[00786940]KDP晶体超精密切削加工机理及相关技术的研究

①课题来源与背景：中国尽管在KDP晶体生长技术方面的研究处于国际领先地位，但在KDP晶体超精密加工方面的研究起步较晚，因为KDP晶体具有质软、易潮解、脆性高、对温度变化敏感和易开裂等不利于光学加工的特点，所以加工周期长、合格率低、质量不稳定成为某些武器型号零件生产的技术瓶颈，严重地制约着新一代武器型号的发展，影响了国家对新型武器装备的迫切需求。为了解决了大口径KDP晶体加工周期长、合格率低、质量不稳定等问题，哈尔滨工业大学开展了KDP晶体超精密切削加工机理及相关技术的研究工作，先后开发研制出KDP晶体超精密切削加工表面三维微观形貌仿真软件和参数优化设计软件，实现了对大范围的波纹度表面形貌的仿真以及切削参数的优选，研究成果已经在企业得到推广使用，加工出的大口径KDP晶体零件能够满足使用要求。②技术原理及性能指标：以微观塑性力学和断裂力学理论为基础，建立了动态切削力新模型，优选出最佳晶体切削方向，降低了由材料各向异性引起的切削力波动对加工表面质量的影响。采用小波分析技术分析和处理振动信号，建立了KDP晶体超精密加工表面微观形貌预测新模型，并实现了对大范围的波纹表面进行三维仿真；通过工艺参数数据库的建立和管理软件的编制，实现了切削参数优选，达到了加工前预测并控制加工表面质量的目的。主要技术指标如下：1)KDP晶体激光损伤阈值(≥)；2)KDP晶体的面形误差(透射波前)；3)加工表面粗糙度(≤)；4)小尺度波纹及亚表层损伤控制在允许的误差范围内；5)提供KDP晶体超精密切削加工表面三维微观形貌仿真软件1套。③技术的创造性与先进性：利用该种方法建立超精密加工表面形貌的预测模型在国内尚属首次，在国外尚未见相关文献报道。④技术的成熟程度、适用范围和安全性：技术已经在企业得到推广使用。该项研究所提供的加工工艺方法也可以广泛应用于其它脆性材料(如硅酸盐玻璃、微晶玻璃、石英玻璃、单晶锗、单晶硅)光学元件的加工领域，具有很好的应用前景。