超精密金刚石刀具──衍射光栅刻划刀

衍射光栅是一种非常精密的光学元件。它们通常是用金刚石刀具刻划的。为了使光栅有较高的衍射效率,金刚石刻划刀应有精确的角度。正确选择金刚石晶格的方向对提高刀具的寿命非常重要。光栅刻划刀刀刃的粗糙度好于8nmRa.     

平场全息凹面光栅的设计

平场全息凹面光栅是一种光谱面为平面的凹面全息光栅。在像面上,如果用某种平面多通道光电接收器探测光谱信号,可使光谱分析简单、迅速、并可做瞬间光谱分析。因为准直、色散和聚焦都集一体于凹面光栅,因而不仅光能损失大为减小,而且整个光谱仪也变得小巧轻便。本文将全息凹面光栅的理论用于消像差平场全息凹面光栅的设计中。描述了在任意给定的仪器参数下,确定光栅表面的曲率半径和记录参数的方法。并通过光线追迹,用谱线在点列阵图上的扩散度,即相应的相对强度分布轮廓曲线来评价所设计的光栅,结果是令人满意的     

凹面衍射光栅刻划机

长春光机所于1979年研制了一台凹面光栅刻划机,可刻划光栅面积为70×90毫米²,每毫米可刻划600、1200、2400条线的凹面光栅。1980年末刻出半径为0.35米的Ⅰ型试用光栅,1981年刻出半径为1米的Ⅰ型试用光栅。     

刻划光栅中刻划刀的刃口半径影响研究

刃口半径是金刚石刻划刀的重要参数之一,影响光栅的衍射效率、刻划刀的刻划深度及刻划力。本文利用计算公式分析刃口半径对衍射效率、刻划深度的影响;另外,利用有限元软件模拟光栅的刻划过程,得出不同刃口半径对刻划力的影响曲线,为正确选择刃口半径提供了理论依据。     

基于解析分区法设计闪耀全息凹面光栅

研究了制备闪耀凹面光栅的离子束刻蚀工艺,提出了用“解析分区法”设计闪耀凹面光栅的衍射效率.该方法能通过确定离子束入射角,在实验前定量给出平行离子束刻蚀后光栅衍射效率的设计结果.经过理论设计计算出所需波长衍射效率较高的凹面闪耀光栅中心闪耀角,利用刻蚀模拟软件BLAZING计算出离子束刻蚀参数及光刻胶掩模参数;以计算结果为依据,利用全息-离子束刻蚀工艺制作出尺寸为45 mm×40 mm2,曲率半径为224 mm的凹面闪耀光栅,其中心闪耀角约为9.21°,峰值衍射效率为54.8％@300 nm,250 nm处衍射效率为50％,与“解析分区法”计算结果符合较好.实验结果表明,利用“解析分区法”进行凹面闪耀光栅衍射效率设计的方法简单易行,能够有效指导平行离子束刻蚀闪耀凹面光栅工艺,完成高衍射效率凹面闪耀光栅的制作.     

Ⅵ型全息凹面光栅在单色仪中的应用

前言近二十年来,随着光栅刻划和复制技术的发展,光栅单色仪已广泛地应用于光谱分析中。在国外,光栅单色仪已有较完整的系列。国内一些科研单位和工厂也先后研制出不少型号的平面光栅单色仪。近年来激光全息技术在光栅制造上的应用已经进入商品阶段,因此研制和生产全息凹面光栅单色仪的任务就提到日程上来了。用全息凹面光栅比用普通的平面衍射光栅制造单色仪具有很多优越性。凹面光栅除具有     

全息凹面光栅单色仪的研讨

传统的凹面光栅单色仪由于其象散过大，使能量受到影响而在某些场合失去了可用性。全息消象差凹面光栅改善了象散对能量的影响，使凹面光栅单色仪焕发新的生机。笔者对全息消象差凹面光栅进行了较为细致的观察、分析、计算，以更深一步地了解全息消象差凹面光栅的性能特点，并与经典的濑谷－波冈装置进行了比较。最后，对几个与凹面光栅单色仪有关的问题也进行了探讨。     

