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微圆弧金刚石刀具车削锗单晶衍射元件

李军琪 张云龙 苏军 汪志斌 郭小岗 宗文俊 张磊

李军琪, 张云龙, 苏军, 汪志斌, 郭小岗, 宗文俊, 张磊. 微圆弧金刚石刀具车削锗单晶衍射元件[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3053-3058.
引用本文: 李军琪, 张云龙, 苏军, 汪志斌, 郭小岗, 宗文俊, 张磊. 微圆弧金刚石刀具车削锗单晶衍射元件[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3053-3058.
Li Junqi, Zhang Yunlong, Su Jun, Wang Zhibin, Guo Xiaogang, Zong Wenjun, Zhang Lei. Turning of DOE Ge single crystal with micro-circle diamond tool[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(11): 3053-3058.
Citation: Li Junqi, Zhang Yunlong, Su Jun, Wang Zhibin, Guo Xiaogang, Zong Wenjun, Zhang Lei. Turning of DOE Ge single crystal with micro-circle diamond tool[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(11): 3053-3058.

微圆弧金刚石刀具车削锗单晶衍射元件

基金项目: 

国防基础科研计划(A0920110019)

详细信息
    作者简介:

    李军琪(1971-),男,高级工程师,主要从事金刚石工艺及加工研究工作。Email:lijunqi90@163.com

  • 中图分类号: TN214

Turning of DOE Ge single crystal with micro-circle diamond tool

  • 摘要: 锗单晶衍射光学元件具有特有的色散和温度特性,在红外光学领域,具有广阔的应用前景。衍射元件必须同时满足光学镜面及相位转变点的要求,采用微圆弧金刚石单点车削是解决这一途径的主要方法之一,但采用微圆弧刀具加工时,要求同时满足粗糙度和相位突变点是加工衍射元件的难点,因此,研究微圆弧金刚石刀具车削锗单晶衍射元件具有重大意义。基于DEFORM 3D切削仿真软件,对金刚石刀具车削锗单晶材料进行了仿真分析,分析了切削参数、刀具参数对锗单晶材料粗糙度的影响,并依据仿真试验结果优选切削参数以及刀具参数进行试验,R0.1mm微圆弧刀具车削单晶材料粗糙度达到4 nm。
  • [1]
    [2] Nakasuji T, Kodera S. Diamond turning of brittle materials for optical components[J]. Annals of the CIRP, 1990: 39 (1): 89-92.
    [3]
    [4] Li Junqi, Zhang Jinliang, Jiao Mingyin, et al. Technology of diamond lathe turning for IR diffractive optical elements[J]. Journal of Applied Optics, 2007, 28(S): 140-144. (in Chinese).李军琪, 张锦亮, 焦明印, 等.红外衍射光学元件的金刚石车削加工技术研究[J]. 应用光学, 2007, 28(S): 140-144.
    [5] Riedl Max J. Diamond-turned diffractive optical elements for the infrared[C]//SPIE, 1995, 2540: 256-269.
    [6]
    [7] Riedl M J. Predesign of diamond turned refractive/diffractive elements for IR objectives[C]//Conf on Binary Optics, 1993: 369-384.
    [8]
    [9]
    [10] Buralli Dale A, Michael Morris G. Effects of diffraction efficiency on the modulation transfer function of diffractive lenses[J]. Applied Optics, 1992, 31(22): 4389-4396.
    [11]
    [12] Sun Ting, Jiao Mingyin. Development of muti-layer diffractive optical element[J]. Journal of Applied Optics, 2008, 29(S): 13-18. (in Chinese).孙婷, 焦明印. 多层衍射光学元件的研究进展[J]. 应用光学, 2008, 29(S): 13-18.
    [13]
    [14] Zhang Zhenxiang, Zhang Jinming, Wang Laiqian. FEA of cutting force of stainless steel based on DEFORM-3D[J].Light Industry Machinery, 2001, 29(4): 40-42. (in Chinese) 章振翔, 张金明, 王来钱. 基于 DEFORM-3D 的不锈钢切削力有限元仿真[J]. 轻工机械, 2001, 29(4): 40-42.
    [15] Oliver W C, Pharr G M. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments[J]. Journal of Materials Research, 1992, 7(6): 1564-1583.
