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1、题目机械械加工表表面粗糙糙度及其其影响因因素摘要：在在现代工工业生产产中，许许多制件件的表面面被加工工而具有有特定的的技术性性能特征征，诸如如：制件件表面的的耐磨性性、密封封性、配配合性质质、传热热性、导导电性以以及对光光线和声声波的反反射性，液液体和气气体在壁壁面的流流动性、腐腐蚀性，薄薄膜、集集成电路路元件以以及人造造器官的的表面性性能，测测量仪器器和机床床的精度度、可靠靠性、振振动和噪噪声等等等功能，而而这些技技术性能能的评价价常常依依赖于制制件表面面特征的的状况，也也就是与与表面的的几何结结构特征征有密切切联系。因因此，控控制加工工表面质质量的核核心问题题在于它它的使用用功能，应应该根
2、据据各类制制件自身身的特点点规定能能满足其其使用要要求的表表面特征征参量。不不难看出出，对特特定的加加工表面面，我们们总希望望用最(或比较较)恰当当的表面面特征参参数去评评价它，以以期达到到预期的的功能要要求；同同时我们们希望参参数本身身应该稳稳定，能能够反映映表面本本质的特特征，不不受评定定基准及及仪器分分辨率的的影响，减减少因对对随机过过程进行行测量而而带来参参数示值值误差。 关键词：机械械加工表表面粗糙糙度表面面质量物物理因素素Absttracct: In moddernn inndusstriial prooducctioon iin mmanyy paartss off thhe s
3、surffacee prroceessiing tecchnoologgy aand witth sspeccifiic pperfformmancce ccharractteriistiics,Succh aas: parrts of thee suurfaace weaar rresiistaancee, ttighhtneess, wiith natturee, hheatt, eelecctriicall coonduuctiivitty aand thee reefleectiion of ligght andd sooundd waavess, lliquuidss annd gg
4、asees iin tthe walll oof lliquuidiity, coorroosivve, fillm, inttegrrateed ccirccuitt coompoonennts andd maan-mmadee Orrgann off thhe ssurffacee, mmeassuriing insstruumennts andd maachiine toool aaccuuraccy, relliabbiliity, viibraatioon aand noiise, ettc. funnctiionss, TThesse ttechhniccal perrforrma
5、nnce evaaluaatioon iis oofteen ddepeendeent on thee suurfaace chaaraccterristticss off thhe ssituuatiion in parrts, thhat is, thhe ggeommetrric strructturee annd ssurffacee chharaacteerissticcs aare clooselly llinkked. Thhereeforre, thee suurfaace quaalitty cconttroll prroceess is thee coore isssue
6、of thee usse oof iits funnctiionss, sshouuld be bassed on varriouus ppartts oof tthe chaaraccterristticss off itts pprovvisiionss too meeet thee reequiiremmentts oof tthe usee off suurfaace feaaturres of thee Seenatte. It is eassy tto ssee, thhe pproccesssingg off sppeciificc suurfaace, wee hoope to