Eagle型双层结构全息凹面光栅双单色仪的设计

本文给出一种凹光面栅双单色仪的双层结构形式。足够好地保证了两个单色系统的光谱同步扫描。采用全息凹光面栅减少杂散光,并按照凹面光栅的Eagle 装架参数确定拍摄全息凹面光栅的光路,以消除由于凹球形基片产生的某些固有象差,改善凹面光栅的象质。给出SDHR-1000全息凹面光栅双单色仪的某些实验结果。     

全息凹面光栅单色仪的研讨

传统的凹面光栅单色仪由于其象散过大，使能量受到影响而在某些场合失去了可用性。全息消象差凹面光栅改善了象散对能量的影响，使凹面光栅单色仪焕发新的生机。笔者对全息消象差凹面光栅进行了较为细致的观察、分析、计算，以更深一步地了解全息消象差凹面光栅的性能特点，并与经典的獭谷-波冈装置进行了比较。最后，对几个与凹面光栅单色仪有关的问题也进行了探讨。     

民德卡尔·蔡司厂的光栅展品

在一九七二年莱比锡春季博览会上,民德的卡尔·蔡司厂展出了若干新颍仪器及元件,现将其展出的精密衍射光栅介绍如下: 在物理光学仪器中展出了新发展的精密衍射光栅,其中还包括了首次展出的,曲率半径为1～2米的凹面光栅。其典型元件包括刻线密度为每毫米刻1300、650,325、162及80条刻线的,刻划面积为30mm×30mm至120mm×100mm之间的七种不同波长范围的光栅。     

基于杠杆模式施载的圆弧刃光栅刻画刀具刃磨机床研制

采用圆弧刃光栅刻画刀具,实现在线换刃技术是解决光栅刻画刀具使用寿命问题的一种有效的途径。在线换刃圆弧光栅刻画刀具对刃口质量及精度要求高,刃磨制作工艺难度大,且国内外市场几无此类刃磨设备,需要自行设计制作圆弧刃光栅刻画刀具刃磨机床。在圆弧刃光栅刻画刀具刃磨试验设备设计制作及圆弧刃光栅刻画刀具刃磨制作工艺研究基础上,针对圆弧刃光栅刻画刀具的刃磨特点,设计新型的基于杠杆模式施载的圆弧刃光栅刻画刀具刃磨机床;根据传统机床的设计程序,对刃磨机床的功能、总体设计及详细结构设计展开研究,并对施载与微进给机构进行了振动分析,排除了出现共振的可能性。最后完成了该机床的机械装调,并刃磨制作一把圆弧刃光栅刻画刀具,其定向角∠D=63°,刀尖角∠J=90°,刃圆半径R=8.56mm,在460倍体视显微镜下观察无崩口等缺陷,刃口弧线清晰可见。刀具检测及观测结果表明,所设计的圆弧刃刀具刃磨机床适用于圆弧刃光栅刻画刀具的刃磨制作,所采用的分析及设计方法对圆弧刃刀具刃磨机床及其他机床的设计和研制具有实际指导意义。     

光栅成像光谱仪同心光学系统研究

详细讨论了光栅同心光谱仪的波像差表达式。当入射光束与出射光束平行时,单色同心光学系统空间任一点成几何理想像。揭示了光栅同心光谱仪满足远心条件时,光瞳像差仅有三级球差和场曲及高级剩余像差,系统需要校正场曲和球差。光栅必须放在前后光学部分的焦平面上,满足远心条件。最佳光栅刻线是等间隔平行线。介绍了两种典型同心光学系统的结构和特性。     

弧形刻刀的主刃半径对中阶梯光栅槽形的影响研究

以弧形刻刀刻划79g/mm的中阶梯衍射光栅为研究对象,基于滑移线场理论建立了光栅槽形隆起高度的数学模型,并以此分析出槽形隆起高度随主刃半径增大而降低的变化规律.在有限元软件DEFORM中建立了弧形刻刀刻划光栅的动态仿真模型,模拟出主刃圆弧半径参数对槽形隆起高度的影响规律,和理论分析一致.为弧形刻刀刻划中阶梯衍射光栅的机理和工艺研究奠定基础.     

