KDP晶體各向異性對加工表面粗糙度影響的研究.pdf

1、在慣性約束聚變固體激光驅(qū)動器、強激光武器及核武器等關(guān)鍵設(shè)備所需的眾多光學(xué)元器件中，KDP晶體作為一種優(yōu)質(zhì)的非線性材料，被廣泛的應(yīng)用于激光和非線性光學(xué)領(lǐng)域。慣性約束核聚變等激光裝置對KDP晶體光學(xué)元件表面粗糙度的基本要求是達到Rms≤5nm。但是，KDP晶體材料各向異性對加工的粗糙度質(zhì)量有很大的影響。因此，研究超精密切削KDP晶體材料的各向異性對加工表面粗糙度的影響具有重要的意義。
　　本文在分析KDP晶體壓痕和刻劃試驗的基礎(chǔ)上，認

2、為對于KDP晶體這樣的脆性材料也可以應(yīng)用塑性的方法進行加工。接著，從切削表面形成的機理出發(fā)，對比了超精密切削與傳統(tǒng)切削的區(qū)別，建立了新的超精密切削模型，得到了切削力與各主要參數(shù)的關(guān)系。然后，運用剪切變形比能最大理論，建立了KDP晶體的剪切角模型，結(jié)合KDP晶體的材料特性和剪切角模型得到了超精密加工KDP晶體的切削力的變化規(guī)律。
　　運用機床振動學(xué)知識，建立了刀具和工件系統(tǒng)的動態(tài)切削模型，將切削力的波動轉(zhuǎn)換為刀具和工件相對位移的波動

3、。并根據(jù)車削表面形貌形成的知識，在考慮刀具半徑和機床本身的波動的基礎(chǔ)上，建立了超精密車削KDP晶體三維表面形貌的模型，得到了不同晶面的加工表面形貌，對仿真結(jié)果進行了分析和研究。
　　最后，在哈爾濱工業(yè)大學(xué)的HCM-I型超精密車床上對KDP晶體進行了加工試驗，對車削過程中的切削力信號進行了采集，在對切削力信號進行了FFT分析之后，得知車削時由材料各向異性引起的切削力的波動規(guī)律符合理論計算時由材料各向異性引起的切削力波動規(guī)律。并對工件