7、 usee thhe mmostt (oor ccomppariisonn) aapprroprriatte tto tthe surrfacce ccharractteriistiics of parrameeterrs tto aasseess it, wiith a vvieww too acchieeve thee deesirred funnctiionaal rrequuireemennts at thee saame timme wwe hhopee thhat thee paarammeteers of theeir ownn shhoulld bbe sstabble, to
8、o reefleect thee naaturre oof tthe surrfacce ccharractteriistiics, Noot tto iinfoorm thee baasellinee annd eequiipmeent ressoluutioon oof tthe imppactt annd rreduuce thee raandoom pproccesss off meeasuurinng pparaametterss brrougght inddicaatioon eerroor.Keywwordds: Maachiininng ssurffacee rooughhne
9、sss ssurffacee quualiity phyysiccal facctorrs目 录1.绪论论 11 11.1 机械加加工表面面粗糙度度历史1 11.2表表面粗糙糙度标准准中的基基本参数数定义12. 精精密加工工表面性性能3 22.1精精密加工工表面性性能评价价的内容容及其迫迫切性33.机械械加工表表面质量量3 331 机械加加工表面面定义33 332 表面粗粗糙度产产生的原原因3 333机机械加工工表面质质量对机机械使用用性能的的影响66 334 影响粗粗糙度的的因素7 335 表面粗粗糙度理理论的新新进展93.6研研究加工工精度的的方法134.结论论语14参考文献献155致谢1
10、161. 绪绪论1.1机机械加工工表面粗粗糙度历历史表面粗糙糙度标准准的提出出和发展展与工业业生产技技术的发发展密切切相关，它它经历了了由定性性评定到到定量评评定两个个阶段。表表面粗糙糙度对机机器零件件表面性性能的影影响从119188年开始始首先受受到注意意，在飞飞机和飞飞机发动动机设计计中，由由于要求求用最少少材料达达到最大大的强度度，人们们开始对对加工表表面的刀刀痕和刮刮痕对疲疲劳强度度的影响响加以研研究。但但由于测测量困难难，当时时没有定定量数值值上的评评定要求求，只是是根据目目测感觉觉来确定定。在220世纪纪2030年年代，世世界上很很多工业业国家广广泛采用用三角符符号()的组组合来表
11、表示不同同精度的的加工表表面。 为研究表表面粗糙糙度对零零件性能能的影响响和度量量表面微微观不平平度的需需要，从从20年年代末到到30年年代，德德国、美美国和英英国等国国的一些些专家设设计制作作了轮廓廓记录仪仪、轮廓廓仪，同同时也产产生出了了光切式式显微镜镜和干涉涉显微镜镜等用光光学方法法来测量量表面微微观不平平度的仪仪器，给给从数值值上定量量评定表表面粗糙糙度创造造了条件件。从330年代代起，已已对表面面粗糙度度定量评评定参数数进行了了研究，如如美国的的Abbbottt就提出出了用距距表面轮轮廓峰顶顶的深度度和支承承长度率率曲线来来表征表表面粗糙糙度。119366年出版版了Scchmaalt
