锗单晶超精密加工表面质量及其评价方法研究

发布时间：2017-10-10 11:20

  本文关键词：锗单晶超精密加工表面质量及其评价方法研究

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【摘要】：随着超精密加工技术的发展,以超精密技术为支撑的产品已经走入了人们的生活。而伴随着加工技术的进步,检测技术也不断前进。本文中研究功率谱密度法和分形维数法的目的是在两个具有相同表面粗糙度的锗单晶加工表面中判断哪一个具有更好的表面质量。应用这两种方法能够对加工表面进一步的分析,从而对其加工质量进行评价。 首先通过单点金刚石车削实验,验证锗单晶在超精密加工中,切削参数对表面质量的影响与传统机械加工具有一致性。随后对功率谱密度的定义进行表述,并通过几种修正算法对功率谱密度曲线进行修正。再通过对锗单晶进行车削加工,并使用表面轮廓仪对加工表面进行离散点采集,再使用功率谱密度法对数据进行分析。结果表明功率谱密度检测法能够准确可靠的评价锗单晶零件表面质量。当两个加工表面具有相同的表面粗糙度时,可以进一步评价质量的优劣。 随后分析研究了了第二种评价方法,既分形维数法。通过分形维数法对表面形貌进行评价后,可以将每个锗单晶工件的加工表面质量拟合为一个具体的数值,相较于功率谱密度法,能够更加直观的对两个锗单晶零件的表面质量进行区分。
【关键词】：单点金刚石车削 锗单晶 功率谱密度 分形维数
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH161
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 课题来源10
• 1.2 本课题的研究背景以及意义10-11
• 1.3 超精密技术国内外发展态势11-14
• 1.4 超精密加工中的锗单晶及超精密加工方法14-17
• 1.4.1 锗单晶的应用及战略意义14-16
• 1.4.2 超精密加工方法16-17
• 1.5 超精密表面质量的评价标准17-19
• 1.6 超精密加工的未来发展19
• 1.7 本文的研究目的与方法19-22
• 第二章 影响锗单晶超精密加工过程的基本因素22-30
• 2.1 环境因素22-23
• 2.1.1 超精密实验室的空气质量控制22
• 2.1.2 超精密实验室的室温控制22-23
• 2.1.3 超精密实验室的环境防振要求23
• 2.2 车削参数对锗单晶超精密加工表面粗糙度的影响23-29
• 2.2.1 实验设备与材料24-25
• 2.2.2 实验过程25-28
• 2.2.3 实验结论28-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第三章 功率谱密度对锗单晶超精密加工表面质量的评价30-50
• 3.1 表面形貌特征的常用评判参数30-31
• 3.2 功率谱的发展31-32
• 3.3 功率谱密度原理32-33
• 3.4 功率谱密度一维图的估算原理33-44
• 3.4.1 形貌周期图的定义法33-34
• 3.4.2 形貌周期图估计算法的质量评价34-44
• 3.5 功率谱密度的二维估算法44-47
• 3.5.1 功率谱密度二维估算法的定义44
• 3.5.2 功率谱密度在二维区域的估算方法44-45
• 3.5.3 功率谱密度的一维和二维转换原理45-46
• 3.5.4 表面质量评价参数在功率谱密度中的意义46-47
• 3.6 本章小结47-50
• 第四章 功率谱密度在锗单晶超精密加工中的应用50-62
• 4.1 相同加工方法相似表面粗糙度的功率谱密度分析50-53
• 4.2 不同加工方法的功率谱密度分析53-54
• 4.3 切削参数对功率谱密度的影响54-60
• 4.3.1 切削深度对功率谱密度的影响54-56
• 4.3.2 主轴转速对功率谱密度的影响56-58
• 4.3.3 金刚石刀具进给量对功率谱密度的影响58-60
• 4.4 本章小结60-62
• 第五章 分形维数对锗单晶超精密加工表面质量的评价62-70
• 5.1 引言62
• 5.2 分形理论的定义62-63
• 5.2.1 分形的概述62-63
• 5.2.2 维数的定义方法63
• 5.3 分形维数的估算原理63-65
• 5.3.1 盒计算法63-64
• 5.3.2 尺度法64
• 5.3.3 功率谱密度法64
• 5.3.4 结构函数法64-65
• 5.4 不同加工方法的分形维数计算及比较65-66
• 5.5 不同切削参数对分形维数的影响66-68
• 5.5.1 切削深度对分形维数的影响66
• 5.5.2 主轴转速对分形维数的影响66-67
• 5.5.3 进给量对分形维数的影响67-68
• 5.6 分形维数判定法与功率谱密度法的实用性比较68-69
• 5.7 本章小结69-70
• 第六章 结论与展望70-72
• 6.1 结论70-71
• 6.2 展望71-72
• 致谢72-74
• 参考文献74-77
• 附录A 作者在硕士学位期间发表的论文77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 黄波, 朱华盛;锗在常温下的线性热膨胀系数[J];华南师范大学学报(自然科学版);1995年02期

2 袁巨龙;王志伟;文东辉;吕冰海;戴勇;;超精密加工现状综述[J];机械工程学报;2007年01期

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本文编号：1006066