衍射光栅机械刻划过程的有限元仿真分析.pdf

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1、第29卷第5期计算机仿真2012年5月文章编号：1006—9348(2012)05—0103—04衍射光栅机械刻划过程的有限元仿真分析石广丰，史国权，张垒垒．姜伟平(长春理工大学．吉林长春130022)播要：研究关于衍射光栅机械刻划的槽彤精度控制问题。衍射光栅机械刻划是一种在超精密刻划机上利用金剐石刀具对光栅铝膜进行微细挤压的成彤技术．表面成彤精度要求岛。但是由于光栅机械刻划下艺复杂．刻划过程中铝膜材料的成形机理难以掌握．内部流动规律和变彤特征无法认识。为了解决上述闷题。首先根据锻膜压痕实验建忘拟实条件．在Deform3D金属成形仿真环境_F通过实体模型导人时的缩小比例功能实现尖

2、劈别划刀的微刃n建模，并建立了机械刻划光栅铝膜的有限无仿真模型。通过和实验槽彤结果的对比，验证r仿真模型的精确性，最终获得了销膜材料在刻刀及其刀尖钝圆作用下的流动规律．揭示了机械刻划光栅过程中铝膜的掸耀性变形特征，为衍射光栅机械刻划工艺的研究提供r依据。美键词：衍射光栅：机械剔划：有限元：流动规律中图分类号：THl28文献标识码：BFiIliteElementSimulationAnalysisofMechanicalRulingofDiffractionGratingSHIGuang—feng，SHIGuo—quan，ZHANGLei—lei，JIANGWei-ping(Cha

3、ngehunUniversityofScienceandTechnology，ChangchunJilin130022，China)ABSTRACT：Thispaperstudiedtheprecisecontrolofgratinggroovebymechanicalruling．Mechanicalrulingisamicroextrusionformingtechnologyofforcinggratingaluminiumfilmtogenerategroovesbydiamondrulingcutteronsuperprecisionrulingengine。whose

4、formingprecisiondemandishigh．Butbecauseofthecomplextechnics，theformingmechanismofgratingmechanicalrulingisdifficulttobemastered，besides，theinnerflowingregularityanddeformationcharacteristicsofthegratingaluminiumfilmhavenotbeenunderstood．Inthispaper，theedgenoseradiusoftherulingcutterwasfirstre

5、alizedbyreductionscalingfunctionwhenimportedintoDeform3Dsoftware．andafi—niteelementmodelofmechanicalrulinggratingaluminiumfilmwa$setuPbasedonthealuminiumfilmindentationexperimentsforreliablesimulation，whichv'alidatedtheprecisionofthesimulationmodelcomparedwiththeexperi—meritresults．Finally，th

6、eflowingregularityofthealuminiumfilmformedbytherulingcutteranditsedgenosewaSgained，whichrevealthealuminiumfilmnatureofelasto-plasticdefimnalionduringgratingmechanicalruling．Theworkinthispaperlaysafoundationfortechnicsresearchofmechanicalruling．grating．KEYWORDS：Diffractiongrating；Mechanicalrul

7、ing；Finiteelement；Flowingregularityl引言衍射光栅机械刻划是由超精密光栅刻划机带动会刚石刻划刀在镀有铝膜的玻璃、无氧铜或不锈钢等基底上刻划出来的。在这个过程中不产生切屑，因此衍射光栅机械刻划是一种微细三维挤压成形工艺。和全息、复制等制作方法相比，机械刻划方法是制作原刻母版光栅的主耍疗法，对于低基金项目：国家自然基金资助项目(51075042)；吉林省科技发展计划项目(20080534)；长春理工大学校内基金项目(2021000422)收稿日期：2