵逐步累乘，当运动关系改变时，只需要改变旋转或者平移矩阵，可以大大减少建模仿真的复杂性，进行运动拆解，方便后期变换运动时，进行修改，解决了现有建模仿真方法存在的计算复杂、重新设计时需要重新推理运动关系式等问题。

摘要： 本发明涉及一种基于分形的接触表面微观形貌构建方法，步骤包括：建立空间直角坐标系，建立多个沟脊方向，对沟脊方向进行编号；分别建立与沟脊方向对应的二维分形轮廓；将二维分形轮廓沿着对应的沟脊方向拉伸，得到多条第一沟脊，在第一沟脊中引入特征幅值系数，得到多条第二沟脊；将第二沟脊依次叠加，得到第一三维粗糙表面；重复上述步骤，得到第二三维粗糙表面；将第一三维粗糙表面和第二三维粗糙表面中的任一表面旋转，将三维粗糙表面叠加，得到新接触表面。与现有技术相比，本发明具有生成各向异性表面、实现粗糙表面接触等优点。

摘要： 本实用新型公开了牙种植体表面微观形貌的快速检测设备，涉及种植牙检测技术领域，解决了设备显示器屏幕灰尘难以清理的问题，包括桌台、扫描设备主体和显示器，扫描设备主体和显示器均设置在桌台上，显示器上安装有用于对其屏幕进行自清洁消毒的清洁组件，清洁组件包括移动清扫机构、传动组件和消毒组件，本实用新型通过设计的移动清扫机构、传动组件和消毒组件的相互配合，可以在使用完设备以后对显示器的屏幕进行自动清洁消毒，避免显示器表面沾满各种灰尘，导致显示屏变脏甚至沾染病菌，让下次使用的工作人员拥有一个安全的使用环境，从而提高工作人员的办公效率。