【摘要】：大口徑KDP晶體是唯一可用作高功率激光驅(qū)動(dòng)裝置中Pockels盒和倍頻器件的晶體,在慣性約束核聚變的新能源開發(fā)中占據(jù)重要地位。質(zhì)軟、易潮解、脆性高、各向異性、易開裂等一系列難加工的特點(diǎn),使得大口徑KDP晶體的加工成為世界級(jí)難題,而我國現(xiàn)有的KDP晶體精密超精密加工機(jī)床和加工工藝水平無法滿足高功率激光系統(tǒng)的要求。本文針對(duì)KDP晶體單點(diǎn)金剛石飛刀切削加工工藝參數(shù)的優(yōu)化展開研究,并針對(duì)加工過程出現(xiàn)不合格的中頻波紋度值,對(duì)加工機(jī)床進(jìn)行檢測與改進(jìn)研究:(1)首先,通過分析各實(shí)驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法與原理,利用二次通用回歸旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)小口徑KDP晶體單點(diǎn)金剛石飛刀切削加工工藝試驗(yàn)進(jìn)行系統(tǒng)、全面的優(yōu)化設(shè)計(jì)。基于單點(diǎn)金剛石飛刀切削原理,對(duì)KDP晶體進(jìn)行切削加工試驗(yàn)。運(yùn)用非線性二次回歸分析、偏最小二乘回歸等方法與理論,利用DPS和SPSS軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,獲得表面粗糙度和波紋度的理論預(yù)測模型�；诜蔷�性規(guī)劃原理,利用優(yōu)化大師軟件,對(duì)表面粗糙度和波紋度分別進(jìn)行單目標(biāo)與多目標(biāo)的加工工藝方案優(yōu)化。最后將優(yōu)化出的最佳參數(shù)組合用于大口徑KDP晶體的加工試驗(yàn)。(3)其次,針對(duì)大口徑KDP晶體加工過程出現(xiàn)的中低頻波紋度不符合課題指標(biāo)現(xiàn)象,對(duì)KDP晶體表面中低頻波紋形成進(jìn)行理論分析。利用陀螺的技術(shù)方程對(duì)空氣主軸進(jìn)行理論建模,定性分析表面波紋的頻率與幅值特征及其影響要素,然后對(duì)理論分析得出的主要振動(dòng)部位進(jìn)行模態(tài)分析,得到其振動(dòng)的固有頻率。(4)最后,利用LMS檢測設(shè)備,在不同工況下對(duì)精密超精密機(jī)床的主軸箱與工作臺(tái)的各個(gè)方向進(jìn)行振動(dòng)測試,通過時(shí)域和頻域的橫縱向?qū)Ρ确治?得到機(jī)床切削振動(dòng)的大致頻率范圍,再與理論分析得到的固有頻率進(jìn)行比較,分析總結(jié)機(jī)床切削振動(dòng)的主要原因,為機(jī)床的改進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TL632
【圖文】：

圖 1-1 KDP 晶體的實(shí)物外形 圖 1-2 KDP 晶體理想外形Fig.1-1 Physical appearance KDP crystals Fig.1-2 The ideal appearance of KDP crys.2.1 KDP 晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)KDP 晶體的結(jié)構(gòu)決定其光學(xué)、物理以及機(jī)械加工性能等，因此研究 KDP的結(jié)構(gòu)特性對(duì)于KDP晶體生長技術(shù)和加工技術(shù)的發(fā)展以及KDP晶體的應(yīng)用至關(guān)重要的作用。West 等人最早在 20 世紀(jì) 20 年代利用 X 射線和中子衍射研究不同生長條件和溫度下 KDP 晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)[17,18]，經(jīng)過將近一個(gè)世紀(jì)

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本文編號(hào)：2730289