光栅刻划刀具弹性支撑机构颤振抑制性能优化

作     者：于硕 王玮 李文昊 吉日嘎兰图 YU Shuo;WANG Wei;LI Wenhao;JIRIGALANTU

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所国家光栅制造与应用工程技术研究中心吉林长春130022 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.62075216) 中国科学院战略性先导科技专项(C类)资助(No.XDC04000000) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2023年第31卷第13期

页      码：1941-1949页

摘      要：机械刻划是以中阶梯光栅为主导的大闪耀角、高衍射级次光栅的主要加工方法,其大闪耀角特性使中阶梯光栅的刻划加工难度大幅增加。当光栅刻划刀对刃误差较大,或刀具非力平衡设计时,刻划过程中刀具会受到较大水平扭矩,易导致刀具颤振现象,从而影响光栅质量。为抑制刀具颤振,提高光栅刻划稳定性,针对光栅刻划刀弹性支撑机构的颤振抑制性能开展研究,提出了双层平行弹簧支撑机构。通过有限元仿真对比分析了新旧刀架机构的结构刚度和模态特性,并利用加速度传感器测试了两种刀架机构的刻划刀具颤振状态,对比了两种刀架对颤振的抑制效果。结果表明,双层平行弹簧刀架机构受刻划扭矩时,在刀具夹持处及柔性铰链处的变形较传统刀架结构分别减少了36%和24%,一阶模态提升了2.8倍。颤振信号在时域下基线两侧幅值分别降低了13.6%及22.5%。光栅刻划实验表明,新机构有利于刻划制造中阶梯光栅,所提出的刀架优化设计方法和颤振抑制技术可为光栅刻划制造技术提供理论指导。

主 题 词：机械刻划法 刻划刀架 颤振信号 中阶梯光栅 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 0804[工学-材料学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.37188/OPE.20233113.1941

馆 藏 号：203122600...