砂轮表面形貌评定方法研究及其评价系统构建

摘要

砂轮作为磨削加工中最主要的一类工具，在磨削过程中磨粒的形貌特征对磨削方式和工件加工质量有着重要影响。砂轮表面形貌作为评估砂轮磨损状态和预测磨损趋势的重要依据，能够真实反映磨削面的摩擦学特性。然而，现有表面形貌检测设备提供的砂轮表面形貌特征参数，不能多方位全面给出与砂轮密切相关的形貌特征，不足以为生产加工提供全面的参考。因此，深入研究砂轮表面形貌的评价方法，建立全面的参数化评价体系，有助于促进磨削加工技术水平的提升。 本文立足于砂轮表面形貌评定方法的研究，结合砂轮形貌自身特征及其在磨具成型和磨削加工中受关注的热点特征，在对其评定参数定义和分析的基础上，整合出一套砂轮表面形貌评定参数，并构建用于砂轮表面形貌评定的软件系统。本文主要的研究工作包括： （1）借鉴国际标准ISO25178-2（产品几何技术规范—术语、定义和表面纹理参数），对以磨粒算术平均中线基准下的相关参数进行定义，通过分析得出此类参数能够刻画砂轮表面磨粒出露高度，磨粒密度等特性。通过最小二乘法来确定算术平均中线基准面并阐述该基准下评定参数的具体实现流程。 （2）对结合剂基准下的相关参数进行定义与分析，并确定了结合剂基准面。提出了两种砂轮磨粒边缘提取的方法，分别为基于蚁群模糊 C均值聚类算法（AC-FCM）的磨粒边缘提取和磨粒边缘快速提取。前者利用蚁群算法优化初始聚类中心，接着通过模糊 C均值聚类算法来确定模糊矩阵并选取合适的阈值来区分磨粒和结合剂，进而确定磨粒边缘；后者主要通过统计原始形貌中各采样点的高度值来设定区分磨粒和结合剂的阈值以达到快速检测和提取。在此基础上，阐述了该基准下评定参数的具体实现流程。 （3）基于Microsoft Visual C++6.0开发平台，开发了一套用于砂轮表面形貌评定的专用软件系统。选用不同砂轮的表面形貌测量数据进行两种评定基准下相关参数的实例分析。

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第1章 引言

1.1 课题来源

1.2 课题研究背景及意义

1.3 表面形貌评定的发展历史及现状

1.4 本文主要内容

第2章 以砂轮表面算术平均中线为基准的评定参数定义与实现

2.1 评定参数的定义

2.2 算术平均中线基准面的确定

2.3 评定参数具体实现流程

2.4 本章小结

第3章 以砂轮表面结合剂为基准的评定参数定义与实现

3.1 评定参数的定义

3.2 结合剂基准面的确定

3.3 磨粒边缘提取

3.4 评定参数具体实现流程

3.5 本章小结

第4章 砂轮表面形貌评价专用软件系统构建与实例分析

4.1 评价系统的整体构架

4.2 软件系统功能模块设计

4.3 参数计算和实例分析

4.4 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 全文工作总结

5.2 全文的主要创新之处

5.3 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表学术论文与研究成果