12、zz论述表表面粗糙糙度的专专著，对对表面粗粗糙度的的评定参参数和数数值的标标准化提提出了建建议。但但粗糙度度评定参参数及其其数值的的使用，真真正成为为一个被被广泛接接受的标标准还是是从400年代各各国相应应的国家家标准发发布以后后开始的的。1.2表表面粗糙糙度标准准中的基基本参数数定义随着工业业的发展展和对外外开放与与技术合合作的需需要，我我国对表表面粗糙糙度的研研究和标标准化愈愈来愈被被科技和和工业界界所重视视，为迅迅速改变变国内表表面粗糙糙度方面面的术语语和概念念不统一一的局面面，并达达到与国国际统一一的作用用，我国国等效采采用国际际标准化化组织(ISOO)有关关的国际际标准制制订了GGB
13、35505-19883表表面粗糙糙度术语语表面及及其参数数。GGB35505专专门对有有关表面面粗糙度度的表面面及其参参数等术术语作了了规定，其其中有三三个部分分共277个参数数术语： 与微观不不平度高高度特性性有关的的表面粗粗糙度参参数术语语。其中中定义的的常用术术语为：轮廓算算术平均均偏差RRa、轮轮廓均方方根偏差差Rq、轮轮廓最大大高度RRy和微微观不平平度十点点高度RRz等111个参参数。 与微观不不平度间间距特性性有关的的表面粗粗糙度参参数术语语。其中中有轮廓廓微观不不平度的的平均间间距Smm、轮廓廓峰密度度D、轮廓廓均方根根波长lqq以及轮轮廓的单单峰平均均间距SS等共9个参数数。
14、与微观不不平度形形状特性性有关的的表面粗粗糙度参参数术语语。这其其中有轮轮廓偏斜斜度Skk、轮廓廓均方根根斜率DDq和轮轮廓支承承长度率率tp等共共5 个参参数。2.精密密加工表表面性能能2.1精精密加工工表面性性能评价价的内容容及其迫迫切性表面粗糙糙度参数数这一概概念开始始提出时时就是为为了研究究零件表表面和其其性能之之间的关关系，实实现对表表面形貌貌准确的的量化的的描述。随随着加工工精度要要求的提提高以及及对具有有特殊功功能零件件表面的的加工需需求，提提出了表表面粗糙糙度评价价参数的的定量计计算方法法和数值值规定，同同时这也也推动了了国家标标准及国国际标准准的形成成和发展展。 在现代工工业
15、生产产中，许许多制件件的表面面被加工工而具有有特定的的技术性性能特征征，诸如如：制件件表面的的耐磨性性、密封封性、配配合性质质、传热热性、导导电性以以及对光光线和声声波的反反射性，液液体和气气体在壁壁面的流流动性、腐腐蚀性，薄薄膜、集集成电路路元件以以及人造造器官的的表面性性能，测测量仪器器和机床床的精度度、可靠靠性、振振动和噪噪声等等等功能，而而这些技技术性能能的评价价常常依依赖于制制件表面面特征的的状况，也也就是与与表面的的几何结结构特征征有密切切联系。因因此，控控制加工工表面质质量的核核心问题题在于它它的使用用功能，应应该根据据各类制制件自身身的特点点规定能能满足其其使用要要求的表表面特
16、征征参量。不不难看出出，对特特定的加加工表面面，我们们总希望望用最(或比较较)恰当当的表面面特征参参数去评评价它，以以期达到到预期的的功能要要求；同同时我们们希望参参数本身身应该稳稳定，能能够反映映表面本本质的特特征，不不受评定定基准及及仪器分分辨率的的影响，减减少因对对随机过过程进行行测量而而带来参参数示值值误差。 但是从标标准制定定的特点点和内容容上我们们容易发发现，随随着现代代工业的的发展，特特别是新新型表面面加工方方法不断断出现和和新的测测量器具具及测量量方法的的应用，标标准中的的许多参参数已无无法适应应现代生生产的需需求，尤尤其是在在一些特特殊加工工场合，如如精加工工时，用用不同方方
17、法加工工得到的的Ra值相同同(或很很相近)的表面面就不一一定会具具有相同同的使用用功能，可可见，此此时Raa值对这这类表面面的评定定显得无无能为力力了，而而且传统统评定方方法过于于注重对对高度信信息做平平均化处处理，而而几乎忽忽视水平平方向的的属性，未未能反映映表面形形貌的全全面信息息。 工业生产产的飞速速发展迫迫切需要要更加行行之有效效且适应应性更强强的表面面特征评评价参数数的出现现，为解解决这一一矛盾，各各国的许许多学者者都在这这方面加加大研究究力度，以以期在不不远的将将来制订订出一套套功能特特性显著著的参数数。另一一方面，为为了防止止“参数数爆炸”，同同时也防防止大量量相关参参数的出出现