Edge micro-creation of Ti(C,N) cermet inserts by micro-abrasive blasting process and its tool performance

Abstract

In this study, the cutting edge passivation by a micro-abrasive blasting method for cermet inserts and its machining performance were investigated. The micro-abrasive blasting parameters for cermet inserts were optimized and the micro-creation of cutting edge was determined with detail. A Back Propagation (BP) neural network prediction model was further established based on our micro-abrasive blasting experiment datum, which can directly evaluate the micro-abrasive blasting ability to generate the specific edge radius. The improvement of cutting performance of micro-abrasive blasted cermet inserts benefits from the strengthening of cutting edge that caused by the obvious elimination of a large number of micro-defects rooted around the edge, and the formation of circular cutting edge is the result of brittle removal and plastic removal. The micro-creation of inserts can acquire a circular cutting edge, and the optimal edge radius is 15?μm under the selected cutting conditions when the tool life was chosen as an optimization target and the surface roughness was simultaneously taken into account. It is found that the blasted cermet inserts can prolong the tool life by at least 86% and the machined-surface quality can be improved by up to 1.65?μm, compared to inserts without micro-abrasive blasting.     

精确测量长凹球面曲率半径的差分干涉微机系统

给出了一种在比较短的工作长度上精确测量长凹球面镜曲率半径的单片微机测试系统,介绍了该微机系统的基本原理、计算方法、硬件电路设计、误差分析及在应用中必须的详细资料。     

一种可控曲面光栅的研制

提出了一种制作曲面变间距光栅的方法。首先在平面基片上制作光栅,然后通过一种高分子材料(PDMS)作为载体将光栅转移到曲面上,而事先涂在曲面上的混合溶胶-凝胶取代了传统的光刻胶,使得光栅的制作效率大大提高。采用这种方法在曲率半径为100 mm的凹球面基底上制作了平均线密度为80 l/mm的光栅,并用环境扫描电镜以及数字图像处理法检测了光栅的线密度分布。检测结果表明:光栅质量好,条纹清楚,衍射效率也没有降低。所制曲面光栅具有平面光栅和透镜两种光学器件的功能,可用曲面变间距光栅一种光学元件取代透镜和平面光栅两种光学元件,简化了光路,提高了制作效率,降低了成本。     

Finite element analysis of the influence of tool edge radius on size effect in orthogonal micro-cutting process

The size effect in metal cutting is evident in the nonlinear scaling phenomenon observed in the specific cutting energy with decrease in uncut chip thickness. It has been argued by many researchers that this scaling phenomenon is caused mainly by the cutting tool edge radius, which purportedly affects the micro-cutting process by altering the effective rake angle, enhancing the plowing effect or introducing an indenting force component. However, the phenomenological reasons why the tool edge radius causes size effect and the relationship between the tool edge radius and the characteristic length scale associated with the size effect in micro-cutting has not been sufficiently clarified. In this paper, a strain gradient plasticity-based finite element model of orthogonal micro-cutting of Al5083-H116 alloy developed recently is used to examine fundamentally the influence of tool edge radius on size effect. The applicability of two length scales—tool edge radius and the material length scale l in strain gradient plasticity—are also examined via analysis of data available in the literature.     

切顶齿轮滚刀的基准齿形

论述了切顶齿轮滚刀基准齿形的确定原则,分析了切顶齿轮滚刀齿根圆弧刀刃的展成齿形——切顶齿轮齿角过渡曲线的特征,提出了合理选择滚刀齿根圆弧半径的依据。