文档介绍：基于滤波法机械加工外表的多尺度别离
基于滤波法机械加工外表的多尺度别离
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铜陵学院毕业设计〔论文〕
第一章 绪 论
三维外表形貌的表征方法
外表形貌是指零件在加外表表示为一多项式函数，利用最小二乘原理确定多项式系数，从而给出评定基准。这种基准外表确定方法是对外表低频信号的一种近视拟合，受函数形式和多项式阶次的限制，这种方法对于二维轮廓评定较为简单实用，但不适合用于三维功能的评定。〔2〕滤波法：在频域内直接对被测外表原始信号进行分解，生成基准轮廓。要求滤波器必须是线性的和零相位的；同时要求光滑的截止转化以防止振荡效应。常用于定义基准外表的两个零相位数字滤波器是：区域滤波器和高斯滤波器。李蕙芳、蒋向前、李柱[4]提出了基于高斯滤波的稳健算法，消除了外表异常值对高斯滤波效率的影响，能可靠的获得评定基准，实现外表信息的无失真提取和分析。曾文涵[5]等研究了三维外表粗糙度评定基准的数学模型及采用高斯滤波器得到三维外表评定基准的数值算法,提出一种新的用于三维外表的快速高斯滤波卷积算法,该算法利用了二维高斯函数的可迭代特性和可别离性,其优点是大大减少了指数运算的次数,提高了计算速度。高斯滤波方法是将随机理论应用于外表评定，是一种无相移滤波方法，但是，高斯滤波有两个前提条件：不相关的形状误差和转换误差已消除；外表微观形貌由不同波长的谐波叠加而成。因此，三维外表的中平面评定基准确实定比二维轮廓的中线制基准麻烦得多，以上评定基准都是在相应二维轮廓评定基准的一种延伸，在三维外表形貌的评定中需要有新的方法来确定更能表达外表形状相一致的评定基准。
在以上评定基准面确定以后，可以采用参数来定量表征三维外表形貌的幅度特征、空间特征、功能特性等。[6-7]等采用最小均方根平面作为评定基准，开发了一组评定三维外表形貌的参数，该参数体系分为四类：幅度参数、空间参数、综合参数和功能参数。幅度参数是在对应的二维参数根底上的扩展，表征外表高度的统计特性、极值特性和高度分布的形状特征，包括外表粗糙度的均方根偏差、外表十点高度、外表高度分布的偏态、峰态。空间参数用于评定三维外表的纹理及其分布，包括最快衰减自相关长度、外表峰顶密度、外表结构形状比和外表纹理方向。综合参数是基于幅度和空间两方面信息的综合对外表特性进行数字定义，包括外表均方根斜率、算术平均顶点曲率和展开界面面积比。功能参数包括外表支承指数、中心液体滞留指数、谷区液体滞留指数三个指数和实体体积、中心区液体体积和谷区液体体积三个体积参数。将外表分成峰区、中心区和谷区三个局部对外表功能进行评定。形成了一个
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〔14+3〕参数体系的参考标准，防止重返二维参数的混乱状态。但是这个参数体系是建立在外表最小均方根基准面的根底上，对于三维外表求取过于复杂，而且这种基准本身就不能很好的和实际外表形貌相一致，所得参数就存在一定的误差，仅仅在欧共体范围内推广，没有形成统一的国际标准。
2、Motif法
工程外表的粗糙度和波纹度之间一直没有明确的界限，而它们的产生原因及对零件外表性能的影响却不同。Motif法是从外表原始信息出发，通过预先设置的不同阈值将波纹度和外表粗糙度别离，强调大的轮廓峰和谷对功能的影响，在评定中选择重要的轮廓特征，忽略不重要的特征[2]。早在1982年，[8]提出的轮廓分析的Motif法，给出了粗糙度Motif定义及合并的4个准那么，第一次以图形的方式对粗糙度和波纹度进行描述，是一种基于包络线的评价体系。李成贵[9-11]等人介绍了Motif根本参数的概念、意义及用法，并对几种传统精加工方法加工的样块进行了描述。ISO 12085 已经规定了二维Mo t if 参数及其评定方法, 但二维Mo t if 同样对三维外表形貌不能很好地反响, 三维Mo t if目前还没有统一的定义和评定参数。Pawl[12]等人将外表形貌看作峰、谷两种根本组成成分，分别对峰和谷定义，采用变化树理论表达峰和谷间的联系，给出了变化树的11个简化准那么，提出谷对外表连通性有极大的作用。Barré[ 13 ]从地貌学来定义, 一个3 维Mo t if 是由分水线所包围的蓄水池， 而一个标准的二维Mo t if 那么是一个三维Mo t if和一个铅垂平面相交而成，采用分水线理论评定方法。二维Mo t if法存在一些缺陷，首先各向异性外表在不同方向上测量得到的二维轮廓不同；不同外表的宽度阈值没有统一的标准；它的四个合并准那么也是多年的经验总结，缺乏理论依据；两维分析中定义的形状、波度、粗糙度反映的是高度信息，没有考