發(fā)布時間：2020-12-03 09:37

　　在衍射光柵機械刻劃過程中,由于金剛石刻刀安裝方位角等刻劃工藝參數(shù)的變化,會引起彈性刀架-金剛石刻刀系統(tǒng)與光柵鋁膜之間發(fā)生機械刻劃顫振。機械刻劃顫振嚴重破壞光柵槽形質量,甚至使光柵報廢,同時還會加劇金剛石刀具磨損,嚴重影響刀具使用壽命。本文采用理論分析、模擬仿真和工藝試驗相結合的方法對機械刻劃顫振進行了相關研究。首先,對金剛石刻刀與光柵鋁膜之間的力學特性進行了分析,運用滑移線場法和能量法建立了金剛石刻刀與光柵鋁膜之間的力學模型,得到了光柵機械刻劃力三向分力。然后,基于Altintas顫振預測模型建立了光柵機械刻劃顫振的動力學模型,運用解析法對光柵機械刻劃顫振的三維穩(wěn)定性做了具體的理論分析,得到了機械刻劃顫振發(fā)生時的臨界判據(jù)表達式。其次,運用MATLAB仿真軟件得到了機械刻劃顫振的穩(wěn)定性葉瓣圖,得出了刻劃工藝參數(shù)的臨界閾值;通過有限元仿真,通過分析不同刻劃工藝參數(shù)對刻劃力的影響規(guī)律,驗證了刻劃工藝參數(shù)臨界閾值的準確性。然后,對彈性刀架進行動態(tài)特性分析,得到了刻劃工藝參數(shù)對彈性刀架振動的影響規(guī)律,從彈性刀架的角度驗證了理論分析和模擬仿真的準確性。最后,通過機械刻劃工藝試驗,分析刻劃工藝參數(shù)對... 

【文章來源】：長春理工大學吉林省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

光柵槽形表面振紋和刻線彎曲現(xiàn)象機械刻劃顫振的發(fā)生與金剛石刻刀與光柵鋁膜之間的力學關系和刻劃工藝參數(shù)

目前該光柵刻劃機刻制的衍射光柵正在準備應用于中國大口徑光學望遠鏡中，具有重要的戰(zhàn)略意義[15]。如圖1.2 所示，即為國內外光柵刻劃機實物圖。（a）美國 MIT-B 型光柵刻劃機 （b）美國 MIT-C 型光柵刻劃機（c）日本 Hitachi 公司研制的光柵刻劃機 （d）長春光機所大型衍射光柵刻劃機圖 1.2 國內外光柵刻劃機實物圖1.2.2 光柵機械刻劃彈性刀架簡介刻劃刀架是光柵機械刻劃裝置中用于裝夾金剛石刻刀的重要機構，刻劃刀架的適用性和穩(wěn)定性對光柵刻劃成槽具有重要影響。G.R.Harrison[16]等人針對 MIT 系列光柵

巴音賀希格[17]等人在原有十字鉸鏈式刀架的基礎上設計了彈性刀架，如圖1.3（b）所示，經(jīng)驗證彈性刀架能夠滿足長焦距凹面光柵的制備要求。彈性刀架的主刀架和副刀架是由四片彈簧片連接，機械刻劃過程中金剛石刻刀遇到光柵鋁膜表面硬質點時，彈性刀架會自動彈起以保證刻刀不會崩刃，從而避免光柵報廢，因此在刻制大面積衍射光柵時，彈性刀架也有廣泛的應用。此外，通過調節(jié)彈性刀架后端的配重桿和前端刻刀卡塊調節(jié)旋鈕，也可以實現(xiàn)簡化金剛石刻刀安裝、對刀和調刀過程的作用。雖然彈性刀架適合用于刻制多種衍射光柵，但是由于彈性刀架對刻劃過程的穩(wěn)定性要求極高，刻劃工藝參數(shù)以及環(huán)境的變化都有可能造成彈性刀架發(fā)生振動而激發(fā)機械刻劃顫振，因此有必要基于彈性刀架對機械刻劃過程中的顫振進行相應研究，提出有效抑制機械刻劃顫振的工藝方法。（a）剛性可調量化刀架 （b）彈性刀架圖 1.3 機械刻劃刀架

【參考文獻】：
期刊論文
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