基于模糊數(shù)學(xué)的機(jī)械零件表面結(jié)構(gòu)幾何特征研究.pdf

1、機(jī)械零件的表而結(jié)構(gòu)與其使用性能密切相關(guān)，是評(píng)定機(jī)械零件加工表面質(zhì)量的重要指標(biāo)，尤其隨著現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)向精密化和微型化方向的發(fā)展，對(duì)表面結(jié)構(gòu)兒何特征的識(shí)別以及評(píng)定的研究越來越為工程技術(shù)界所重視，并成為當(dāng)今前沿的研究課題。世界各國為了使其機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量處于領(lǐng)先水平，對(duì)表而結(jié)構(gòu)的幾何特征都在進(jìn)行著更廣泛深入的研究。
　　 機(jī)械零件的加工表面是由一系列不同間距和高度的峰和谷組成的不規(guī)則幾何形狀疊加在起的復(fù)雜表而結(jié)構(gòu)，其幾何特征由表面粗

2、糙度和表面波紋度共同構(gòu)成。山于兩者均存在于同一形體上，其表面功能各不相同，兩者所形成的工藝因素也各不相同，為了研究和分析表面的加工工藝以及控制和提高產(chǎn)品質(zhì)量，必須分別測量和評(píng)定表面粗糙度和表而波紋度。然而表面糙度與表而波紋度二者具有交融成分，幾何參數(shù)分界線之間存在模糊性；表而結(jié)構(gòu)兒何特征各評(píng)定參數(shù)在描述表面結(jié)構(gòu)幾何形狀特性時(shí)所提供的信息以及各參數(shù)之間的相關(guān)程度都具有模糊性：單參數(shù)在表征表面不同性能方而有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，三維表面結(jié)構(gòu)信息更能

3、反映加工表面的實(shí)際特征，即單參數(shù)與三維綜合參數(shù)二者在表征加工表面的性能時(shí)都是不可缺少的，而它們之間的關(guān)系也是具有模糊性的。目前，如何將存在于同一表面的表面粗糙度與表面波紋度的融臺(tái)成分截然分離以分別對(duì)其進(jìn)行評(píng)定：在眾多參數(shù)中如何選用評(píng)定參數(shù)能夠最準(zhǔn)確、最完美地表征實(shí)際輪廓表面的幾何特征(包括高度、間距及形狀)；三維綜合參數(shù)中包含了哪些單參數(shù)的信息，如何從綜合參數(shù)中獲得單參數(shù)信息，或者已知單參數(shù)的信息，如何獲取三維綜合參數(shù)信息，以實(shí)現(xiàn)三維綜

4、合參數(shù)信息和單參數(shù)信息的相互轉(zhuǎn)換等，對(duì)于這些具有模糊性的問題只有定性分析而無定量分析。若對(duì)這些模糊性問題進(jìn)行定量分析，用傳統(tǒng)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)的數(shù)學(xué)方法已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足要求。針對(duì)于此，本論文提出了一種全新的研究表面結(jié)構(gòu)幾何特征的方法——以模糊數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)分析研究表面結(jié)構(gòu)幾何特征。主要研究內(nèi)容有：
　　 1采用模糊數(shù)學(xué)理論直接從實(shí)際表面定量分離表面粗糙度和表面波紋度，測得符合評(píng)定質(zhì)量的實(shí)際的參數(shù)值：并對(duì)表面粗糙度與表面波紋度的相關(guān)程度做定

5、量分析。
　　 2以模糊數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)，分別對(duì)表面結(jié)構(gòu)兒何特征的幅度參數(shù)、間距參數(shù)及形狀參數(shù)等評(píng)定參數(shù)進(jìn)行模糊綜合評(píng)定；定量分析各評(píng)定參數(shù)在表征表面結(jié)構(gòu)的表面特征和使用性能時(shí)所提供的有用信息以及參數(shù)之間的相關(guān)程度，明確各評(píng)定參數(shù)之間的相關(guān)性和使用特性。
　　 3提出一種全新的加權(quán)法——模糊聚類分析加權(quán)法，對(duì)所測得的粗糙度參數(shù)值進(jìn)行加權(quán)，所加權(quán)重經(jīng)過模糊綜合評(píng)判后成功地實(shí)現(xiàn)了三維綜合參數(shù)信息和單參數(shù)信息的相互轉(zhuǎn)換。對(duì)已建立

6、的模糊綜合評(píng)判和模糊聚類分析模式采用C＃．NET語言成功地編制了軟件程序。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明取得了滿意的結(jié)果。
　　 4采用光纖式光散射法測量表面粗糙度，提出了一種準(zhǔn)直型光纖傳感器。該測量系統(tǒng)幾乎可以不受測頭到被測表而距離變化和環(huán)境光線的影響，特別是基本消除，光源光強(qiáng)波動(dòng)對(duì)輸出結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)表明，取得的結(jié)果也完全符臺(tái)P．Beckmann笛專家的光散射理論。
　　 本文采用模糊數(shù)學(xué)理論，直接從實(shí)際表面對(duì)表面結(jié)構(gòu)幾何特征融合成分進(jìn)