专利名称：一种微细切削表面微观形貌的提取和评价方法
技术领域：
本发明涉及一种微细切削表面微观形貌的提取和评价方法，主要用于微细切削参 数的优化选择和控制。
背景技术：
在微小型系统发展的早期阶段，受当时机床和刀具技术的局限，曾经认为传统的 机械加工方法不适合于制造微小零件。近年来，随着手表零件、微小型注塑模具、印刷电路 板、X射线掩膜、光学系统等对各种材料微小型结构件加工需求的不断增长，以及超精密切 削机床和微细切削刀具等相关技术的发展，微细切削已经成为实现多种材料微小型结构件 经济、高效、高精度加工的一项关键技术。微细切削是在传统切削工艺的基础上发展起来的一种全新的微细加工方法。根据 刀具类型和切削方式进行区分，微细切削主要包括微细车削、微细立铣削、微细飞切、微细 钻削、微细磨削和微细车铣复合加工等形式。从技术角度分析，微细切削是一种直接去除材料的微细加工技术，工艺链短、材料 去除率高、工艺过程简洁，非常适合于中小尺寸零件的经济性加工。通过控制进给量，可以 对加工时间进行控制，能够满足批量生产的需要。微细切削在技术上具有很强的综合优势， 是解决各类微小零件加工工艺的有效途径。表面微观形貌不但对机械系统的摩擦磨损、接触刚度、疲劳强度、配合性质和传动 精度等机械性能影响很大，而且直接影响机器的使用性能、可靠性及寿命。通过对微细切削 表面微观形貌的提取和评价，能正确地识别出表面微观形貌在加工过程中的变化趋势和缺 陷，对于控制和改进加工方法，研究表面几何特性与使用性能的关系，提高加工表面质量和 产品性能具有极为重要的意义。
发明内容
本发明涉及一种微细切削状态特征的监控方法，发明内容主要包括(1)微细切削振动和表面微观形貌测量系统设计与搭建；(2)描述微细切削表面微观形貌的数理统计函数和分形函数的选择，主要包括表 面轮廓数字特征、表面粗糙度、功率谱密度函数、分形维数，幅值密度函数、自相关函数和功 率谱密度函数、互相关函数等；(3)描述微细切削表面微观形貌的特征参数的采集与数据处理。
附图1 微细切削表面微观形貌测量示意图；附图2 微细切削表面的原始轮廓、功率谱图和结构函数图。具体实施例方式(1)用接触式表面粗糙度仪(如时代TR-240)对微细切削表面的原始轮廓沿垂直 和平行于纹路的两个方向进行测量，通过通讯接口将实测数据输入计算机；(2)选取幅值密度函数、自相关函数和功率谱密度函数、互相关函数等数理统计函 数对微细切削表面的微观形貌进行评价；(3)采用分形维数评价微细切削表面的不规则性特征，采用功率谱法和结构函数 法计算微细切削表面轮廓的分形维数。典型微细切削表面的原始轮廓、功率谱图和结构函 数如图2所示。
权利要求
利用接触式表面粗糙度仪、PC机等搭建微细切削表面微观形貌测试系统；
1.利用接触式表面粗糙度仪、PC机等搭建微细切削表面微观形貌测试系统；
2.分别选取表面轮廓数字特征、表面粗糙度、功率谱密度函数、分形维数，以及幅值密 度函数、自相关函数和功率谱密度函数、互相关函数等表面微观形貌数理统计函数作为特 征参数，对微细切削表面的微观形貌特征进行提取和评价；
3.本发明提出的微细切削表面微观形貌的提取和评价方法主要用于微细切削参数的 优化选择和控制。
全文摘要
微细切削是一种低成本、高效率、高精度的微细加工关键技术，表面微观形貌的提取和评价是提高微细切削工艺能力的重要技术措施。本发明涉及一种微细切削表面微观形貌的提取和评价方法。利用接触式表面粗糙度仪、PC机搭建微细切削表面微观形貌测试系统；分别选取表面轮廓数字特征、表面粗糙度、功率谱密度函数、分形维数，以及幅值密度函数、自相关函数和功率谱密度函数、互相关函数等表面微观形貌数理统计函数作为特征参数，对微细切削表面的微观形貌特征进行提取和评价；本发明提出的微细切削表面微观形貌的提取和评价方法可用于微细切削参数的优化选择和控制。
文档编号G05B19/401GK101995847SQ20101052297
公开日2011年3月30日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者刘志兵, 李忠新, 杨洪建, 焦黎, 王西彬, 解丽静 申请人:北京理工大学