CN113639656B - 一种喷丸覆盖率的拓印测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种喷丸覆盖率的拓印测量方法，将纸覆在经过不同时刻喷丸强化的工件上，采用墨拓手段，将喷丸强化的弹坑表面形貌以打拓的方式呈现在纸上，在获取经过拓印得到的喷丸强化拓本之后，通过打印机扫描的方式，将拓本转换为图片，再经过图像处理将图片转换为二值图像，计算出白色部分占比，即为喷丸覆盖率，将不同时刻对应的喷丸覆盖率进行数据拟合，计算出喷丸强化满覆盖率所需时间，喷丸覆盖率的拓印测量完成。本发明主要解决了在喷丸加工过后弹坑边界不清晰，覆盖区域难以测量的问题。

Description

一种喷丸覆盖率的拓印测量方法
技术领域
本发明属于喷丸表面形貌检测技术领域，涉及一种喷丸覆盖率的拓印测量方法。
背景技术
2009版航空标准SAE J2277中给出了目前对喷丸覆盖率最官方的定义是指给定零件表面被丸粒轰击而形成的凹坑(造窝)对表面的覆盖程度。覆盖率只能逼近100％，但不能达到，我们一般认为，98％即为满覆盖率。表面覆盖率是喷丸强化的重要参数，直接影响产品的质量和性能。覆盖率是影响喷丸效果的一个重要因素,但覆盖率的解读和研究在整个喷丸领域是探讨的最少的。
对于喷丸覆盖率的计算，不同的研究人员都提出了自己的方法。利用仪器进行观察，例如扫描电子显微方法，将已经很小的零件再划分成很多部分，进行扫描显微观察，这种技术主要用在比较小，硬度非常高的零件上，但这些方法都需要在技术和设备上投入大量资金。MIC公司研究出一种称为Peenscan的笔，可以用来帮助判断覆盖率。该方法是将适量荧光液涂于待喷丸表面，喷丸后在黑暗环境中，利用紫外光灯观察零件表面，但由于无法控荧光液的涂抹均匀，保证不相互迭加，很难判断零件表面是否被过喷(覆盖率超过100％)，所以对它的使用在业界一直有争议。EI公司研究出的Fluoro-Finder涂料使用方法与Peenscan相似，并且存在相同的争议，未被广泛推广。日本Toyo Seiko公司研制出的手持式数显覆盖率检测仪，利用高质量光学成像系统自动计算出覆盖率值，方便快捷，但其主要用于试片和小区域喷丸效果检测。
尽管计算机模拟可以帮助我们精确的计算得到任何想要覆盖率所需的时间，但这需要测量凹坑的尺寸，在生产中很难做到。传统的喷丸覆盖率计算方法，如喷涂法和图片法大多采用直接采集图像的方式，但是因金属表面反光及喷涂剂不均匀等，很难获得喷丸弹坑的清晰边界及被覆盖的区域，因此所测量的结果依赖于所设定的图像阈值，测量误差较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种喷丸覆盖率的拓印测量方法，主要解决了在喷丸加工过后弹坑边界不清晰，覆盖区域难以测量的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种喷丸覆盖率的拓印测量方法，将纸覆在经过不同时刻喷丸强化的工件上，采用墨拓手段，将喷丸强化的弹坑表面形貌以打拓的方式呈现在纸上，在获取经过拓印得到的喷丸强化拓本之后，通过打印机扫描的方式，将拓本转换为图片，再经过图像处理将图片转换为二值图像，计算出白色部分占比，即为喷丸覆盖率，将不同时刻对应的喷丸覆盖率进行数据拟合，计算出喷丸强化满覆盖率所需时间，喷丸覆盖率的拓印测量完成。
本发明的特点还在于，
具体按照以下步骤实施：
步骤1:稳定放置待拓印的样品；
步骤2:用清水湿润样品表面，并将纸I覆盖于样品上，覆好纸I后涂抹一层清水，并使纸I紧密贴合于样品上；
步骤3:将纸II覆盖于纸I上，并用毛刷敲打纸II，使纸I与样品表面充分贴合并把多余的水分吸干；
步骤4：待纸I上水分70％-85％蒸发时，用蘸墨的拓包在纸I上拓印，拓印完成后纸I作为样品拓片；
步骤5：将所得的样品拓片进行扫描，获得拓印扫描图像；
步骤6：将拓印扫描图像转换为二值图像，计算二值图像白色区域所占比例，即为在当前时刻喷丸覆盖率；
步骤7：将不同时刻所对应的喷丸覆盖率做数据拟合，得到时间-覆盖率函数图像，根据该图像计算出喷丸强化满覆盖率所需时间，喷丸覆盖率的拓印测量完成。
纸I为连史纸，纸II为宣纸。
步骤3还包括用水沾湿纸I上对应远离样品已加工区域的位置，使纸I与样品上远离已加工区域的表面紧密贴合，避免纸I上的水分蒸发过程中纸I与样品表面分离。
步骤4中采用两个拓包，一个拓包上涂墨，另一个拓包蘸取该拓包上的墨进行拓印。
本发明的有益效果是：
本发明一种喷丸覆盖率的拓印测量方法，将经过喷丸处理的弹坑形貌，以拓印的形式，直观的展现出来，并以可靠的方式记录在喷丸达到满覆盖率之前各个阶段的覆盖率，为满覆盖率的计算提供可靠依据，同时将拓印与图像处理技术相结合，能准确的计算出达到满覆盖率所需时间；解决在喷丸加工过后弹坑边界不清晰，覆盖区域难以测量的问题，且测量方法不受零件硬度及表面反光的限制，为在高覆盖率加工条件时，提供更为可靠的支撑。
附图说明
图1是本发明一种喷丸覆盖率的拓印测量方法的流程图；
图2是喷丸拓片扫描图；
图3是喷丸拓片二值图；
图4是覆盖率与喷丸时间关系图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例
本实施例提供一种喷丸覆盖率的拓印测量方法，将纸覆在经过不同时刻喷丸强化的工件上，采用墨拓手段，将喷丸强化的弹坑表面形貌以打拓的方式呈现在纸上，在获取经过拓印得到的喷丸强化拓本之后，通过打印机扫描的方式，将拓本转换为图片，再经过图像处理将图片转换为二值图像，计算出白色部分占比，即为喷丸覆盖率，将不同时刻对应的喷丸覆盖率进行数据拟合，计算出喷丸强化满覆盖率所需时间，喷丸覆盖率的拓印测量完成。
事先准备所需的材料:连史纸、宣纸、拓包、毛刷、毛笔、毛毡、清水，具体按照以下步骤实施：
步骤1:将待拓印的样品于毛毡上稳定放置，避免拓印过程桌面过滑，对拓印效果产生影响，毛毡也可用毛巾代替；
步骤2:用毛笔蘸取清水湿润样品表面，并将连史纸覆盖于样品上，覆好纸I后用毛笔蘸水涂抹一层清水，并使连史纸紧密贴合于样品上，连史纸与样片之间无气泡出现；
步骤3:将宣纸覆盖于连史纸上，并用毛刷敲打宣纸，使连史纸与样品表面充分贴合并把多余的水分吸干，同时，用水沾湿连史纸上对应远离样品已加工区域的位置，使连史纸与样品上远离已加工区域的表面紧密贴合，避免连史纸上的水分蒸发过程中连史纸与样品表面分离。；
步骤4：待连史纸上水分70％-85％蒸发时，用毛笔在一个拓包上涂墨，另一个拓包蘸取该拓包上的墨在连史纸上进行拓印，拓印完成后连史纸作为样品拓片；
步骤5：将所得的样品拓片进行扫描，获得如图2所示的拓印扫描图像；
步骤6：将拓印扫描图像转换为如图3所示的二值图像，计算二值图像白色区域所占比例，即为在当前时刻喷丸覆盖率，如表1所示；
表1实验所得不同时刻下所得覆盖率数据
时刻 时间 覆盖率
t0 0 0
t1 1 34
t2 2 61
t3 4 82
t4 7 95
t5 9 98
步骤7：将不同时刻所对应的喷丸覆盖率做数据拟合，如图4所示，得到时间-覆盖率函数图像，根据该图像计算出喷丸强化满覆盖率所需时间，喷丸覆盖率的拓印测量完成。

