变截面涡旋齿三维形貌分析与功率谱密度表征

作     者：刘涛 李银萍 孙永吉 LIU Tao;LI Yinping;SUN Yongji

作者机构：兰州理工大学机电工程学院兰州730050 金川集团股份有限公司金昌737103 兰州工业学院创新创业学院兰州730050 

出 版 物：《振动．测试与诊断》 (Journal of Vibration,Measurement & Diagnosis)

年 卷 期：2022年第42卷第2期

页      面：322-327,409,410页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51265027 51665035)。 

主　　题：变截面涡旋齿 三维形貌 功率谱密度 表面粗糙度 

摘      要：为了量化表征变截面涡旋齿形貌的变化规律并提取特征信息,以45#钢和硬铝7075材料进行了3段基圆渐开线变截面涡旋铣削加工实验,用TalysurfCLI 1000形貌仪测量了涡旋齿三维形貌和表面粗糙度,对形貌图像进行了分析和比较,运用一维和二维功率谱密度方法量化表征了涡旋齿形貌的频率‑空间分布信息。形貌分析表明:45#钢试样涡旋齿形貌变化趋势接近走刀痕迹,呈现较强的规律性;45#钢涡旋齿试样表面形貌变化高度大于硬铝7075,且形貌的变化与型线位置无明显联系。二维功率谱密度分析表明,涡旋齿形貌呈各向异性特征,x方向空间频率0~0.02μm^(-1)是影响涡旋齿形貌的主导频率,涡旋齿主要缺陷存在于空间波长50μm内。一维功率谱密度表征解析了涡旋齿试样粗糙度相近、但表面形貌和粗糙度差异性明显的现象。实现了涡旋齿形貌不同层次特征的定量表征和信息提取。