KDP晶體樹脂結(jié)合劑固結(jié)磨粒線鋸鋸切質(zhì)量研究.pdf

1、KDP(Potassium Dihydrogen Phosphate)晶體作為一種優(yōu)異的非線性光學(xué)晶體，被廣泛應(yīng)用于激光和非線性光學(xué)以及慣性約束核聚變等高技術(shù)領(lǐng)域。然而KDP晶體具有各向異性、質(zhì)軟、易潮解、脆性高、對溫度變化敏感和易開裂等不利于光學(xué)加工的特點，使其成為極難加工的材料之一。線鋸切割技術(shù)因其在加工方面的諸多優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于石材、寶石、硅晶體等材料的切割，本文針對KDP晶體的樹脂結(jié)合劑固結(jié)磨粒線鋸切割，通過理論分析與試驗驗證

2、相結(jié)合的方法，研究了固結(jié)磨料線鋸鋸切加工后KDP晶體的表面質(zhì)量，具有重要的實用意義。本文主要工作如下:
　　 根據(jù)晶體物理學(xué)中的諾爾曼原則，通過分析鋸絲兩邊平面的彈性模量分布情況，得到鋸絲兩邊彈性模量差異性最小的切入方向，選用此方向作為首選的鋸絲切入方向。建立了基于KDP晶體各向異性的鋸切模型和各晶面的晶格位置關(guān)系圖，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法得到了鋸絲切入方向與晶面法線方向組成的平面彈性模量的大小，找出了鋸絲兩邊材料去除率差異性最小時

3、的鋸絲切入方向，得到了KDP晶體(001)晶面、二倍頻晶面、三倍頻晶面的鋸絲切入方向。
　　 利用樹脂結(jié)合劑固結(jié)磨料線鋸進行了KDP晶體的鋸切試驗研究，鋸切晶面為(001)晶面，鋸絲切入方向為[100]晶向。利用TR240型便攜式表面粗糙度儀測量鋸切加工后晶片的表面粗糙度大小，通過正交試驗設(shè)計方法分析了鋸切參數(shù)對KDP晶體表面粗糙度的影響規(guī)律，得到了表面粗糙度較小時的鋸切參數(shù);通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察切割表面形貌，研究了

4、不同鋸切參數(shù)下，KDP晶體表面形貌（凹坑和微裂紋）的差異。通過正交試驗對鋸切工藝參數(shù)進行了優(yōu)化，得到了最優(yōu)的鋸切參數(shù)的水平組合方案，并對最優(yōu)水平組合進行了試驗驗證，鋸切參數(shù)的最優(yōu)水平組合與試驗結(jié)果具有很好的一致性。
　　 根據(jù)鋸絲與工件的幾何運動關(guān)系，得到了單顆磨粒的最大切削深度，通過比較單顆磨粒的最大切削深度與KDP晶體臨界切削深度，得到了KDP晶體塑性域鋸切時鋸絲速度和工件進給速度滿足的關(guān)系。把線鋸加工中磨粒的切削作用近似為