材料各向異性對(duì)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(yīng)用于激光和非線性光學(xué)領(lǐng)域，尤其在慣性約束聚變固體激光驅(qū)動(dòng)器、強(qiáng)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，因此對(duì)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(jī)械與物理特性，使其在傳統(tǒng)加工中表現(xiàn)出強(qiáng)烈的各向異性，難以達(dá)到要求的表面質(zhì)量。目前對(duì)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(píng)價(jià)晶體加工表面質(zhì)量的研究工作具有重要的意義。同時(shí)隨著對(duì)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(duì)生產(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)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(jī)械特性，應(yīng)用彈性力學(xué)的理論計(jì)算出了其各個(gè)晶面的彈性模量和剪切模量；為確定最佳切削晶向，進(jìn)行晶體的超精密車削試驗(yàn)，通過(guò)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，綜合評(píng)價(jià)粗糙度、殘余應(yīng)力，最終確定切削加工的最佳晶向?yàn)?0°晶向。
　　確定了SPDT（單點(diǎn)金剛石切削）切削試驗(yàn)的變量參數(shù)及相應(yīng)水平值，設(shè)計(jì)了正交

3、試驗(yàn)方案，采用原子力顯微鏡測(cè)量表面粗糙度、白光干涉儀測(cè)量亞表面損傷深度、低載荷原位納米壓痕力學(xué)系統(tǒng)測(cè)量殘余應(yīng)力，獲得了刀具參數(shù)和工藝參數(shù)對(duì)粗糙度、亞表面損傷深度和殘余應(yīng)力的影響規(guī)律，確定了各參數(shù)對(duì)表面質(zhì)量影響的主次關(guān)系。
　　以單點(diǎn)金剛石切削試驗(yàn)數(shù)據(jù)為訓(xùn)練樣本及預(yù)測(cè)樣本，設(shè)計(jì)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，建立了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，通過(guò)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行誤差分析，得出最大相對(duì)誤差不超過(guò)5％，證明該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)精度較高，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同加工參數(shù)