18、，要要做到用用一个参参数来评评价多个个性能特特性，用用数量很很少的一一组参数数实现对对表面的的本质特特征的准准确描述述。3.机械械加工表表面质量量机械加工工后零件件表面层层的微观观几何结结构及表表层金属属材料性性质发生生变化的的情况。经经机械加加工后的的零件表表面并非非理想的的光滑表表面，它它存在着着不同程程度的粗粗糙波纹纹、冷硬硬、裂纹纹等表面面缺陷。虽虽然只有有极薄的的一层（ 0.005 0 .15mmm），但但对机器器零件的的使用性性能有着着极大的的影响；零件的的磨损、腐腐蚀和疲疲劳破坏坏都是从从零件表表面开始始的，特特别是现现代化工工业生产产使机器器正朝着着精密化化、高速速化、多多功能
19、方方向发展展，工作作在高温温、高压压、高速速、高应应力条件件下的机机械零件件，表面面层的任任何缺陷陷都会加加速零件件的失效效。因此此，必须须重视机机械加工工表面质质量。 3.1机机械加工工表面质质量的含含义 机器零件件的加工工质量不不仅指加加工精度度，还包包括加工工表面质质量，它它是零件件加工后后表面层层状态完完整性的的表征。机机械加工工后的表表面，总总存在一一定的微微观几何何形状的的偏差，表表面层的的物理力力学性能能也发生生变化。因因此，机机械加工工表面质质量包括括加工表表面的几几何特征征和表面面层物理理力学性性能两个个方面的的内容。 3.1.1 加加工表面面的几何何特征 加工表面面的微观观
20、几何特特征主要要包括表表面粗糙糙度和表表面波度度两部分分组成，如如图 55 1所所示。表表面粗糙糙度是波波距 LL小于 1mmm的表面面微小波波纹；表表面波度度是指波波距 LL在 11 220mmm之间的的表面波波纹。通通常情况况下，当当 L/H（波波距 /波高） 50时为表面粗糙度， L/H=50 1000时为表面波度。 表面粗糙糙度 表表面粗糙糙度主要要是由刀刀具的形形状以及及切削过过程中塑塑性变形形和振动动等因素素引起的的，它是是指已加加工表面面的微观观几何形形状误差差。表面波度度 主要要是由加加工过程程中工艺艺系统的的低频振振动引起起的周期期性形状状误差（图图 5 1中中 L 2/HH
21、 2 ），介介于形状状误差（ L 11/H 1 10000）与与表面粗粗糙度（ L 33/H 3 500）之间间。 3.1.2加工工表面层层的物理理力学性性能表面层的的物理力力学性能能包括表表面层的的加工硬硬化、残残余应力力和表面面层的金金相组织织变化。机机械零件件在加工工中由于于受切削削力和热热的综合合作用，表表面层金金属的物物理力学学性能相相对于基基本金属属的物理理力学性性能发生生了变化化。图 5 2aa所示为为零件表表面层沿沿深度方方向的变变化。最最外层生生成有氧氧化膜或或其他化化合物，并并吸收、渗渗进气体体粒子，称称为吸附附层。吸吸附层下下是压缩缩层，它它是由于于切削力力的作用用造成的
22、的塑性变变形区，其其上部是是由于刀刀具的挤挤压摩擦擦而产生生的纤维维层。切切削热的的作用也也会使工工件表面面层材料料产生相相变及晶晶粒大小小变化。 表面层的的加工硬硬化 表面层的的加工硬硬化一般般用硬化化层的深深度和硬硬化程度度 N来来评定： N= （ HH-H 0 ） / HH 0 l000 式中中 H 加工工后表面面层的显显微硬度度； H 0原材材料的显显微硬度度。表面层金金相组织织的变化化 在加工工过程 (特别别是磨削削 )中中的高温温作用下下，工件件表层温温度升高高，当温温度超过过材料的的相变临临界点时时，就会会产生金金相组织织的变化化，大大大降低零零件使用用性能，这这种变化化包括晶晶
23、粒大小小、形状状、析出出物和再再结晶等等。金相相组织的的变化主主要通过过显微组组织观察察来确定定。表面层残残余应力力 在加工过过程中，由由于塑性性变形、金金相组织织的变化化和温度度造成的的体积变变化的影影响， 表面层层会产生生残余应应力。 目前对对 残余余应力的的判断大大多是定定性的， 它对零零件使用用性能的的影响大大小取决决于它的的方向、大大小和分分布状况况。 通过详细细分析切切削加工工工件时时，工件件已加工工表面粗粗糙度产产生的各各种原因因，并对对产生表表面粗糙糙度的因因素逐一一分析，从从而找出出减小表表面粗糙糙度的具具体措施施，为提提高工件件的表面面质量提提供了理理论依据据。3.2 表表
