机械刻划光栅槽面残余应力及回弹变形研究

发布时间：2020-03-21 11:30

【摘要】：衍射光栅机械刻划过程是指利用金刚石刻划刀对光栅铝膜材料进行耕犁、熨压作用,使其在刻划刀具的作用下产生塑性变形进而形成所需要的光栅槽形。为解决衍射光栅机械刻划过程中由于残余应力及回弹变形导致槽形质量的问题,本文以79g/mm中阶梯衍射光栅为例,首先根据新型滑移线场理论、弹塑性力学原理,建立刻划刃钝圆、槽面应力以及回弹变形的数值解析模型,并通过分析刻划过程中应力分布特点,建立残余应力数值模型,得出残余应力大小与材料参数、刻划参数、刀具参数以及刀具安装参数之间的影响关系。采用Deform-3D有限元模拟仿真,分析成槽过程中槽面应力分布以及各点位移变化情况,得出残余应力及回弹变形对槽面质量的作用关系,并分析刀具参数、刻划参数以及刀具安装参数对残余应力及回弹变形的影响规律,得出残余应力及回弹变形是影响槽形质量的重要因素。结合Deform-3D有限元模拟仿真结果,进行刻划试验研究以验证槽面损伤与槽面残余应力分布之间的关系,同时利用原子力显微镜观察对衍射光栅进行多道槽刻划时槽面回弹情况,总结规律并对理论分析加以校正,为提高槽形质量提供理论及试验依据。
【图文】：

刻划刀对光栅铝膜材料的耕犁、熨压作用，光栅铝膜在刻划刀具的作用下产生塑性形进而形成所需要的光栅槽形。在衍射光栅刻划过程中，大多情况下采用的刻划刀具体结构及参数如图 1.1 和图 1.2 所示。其刻划过程是利用金刚石刻刀对光栅铝膜材进行多线顺序耕犁-挤压（无屑）成槽的一种复合成形方式，，这种加工方式在制作大积、低密度的原刻母版衍射光栅方面具有重要的地位[8]。

刻划刀对光栅铝膜材料的耕犁、熨压作用，光栅铝膜在刻划刀具的作用下产生塑性形进而形成所需要的光栅槽形。在衍射光栅刻划过程中，大多情况下采用的刻划刀具体结构及参数如图 1.1 和图 1.2 所示。其刻划过程是利用金刚石刻刀对光栅铝膜材进行多线顺序耕犁-挤压（无屑）成槽的一种复合成形方式，这种加工方式在制作大积、低密度的原刻母版衍射光栅方面具有重要的地位[8]。
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH74

【参考文献】

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本文编号：2593266