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金刚石节块磨具三维表面形貌的测量和分析

田覆光

  随着磨削加工技术的不断提高,磨具的结构形状逐渐多样化。为适应不同的加工需求,金刚石节块磨具、槽形砂轮等得到广泛应用。由于这类磨具形状的特殊性,对其表面形貌的测量方法和特征分析遇到新的挑战。本文以电镀金刚石节块磨具作为研究对象,构建测量方案并对其表面形貌特征进行分析。课题的开展有助于加深对磨具形状和表面形貌的认识,为提高产品表面加工质量和磨削过程建模提供技术支持与理论基础,对于进一步推动超精密磨削加工技术的发展具有深远的意义。本文提出针对金刚石结块磨具表面形貌的测量方案;结合测量的数据与形貌特征对磨具表面磨粒形貌进行建模;并对磨具侧面形貌进行重构,分别分析磨具中各节块表面形貌的参数特征。论文的主要研究内容包括:(1)分析金刚石结块磨具形状与表面形貌特征,选取合适的测量方案。根据测量需求对测量装置关键结构部件进行选型和设计,实现金刚石节块磨具表面形貌的测量。(2)针对磨具形貌中较多粘连磨粒形貌分割的问题,提出结合最大类间方差法(Otsu)与分水岭算法对粘连磨粒分割的方法。首先通过Otsu算法对磨粒的边缘进行提取;然后基于距离变换和形态学处理的方法完成粘连磨粒的分割;最后结合两种分割算法对磨具表面磨粒进行分割,以克服Otsu算法无法有效的对粘连磨粒分割及分水岭算法易产生过分割的局限性。(3)对分割后的磨粒形貌参数进行统计分析,从而得到金刚石节块磨具表面磨粒的粒径主要分布在450μm-550μm之间,出露高度在100μm-250μm之间,而且磨粒粒径和出露高度服从高斯分布的规律;对金刚石节块磨具侧面的形貌进行重构分析,获得每一片节块侧面的形貌特征。实验结果表明,所测磨具表面磨粒密度近似为203颗/cm~2,平均粒径为506μm,磨粒总数为5574颗。……   
[关键词]:金刚石节块磨具;表面形貌;磨粒分割;特征参数提取;三维形貌重构
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华侨大学2018年