导轨结合面的动态特性对机床整机的动态特性有着重要的影响,所以对结合面间动态特性进行研究具有重要意义。目前,对动态特性的研究主要从粗糙表面间的接触问题入手,而对接触问题的分析先首要解决的就是如何准确识别和表征结合面间的微观形貌。基于传统的对结合面间微观形貌的定量化描述方法,其所描述的结果不具有客观唯一性,使其在实际使用时受到很大的限制。而基于分形理论描述的粗糙表面可以反映出多尺度下的全部信息,表现出了相对于传统定量化描述方法的优越性。本课题结合分形理论及统计学方法,对微观表面形貌的重构及其算法进行研究。首先,利用原子力显微镜对接近机床导轨材料及加工条件试件进行测量,得出粗糙表面的二维及三维微观形貌,并对其分形特征进行分析。分析表明,在满足加工条件下,粗糙表面具有分形特征。然后利用MATLAB编程计算分形特征参数及其它三维评定参数。之后结合分形理论及统计学原理建立的分形理论模型模拟微观粗糙表面,并与实测表面进行对比,寻求适合表征实际微观表面的分形模型。最后借助UG的曲面造型功能,使用二次开发的方式创建具有分形特征的粗糙曲面。研究表明,分形表述的粗糙曲面可有效表征工程实际工程表面的微观形貌特征,模拟出不受多重尺度特性限制的粗糙表面,为后续结合面间的动态特性分析打下基础。