24、面粗糙糙度产生生的原因因 3.2.1 几几何因素素 由于于刀具切削削刃的几几何形状状、几何何参数、进进给运动动及切削削刃本身身的粗糙糙度等原原因，未未能将被被加工表表面上的的材料层层完全干干净地去去除掉(只有当当刀具上带带有刀具具的副偏偏角kr=00的修光光刃、且且进给量量小于修修光刃宽宽度时，理理论上才才不产生生残留面面积)，在在已加工工表面上上遗留下下残留面面积，残残留面积积的高度度构成了了表面粗粗糙度RRz。当当f22resiinkr，残留留面积是是由圆弧弧过渡刃刃构成。此此时 式中：ff进进给量，mmm/rr； rre刀刀尖圆弧弧半径。当2resinkrf(re/sinkr)1-cos
25、(kr+kr，残留面积是由刀尖圆弧过渡刃和直线副切削刃构成。此时 Rz=rre1-sinn(kr+b)1,0000ssinb=1-(f/rre)siinkr式中kr，kr刀刀具的主主偏角、副副偏角。当f(re/sinkr)1-cos(kr+kr)，残留面积是由刀尖圆弧过渡刃和二直线主、副切削刃构成。此时 当re00时，残残留面积积是由主主、副22条直线线切削刃刃构成。此此时 刀具切削削刃的粗粗糙度由由于直接接复映在在加工表表面上，所所以刀具具切削刃刃的粗糙糙度值，应应低于加加工表面面要求的的粗糙度度值。实实际上加加工表面面的粗糙糙度总是是大于按按以上计计算的残残留面积积的高度度，只有有切削脆脆
26、性材料料或高速速切削塑塑性材料料时，实实际加工工表面的的粗糙度度才比较较接近残残留面积积的高度度，说明明影响表表面粗糙糙度的还还有其他他原因。3.2.2积屑瘤积屑瘤的产生，是由于切屑在切削过程中的塑性流动及刀具与切屑的外摩擦超过了内摩擦，在刀具和切屑间很大的压力作用下造成切削底层与刀具前面发生冷焊。积屑瘤对表面粗糙度的影响有两方面：它能刻划出纵向的沟纹来;它还会在破碎脱落时沾附在已加工表面上。其主要原因是:当积屑瘤处在生长阶段时，它与前刀面的粘结比较牢，因此积屑瘤在已加工表面上刻划纵向沟纹的可能性大于对已加工表面的沾附。当积屑瘤处于最大范围以及消退阶段，它已经不很稳定。这时它一方面虽然还时而刻
27、划沟纹，但更多的是沾附在已加工表面上。 3.2.3 鳞刺 鳞刺是指已加工表面上鳞片状的毛刺，是用高速钢刀具低速切削时，经常见到的一种现象。鳞刺一般是在积屑瘤增长阶段的前期里形成的。甚至在没有积屑瘤的时候，以及在更低一些的切削速度范围内也有鳞刺发生。刀具的后角小的时候特别容易产生鳞刺。鳞刺对已加工表面质量有严重的影响，它往往使表面粗糙度等级降低24级。鳞刺的成因是前刀面上摩擦力的周期变化造成的。3.2.4 振动 切削过程中如果有振动，表面粗糙度就会显著变大。振动是由于径向切削力Fr太大，或工件系统的的刚度小而引起的。3.2.5 其他因素副切削刃对残留面积的挤压，使残留面积向与进给相反方向变形，使
28、残留面积顶部歪斜而产生毛刺，加大了表面粗糙度。过渡刃圆弧部分的切削厚度是变化的，近刀尖处的切削厚度很小。当进给量小于一定限度后，这部分的切削厚度小于刃口圆弧所能切下的最小厚度时，就有部分金属未能切除，就会使表面粗糙度增大。切削脆性材料时，产生崩碎切屑，切屑崩碎时的裂缝深人到已加工表面之下，使粗糙度增大。此外，排屑状况、机床设备的精度和刚度等，也会影响已加工表面的表面粗糙度。3.3机机械加工工表面质质量对机机器使用用性能的的影响3.3.1表面面质量对对耐磨性性的影响响表面粗糙糙度对耐耐磨性的的影响一个刚加加工好的的摩擦副副的两个个接触表表面之间间，最初初阶段只只在表面面粗糙的的的峰部部接触，实实
