刘红斌

(上海天合石油工程股份有限公司,上海 201418)

电火花毛化技术是目前生产冷轧辊较常用的方法。由于冷轧辊表面的形貌是高附加值的冷轧薄板的复映,其形貌及质量直接影响生产出的薄板的深冲性能和油漆映像清晰性,对冷轧辊表面微观形貌需进行详尽的研究。

分形几何已广泛应用于工程粗糙表面的研究[1-3],但主要集中于机加工表面的研究,对毛化表面研究不多,且主要集中在实验方面。另外,放电加工参数对加工出的轧辊耐磨性的影响规律还没有定量的研究。研究表明,电火花毛化表面形貌是可用分形来表征的[3]。本文针对电火花毛化加工过程,利用Majumdar-Bhushan函数[2](M-B函数)确定表面轮廓分形参数和表面粗糙度指标之间的关系,建立了影响毛化工件表面粗糙度的主要加工参数与毛化表面分形参数的数学模型。利用分形参数研究电火花毛化加工参数对表面形貌的影响规律。在摩擦磨损分形预测模型的基础上,分析了表面形貌分形参数对磨损率的影响,指出在实际加工中获得最佳分形维数是有条件的,并推导出获得最佳分形维数的条件,从而反过来指导实际加工,这对其他毛化方法如激光毛化加工也有借鉴作用。

1 表面分形参数和表面粗糙度指标的关系

M-B函数是在Weierstrass-Mandelbrot函数(WM函数)的基础上,为了适合工程表面的应用而发展出来的,其形式为:

式中:D为表面轮廓的分维数;γn为表面上各次谐波的频率,它的取值范围决定于采样长度L和采样的最高分辨率,即截止频率;G为尺度系数;n0为同随机过程截止频率相关的量,在进行表面形貌模拟时,n0可取1/L。……