    [16]
    [17] Pharr G M, Oliver W C. On the generality of the relationship among stiffness, contact area, and elastic modulus during indentation[J]. J Mater Res, 1992, 7(3): 613-617.
    [18]
    [19] Jiang Limei, Zhou Yichun, Huang Yongli. Elastic-plastic properties of thin film on elastic-plastic substrates characterized by nanoindentation test[J]. Trans Nonferrous Met Soc China, 2010, 20: 2345-2349.
    [20]
    [21]
    [22] Dao M. Computational modeling of the forward and reverse problems in intrumented sharp indentation[J]. Acta Materialia, 2001, 49: 3899-3918.
    [23]
    [24] Tan Mengxi. Extracting hardness-displacement relations and elastic modulus using nano-indentation loading curves[J]. Acta Metallurgica Sinca, 2005, 41(10): 1020-1024. (in Chinese)谭孟曦. 利用纳米压痕加载曲线计算硬度压入深度关系及弹性模量[J]. 金属学报, 2005, 41(10): 1020-1024.
    [25] Zhao Xiaoming, Hu Dejin, Zhao Guowei. Simulation of workpiece surface texture in 5-axis control machining[J]. Journal of Shanghai JiaoTong University, 2003, 37(5): 690-694. (in Chinese) 赵晓明, 胡德金, 赵国伟. 5坐标数控加工中工件表面形貌的计算机仿真[J]. 上海交通大学学报, 2003, 37(5): 690-694.
    [26]
    [27]
    [28] Zhou X, Xi F. Modeling and predicting surface roughness of the grinding process[J]. International Journal of Machine Tools Manufacture, 2002, 42: 969-977.
    [29] Shi Guoquan. Diamond turning of single crystal germanium and silicon[J]. Journal of Changchun Inst. Opt Fine Mech, 1996, 19(1): 6-10. (in Chinese).史国权. 金刚石车削单晶锗和硅[J]. 长春光学精密机械学院学报, 1996, 19(1): 6-10.
    [30]
    [31]
    [32] Zong Wenjun. Mechanical lapping techniques and cutting performance optimization of high-accuracy diamond cutting tools[D]. Harbin: Harbin Institute of Technology, 2008: 112-113. (in Chinese)宗文俊.高精度金刚石刀具的机械刃磨技术及其切削性能优化研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2008: 112-113.
    [33] Yuan Z J, Zhou M, Dong S. Effect of diamond tool sharpness on minimum cutting thickness and cutting surface integrity in ultraprecision machining[J]. Journal of Materials Processing Technology, 1996, 62: 327-330.
  • [1] 王蔚, 王孝宇, 刘伟军, 邢飞, 王静.  光斑搭接率对GH3030合金表面积碳及氧化物清洗质量的影响 . 红外与激光工程, 2023, 52(2): 20220164-1-20220164-10. doi: 10.3788/IRLA20220164
    [2] 廖清明, 冯泽心.  面向光束整形的自由曲面衍射光学设计方法(特邀) . 红外与激光工程, 2023, 52(7): 20230430-1-20230430-11. doi: 10.3788/IRLA20230430
    [3] 殷博, 薛常喜, 李闯.  碳化钨合金磨削仿真与工艺优化方法 . 红外与激光工程, 2023, 52(7): 20220898-1-20220898-10. doi: 10.3788/IRLA20220898
    [4] 梁广磊, 孙树峰, 王津, 姜明明, 张丰云, 王茜, 邵晶, 曲志浩, 王萍萍.  激光直写制备衍射光学元件的研究及应用 . 红外与激光工程, 2023, 52(4): 20220567-1-20220567-18. doi: 10.3788/IRLA20220567
    [5] 黄岳田, 范斌, 李世杰, 梁海锋, 蔡长龙, 刘卫国.  衍射光学元件车削误差控制技术 . 红外与激光工程, 2023, 52(3): 20220504-1-20220504-9. doi: 10.3788/IRLA20220504
