基于空气静压主轴非线性动力学行为分析的纳米切削加工表面微波纹形成机制研究

空气静压主轴是纳米切削加工设备的关键部件，其工作精度对切削加工表面质量有决定性影响。KDP晶体因其特殊的物理化学性能，必须利用切削加工方法来获得元件的最终工作表面，但是切削加工产生的微波纹会严重影响元件的使用性能。本项目针对国家重大科技工程对大口径KDP晶体元件提高加工表面质量、降低表面微波纹的技术需求，通过建立空气静压主轴非线性动力学模型和主轴转子运动轨迹的在线动态测量系统，从理论和实验两方面综合研究静压主轴转子在纳米切削加工时主轴设计参数、动态特性和加工工艺参数等对加工表面微观形貌的影响规律，建立纳米切削加工表面形貌的仿真模型，并进行实验验证。在此基础上系统分析纳米切削加工表面微波纹的形成机制及影响规律，提出抑制措施，并将研究成果应用于KDP晶体元件加工设备的改进，解决KDP晶体元件加工的瓶颈问题。该研究成果对采用静压主轴的超精密加工设备具有普遍意义，具有重要的理论意义与工程应用价值。