29、际接触触面积远远小于理理论接触触面积，在在相互接接触的峰峰部有非非常大的的单位应应力，使使实际接接触面积积处产生生塑性变变形、弹弹性变形形和峰部部之间的的剪切破破坏，引引起严重重磨损。零件磨损损一般可可分为三三个阶段段，初期期磨损阶阶段、正正常磨损损阶段和和剧烈磨磨损阶段段。表面粗糙糙度对零零件表面面磨损的的影响很很大。一一般说表表面粗糙糙度值愈愈小，其其磨损性性愈好。但但表面粗粗糙度值值太小，润润滑油不不易储存存，接触触面之间间容易发发生分子子粘接，磨磨损反而而增加。因因此，接接触面的的粗糙度度有一个个最佳值值，其值值与零件件的工作作情况有有关，工工作载荷荷加大时时，初期期磨损量量增大，表表
30、面粗糙糙度最佳佳值也加加大。表面冷作作硬化对对耐磨性性的影响响加工表面面的冷作作硬化使使摩擦副副表面层层金属的的显微硬硬度提高高，故一一般可使使耐磨性性提高。但但也不是是冷作硬硬化程度度愈高，耐耐磨性就就愈高，这这是因为为过分的的冷作硬硬化将引引起金属属组织过过度疏松松，甚至至出现裂裂纹和表表层金属属的剥落落，使耐耐磨性下下降。3.3.2表面面质量对对疲劳强强度的影影响金属受交交变载荷荷作用后后产生的的疲劳破破坏往往往发生在在零件表表面和表表面冷硬硬层下面面，因此此零件的的表面质质量对疲疲劳强度度影响很很大。表面粗糙糙度对疲疲劳强度度的影响响在交变载载荷作用用下，表表面粗糙糙度的凹凹谷部位位容
31、易引引起应力力集中，产产生疲劳劳裂纹。表表面粗糙糙度值愈愈大，表表面的纹纹痕愈深深，纹底底半径愈愈小，抗抗疲劳破破坏底能能力就愈愈差。3.4影影响粗糙糙度的因因素3.4.1 刀刀具方面面 几何何参数 刀刀具几何何参数中中对表面面粗糙度度影响最最大的是是刀尖圆圆弧半径径re、副副偏角kr和修光光刃。刀刀尖圆弧弧半径rre对表面面粗糙度度有双重重影响：re增大大时，残残留高度度减小，另另一方面面变形将将增加。由由于前一一种影响响较大，所所以当刀刀尖圆弧弧半径rre增大时时，表面面粗糙度度将降低低。因此此在刚度度允许的的条件下下，增大大刀尖圆圆弧半径径re是降降低表面面粗糙度度的好方方法。副副偏角k
32、r愈小，表表面粗糙糙度愈低低。但减减小副偏偏角容易易引起振振动，故故减小副副偏角，必必须视机机床系统统的刚度度而定。当当kr大到一一定值时时，副刃刃就不参参与残留留面积的的组成，再再增大kr，也不不会使表表面粗糙糙度值增增加。采采用一段段长度稍稍大于进进给量的的修光刃刃(修光光刃上kr=0)是降低低表面粗粗糙度的的有效措措施，利利用增加加修光刃刃来消除除残留面面积是实实际加工工工件中中常常采采用的方方法。前前角g0对表面面粗糙度度没有直直接的影影响，由由于g0大时对对抑制积积屑瘤和和鳞刺有有利，且且增大了了。可使使刃口圆圆弧半径径re减小小，所以以在中、低低速范围围内适当当增大g00可有利利于
33、减小小表面粗粗糙度。当当v550m/minn时，g00就基本本上不产产生影响响。刀具具的刃磨磨质量刀刀刃前、后后刀面，切切削刃本本身的粗粗糙度值值直接影影响被加加工面的的粗糙度度。一般般来说，刀刀刃前、后后刀面的的粗糙度度应比加加工面要要求的粗粗糙度小小122级。刀刀具的材材料刀具具材料与与被加工工材料金金属分子子的亲和和力大时时，被加加工材料料容易与与刀具粘粘结而生生成积屑屑瘤和鳞鳞刺，且且被粘结结在刀刃刃上的金金属与被被加工表表面分离离时还会会形成附附加的粗粗糙度。因因此凡是是粘结情情况严重重，摩擦擦严重的的，表面面粗糙度度都大;反之如如果粘结结和摩擦擦不严重重的，表表面粗糙糙度都小小。3
34、.4.22 切削削条件切切削速度度v 加工工塑性材材料时，切切削速度度对积屑屑瘤和鳞鳞刺的影影响非常常显著。切切削速度度较低易易产生鳞鳞刺，低低速至中中速易形形成积屑屑瘤，粗粗糙度也也大。避避开这个个速度区区域，表表面粗糙糙度值会会减小。加加工脆性性材料时时，因为为一般不不会形成成积屑瘤瘤和鳞刺刺，所以以切削速速度对表表面粗糙糙度基本本无影响响。由此此可见，用用较高的的切削速速度，既既可提高高生产率率，同时时又可使使加工表表面粗糙糙度较小小。所以以最重要要的是发发展各种种新刀具具材料和和相应的的新刀具具结构，以以便有可可能采用用更高的的切削速速度。进进给量ff 从几几何因素素中可知知，减小小进