    [6] 阮仁杰, 曹银花, 王晓帆, 马艳红, 王智勇, 兰天.  底发射VCSEL片上点阵结构光投影装置设计 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210640-1-20210640-9. doi: 10.3788/IRLA20210640
    [7] 薛亚飞, 罗子艺, 韩善果, 蔡得涛, 徐望辉, 房卫萍, 刘皓挺.  激光扫描速度对碳钢板表面锈蚀层去除质量的影响 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210389-1-20210389-5. doi: 10.3788/IRLA20210389
    [8] 李世杰, 徐超, 黄岳田, 王守义, 刘卫国.  车削加工硫化锌晶体工艺 . 红外与激光工程, 2020, 49(7): 20190567-1-20190567-8. doi: 10.3788/IRLA20190567
    [9] 李美萱, 李宏, 张斯淇, 张文颖, 郭明.  基于离散抽样加密算法的衍射光学元件设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(9): 916004-0916004(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0916004
    [10] 王朋, 薛栋柏, 张昊, 杨坤, 李伟皓, 回长顺.  红外晶体等距恒速单点金刚石车削 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 742001-0742001(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0742001
    [11] 李美萱, 董连和.  浸没式光刻照明系统的照明模式变换器 . 红外与激光工程, 2018, 47(6): 618002-0618002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0618002
    [12] 杨亮亮.  衍射光学元件斜入射衍射效率的测量 . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 117003-0117003(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0117003
    [13] 陈芳, 方铉, 王双鹏, 牛守柱, 方芳, 房丹, 唐吉龙, 王晓华, 刘国军, 魏志鹏.  PEALD沉积温度对AlN的结构和表面特性的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 421001-0421001(4). doi: 10.3788/IRLA201645.0421001
    [14] 潘永强, 陈佳.  光学薄膜减散射特性研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 118007-0118007(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0118007
    [15] 朱南南, 张骏.  表面粗糙度激光散射检测的多波长光纤传感器 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 522003-0522003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0522003
    [16] 张发强, 樊祥, 朱斌, 程正东, 方义强.  折衍混合长波红外光学系统消热差设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1158-1163.
    [17] 马占龙, 王君林.  超高精度光学元件加工技术 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1485-1490.
    [18] 俞建杰, 韩琦琦, 马晶, 谭立英.  衍射光学元件在卫星激光通信终端中的潜在应用 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 130-137.
    [19] 殷可为, 黄智强, 林妩媚, 邢廷文.  衍射光学元件设计参数对杂散光的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3059-3064.
    [20] 葛建平, 沈为民, 刘全, 陈明辉.  锯齿槽闪耀光栅制作误差对衍射效率的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1557-1561.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-03-10
  • 修回日期:  2013-04-28
  • 刊出日期:  2013-11-25

微圆弧金刚石刀具车削锗单晶衍射元件

    作者简介:

    李军琪(1971-),男,高级工程师,主要从事金刚石工艺及加工研究工作。Email:lijunqi90@163.com

基金项目:

国防基础科研计划(A0920110019)

  • 中图分类号: TN214

摘要: 锗单晶衍射光学元件具有特有的色散和温度特性,在红外光学领域,具有广阔的应用前景。衍射元件必须同时满足光学镜面及相位转变点的要求,采用微圆弧金刚石单点车削是解决这一途径的主要方法之一,但采用微圆弧刀具加工时,要求同时满足粗糙度和相位突变点是加工衍射元件的难点,因此,研究微圆弧金刚石刀具车削锗单晶衍射元件具有重大意义。基于DEFORM 3D切削仿真软件,对金刚石刀具车削锗单晶材料进行了仿真分析,分析了切削参数、刀具参数对锗单晶材料粗糙度的影响,并依据仿真试验结果优选切削参数以及刀具参数进行试验,R0.1mm微圆弧刀具车削单晶材料粗糙度达到4 nm。

English Abstract

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