材料各向異性對KDP晶體加工表面質(zhì)量影響研究.pdf

1、KDP晶體是一種優(yōu)質(zhì)的非線性材料，廣泛應用于激光和非線性光學領域，尤其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鍵設備所需的眾多光學元器件中，因此對KDP晶體的加工表面質(zhì)量要求很高。但由于KDP晶體本身的機械與物理特性，使其在傳統(tǒng)加工中表現(xiàn)出強烈的各向異性，難以達到要求的表面質(zhì)量。目前對晶體加工表面質(zhì)量的研究多數(shù)限于表面質(zhì)量的單一參數(shù)的控制，因此多參數(shù)綜合評價晶體加工表面質(zhì)量的研究工作具有重要的意義。同時隨著對KDP晶體材料需

2、求的不斷增加，研究在一定表面質(zhì)量范圍內(nèi)晶體加工的高效性也對生產(chǎn)具有現(xiàn)實指導意義。
　　為研究晶體加工表現(xiàn)出的各向異性，分析了KDP晶體本身的結(jié)構(gòu)和物理機械特性，應用彈性力學的理論計算出了其各個晶面的彈性模量和剪切模量；為確定最佳切削晶向，進行晶體的超精密車削試驗，通過分析試驗數(shù)據(jù)，綜合評價粗糙度、殘余應力，最終確定切削加工的最佳晶向為40°晶向。
　　確定了SPDT（單點金剛石切削）切削試驗的變量參數(shù)及相應水平值，設計了正交

3、試驗方案，采用原子力顯微鏡測量表面粗糙度、白光干涉儀測量亞表面損傷深度、低載荷原位納米壓痕力學系統(tǒng)測量殘余應力，獲得了刀具參數(shù)和工藝參數(shù)對粗糙度、亞表面損傷深度和殘余應力的影響規(guī)律，確定了各參數(shù)對表面質(zhì)量影響的主次關系。
　　以單點金剛石切削試驗數(shù)據(jù)為訓練樣本及預測樣本，設計了神經(jīng)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，建立了人工神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型，通過對預測結(jié)果進行誤差分析，得出最大相對誤差不超過5％，證明該神經(jīng)網(wǎng)絡的預測精度較高，從而實現(xiàn)了對不同加工參數(shù)