Claims (4)

1.一种喷丸覆盖率的拓印测量方法，其特征在于，将纸覆在经过不同时刻喷丸强化的工件上，采用墨拓手段，将喷丸强化的弹坑表面形貌以打拓的方式呈现在纸上，在获取经过拓印得到的喷丸强化拓本之后，通过打印机扫描的方式，将拓本转换为图片，再经过图像处理将图片转换为二值图像，计算出白色部分占比，即为喷丸覆盖率，将不同时刻对应的喷丸覆盖率进行数据拟合，计算出喷丸强化满覆盖率所需时间，喷丸覆盖率的拓印测量完成；
具体按照以下步骤实施：
步骤1：稳定放置待拓印的样品；
步骤2：用清水湿润样品表面，并将纸I覆盖于样品上，覆好纸I后涂抹一层清水，并使纸I紧密贴合于样品上；
步骤3:将纸II覆盖于纸I上，并用毛刷敲打纸II，使纸I与样品表面充分贴合并把多余的水分吸干；
步骤4：待纸I上水分70%-85%蒸发时，用蘸墨的拓包在纸I上拓印，拓印完成后纸I作为样品拓片；
步骤5：将所得的样品拓片进行扫描，获得拓印扫描图像；
步骤6：将拓印扫描图像转换为二值图像，计算二值图像白色区域所占比例，即为在当前时刻喷丸覆盖率；
步骤7：将不同时刻所对应的喷丸覆盖率做数据拟合，得到时间-覆盖率函数图像，根据该图像计算出喷丸强化满覆盖率所需时间，喷丸覆盖率的拓印测量完成。
2.如权利要求1所述的一种喷丸覆盖率的拓印测量方法，其特征在于，所述纸I为连史纸，纸II为宣纸。
3.如权利要求1所述的一种喷丸覆盖率的拓印测量方法，其特征在于，所述步骤3还包括用水沾湿纸I上对应远离样品已加工区域的位置，使纸I与样品上远离已加工区域的表面紧密贴合，避免纸I上的水分蒸发过程中纸I与样品表面分离。
4.如权利要求1所述的一种喷丸覆盖率的拓印测量方法，其特征在于，所述步骤4中采用两个拓包，一个拓包上涂墨，另一个拓包蘸取该拓包上的墨进行拓印。
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