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表面粗糙度主要用来评价加工工件表面所具有的微小间距、微小峰谷及微观几何尺寸.表面的微观不平形貌是由于在加工过程中刀具和零件表面之间的磨擦,切削分离时的塑性变形和金属撕裂,以及工艺系统中存在的高频振动等原因所形成的,对工件的使用寿命和工作性能有着直接而重要的影响.因此,对工件表面粗糙度进行客观、科学地检测和评定,已成为加工领域中的一个重要课题.当前,表面粗糙度测量技术的主要发展趋势是:三维表面轮廓的测量、大量程高精度的表面粗糙度测量、在线实时表面粗糙度测量和各种特殊材料、特殊加工方法的表面粗糙度测量.该文主要研究了单色直线偏振激光均匀照射匀速转动的粗糙圆柱体表面后,经过自由空间传播,在观察面上形成动态散斑的二阶统计特性.推导出可以描述散斑光强起伏和散斑空间结构的强度相关函数,分析了强度相关函数和物体表面粗糙度参数之间的关系.从理论分析可知,观察面上形成的动态散斑和工件表面微观形貌、光学系统及观察面与被测面之间的距离有关.因此,提出用强度相关函数来表征表面粗糙程度.由分析得出强度相关函数与表面粗糙度密切相关,该文结合表面粗糙度散斑测量技术和图像处理技术,定义了散斑强度变化的规范化相关函数的离散化公式.基于推导出的动态散斑二阶统计特性理论,建立了一套基本能满足研究和实验要求的表面粗糙度测量实验系统.利用该实验系统,采集不同粗糙度级别的磨削、车削样轴的散斑图像,从散斑图像中提取出离散化的规范化相关函数这一特征参数,给出了粗糙度等级与散斑相关距离之间的对应关系,从两者的关系看基本上可以区分出样轴表面的粗糙度等级,特征参数的变化与金属表面粗糙度密切相关,因此可依据特征参数的变化来判断金属表面粗糙程度.通过对比度法及相关法的测量结果比较,相关法的测量范围较大.通过实验验证,这种实验系统结构简单,可以模拟生产加工过程中工件的运动情况,非接触测量,测量速度快,对测量环境要求不高.