35、给量量f可以以降低残残留面积积的高度度。同时时也可以以降低积积屑瘤和和鳞刺的的高度，因因而减小小进给量量可以使使表面粗粗糙度值值减小。但但进给量量减小到到一定值值时，再再减小，塑塑性变形形要占主主导地位位，粗糙糙度值不不会明显显下降。当当进给量量更小时时，由于于塑性变变形程度度增加，粗粗糙度反反而会有有所上升升。切削削深度aap 一一般来说说，切削削深度对对加工表表面粗糙糙度的影影响是不不明显的的，在实实际工作作中可以以忽略不不计。但但当app111D2(1)Z(x)为机械械加工表表面轮廓廓。这样样，就在在工程表表面的函函数描述述中引入入了分形形维数DD这一参参数，式式中rnn是表面面上各次次
36、谐波的的频率。它它的取值值范围取取决于采采样长度度L和采采样的最最高分辨辨率，即即截止频频率，AA为特征征长度。对对W-MM函数求求功率谱谱可以得得到 S(w)=A2(D-1)12lnrw(5-2D)(2)轮廓的功功率谱服服从幂定定律，在在式(22)两端端取对数数为 lgs(w)=BB+kllgw(3)B=2(D-11)lggA-llg(22lnrr)k=2D-5在双对数数坐标llgs(w)-llgw中，kk是斜率率，w是截截距，从从上式可可以看出出分形维维数D决决定着图图线的斜斜率，特特征长度度A和分分形维数数D决定定着图线线的位置置(截距距)。因因此对于于机械加加工表面面，可以以通过其其双
37、对数数坐标下下的功率率谱图，由由(3)式算得得分形维维数D和和特征长长度A。 分形理论论在实际际应用中中还有许许多工作作有待进进一步研研究。一一是并非非所有表表面都具具有分形形特征，分分形维数数能否完完全表征征实际表表面，还还有待进进一步研研究；二二是现有有的分形形数学模模型并没没有考虑虑表面的的功能特特性，也也没有一一种方法法能唯一一确定分分形参数数。随着着制造技技术的不不断进步步，表面面质量不不仅表现现为表面面的形状状误差、波波度、表表面粗糙糙度等要要求，而而且对表表面的峰峰、谷及及其形成成的沟、脉脉走向与与分布等等也有要要求，需需要对与与表面功功能密切切相关的的表面纹纹理结构构进行综综合
38、评定定。显然然，现在在普遍采采用的以以2维参参数为基基础的表表面形貌貌评定方方法过于于注重高高度信息息，对高高度信息息做平均均化处理理，而几几乎忽视视水平方方向的属属性，不不能反映映表面的的其实形形貌。 Motiif法基基于地貌貌学理论论从表面面原始信信息出发发，不采采用任何何轮廓滤滤波器，通通过设定定不同的的阈值将将波度和和表面粗粗糙度分分离开来来，强调调大的轮轮廓峰和和谷对功功能的影影响，在在评定中中选取了了重要的的轮廓特特征，而而忽略了了不重要要的特征征，该方方法被引引入法国国汽车工工业表面面粗糙度度和波度度标准，也也已制订订成国际际标准IISO1120885。 Motiif由两两个单个
39、个轮廓峰峰的最高高点之间间的基本本轮廓部部分组成成，两个个峰之间间的谷为为一个单单个的MMotiif，如如图1所所示，并并用平行行于轮廓廓的总走走向的长长度ARR，垂直直于基本本轮廓总总走向的的两个深深度Hjj和Hj+1，以以及特征征量T(T=mminHj，Hj+1)表征。在在设定阈阈值条件件下，MMotiifs经经过不断断的合并并，得到到评定表表面功能能的Mootiffs集合合，ISSO1220855推荐的的参数见见表1。 Motiif的合合并应遵遵循4个个条件，否否则2个个相邻的的峰不能能被合并并，只能能作为单单个的MMotiif处理理。 包络条件件如果两两个相邻邻Mottif的的中间峰峰大于两两边的峰峰，则22个Mootiff不能合合并。 宽度条件件2个相相邻Mootiff合并后后的长度度不大于于A(对对表面粗粗糙度MMotiif)或或B(对对表面波波度)，则则可以合合并。预预先设定定的Mootiff宽度的的最大值值A可以以分离表表面粗糙糙度和表表面波度度，实际际上即为为阈值。设设定的BB值则可可以分离离波度和和残留形形状。 3.扩大大条件22个Mootiff合并后后的高度度必须大大于或等等于原来来的2个个Mottif。 深度条件件单个MMotiif的高高度必须须小于合合并后MMotiif高度度