[发明专利]基于平均镜像光反射率的超精密车削表面粗糙度测量方法

权利要求书

1.一种基于平均镜像光反射率的超精密车削表面粗糙度测量方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、建立单个进给量内经过超精密车削的工件表面的二维刀痕轮廓模型，所述的二维刀痕轮廓模型的表达式为：其中x的取值范围是R_z是车削后工件表面粗糙度轮廓的最大高度数值，f是刀具每转进给量，上述二维刀痕轮廓模型中坐标系设置为：刀具与工件初始接触位置的最低点为原点，刀具进给方向为x轴，粗糙度轮廓高度方向为y轴，公式中x是在上述坐标系下二维刀痕轮廓的横坐标,y是二维刀痕轮廓的纵坐标；

步骤二、将所述单个进给量内的工件表面的二维刀痕轮廓模型以刀具每转进给量f为周期进行扩展，建立整个工件表面二维刀痕轮廓模型；

步骤三、计算经过不同超精密车削的工件表面粗糙度对应的镜像光反射率，具体步骤是：

第一步，将步骤二建立的工件表面的二维刀痕轮廓模型导入光学计算软件，光学材料从光学计算软件库中选取并与待测表面的工件材料相同，计算在同一给定入射光波入射角下，在第一个给定的车削后工件表面粗糙度轮廓的最大高度值R_z下，且在设定的入射光波长范围内计算不同入射光波长对应的镜像光反射率；

第二步，计算不同入射光波长对应的镜像光反射率的平均值，获得在第一个给定的车削后工件表面粗糙度轮廓的最大高度值R_z下的平均镜像光反射率R_f；

第三步，反复修改车削后工件表面粗糙度轮廓的最大高度值R_z，采用第一步的方法以及第二步的方法得到不同给定的车削后工件表面粗糙度轮廓的最大高度值R_z下分别对应的平均镜像光反射率R_f；

步骤四、以步骤三获得的各个平均镜像光反射率R_f为自变量，以各个平均镜像光反射率R_f分别对应的表面粗糙度轮廓的最大高度值R_z为因变量，利用三次函数模型结合最小二乘法建立R_z和R_f之间的数学关系模型；

步骤五、对于待测的经过超精密车削的工件表面，利用分光光度计测量工件表面在步骤三设定的入射光波长范围内的镜像光平均反射率R_f，其中入射角与步骤三中给定的入射角数值相同，将测量的镜像光平均反射率代入到步骤四建立的数学关系模型中，即可获得表面粗糙度轮廓的最大高度数值。

2.根据权利要求1所述的基于平均镜像光反射率的超精密车削表面粗糙度测量方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，将步骤一中单个进给量二维刀痕轮廓模型中全部横坐标数值x增加f，纵坐标y数值不变，获得一组新的横纵坐标数值组合(x,y)，该坐标数值组合为范围内的二维刀痕轮廓模型；

第二步，在新的横纵坐标数值组合(x,y)的基础上不断采用第一步的方法对二维刀痕轮廓进行扩展，直至扩展的周期数达到某一临界值m为止，得到整个超精密车削工件表面的二维刀痕轮廓模型，所述的二维刀痕轮廓模型中横坐标数值x的取值范围是

3.根据权利要求1所述的基于平均镜像光反射率的超精密车削表面粗糙度测量方法，其特征在于：所述的入射角是15度。