关佳亮，路文文，戚泽海，孙晓楠

(北京工业大学 机械工程与应用电子技术学院，北京 100124)

0 引言

KDP(KH2PO4)晶体是目前唯一可用作激光惯性约束核聚变装置(ICF)、强激光武器、大型固体激光器等光路系统中关键光学元件，具有重要战略地位，同时制造精度要求很高。但该晶体具有质软、易潮解、脆性高、各向异性、对温度变化敏感和易开裂等一系列不利加工的材料特性，使其成为最难加工的光学元件[1-4]。单点金刚石飞刀切削(SPDT)是KDP晶体目前最理想的加工方式[5]。国内外学者对SPDT加工中影响晶体加工表面质量的工艺因素开展了大量基础性研究工作。M. R. Kozlowski等早期研究了SPDT加工中冷却液与晶体表面雾化率的关系[6]。杨晓东运用回归分析法优化了影响晶体表面粗糙度的工艺参数[7]。马新强等采用正交实验极差分析法对影响晶体表面粗糙度和波纹度的工艺参数进行了优化[8]。但上述研究中均未将方差分析法应用到KDP晶体工艺参数优化中，因此基于此方法的优化效果，有待进一步研究。

本文主要针对KDP晶体SPDT加工中影响晶体表面粗糙度的工艺参数开展实验研究，通过运用SPSS软件对实验过程进行正交实验优化设计，采用方差分析法对实验结果进行清晰、精准、快速处理，达到优化KDP晶体切削加工工艺参数的目的。

1 试验指标和因素水平的确定

在高功率激光系统对KDP晶体的技术要求中，表面粗糙度和表面波纹度是最难控制，且影响因素最多的两个指标[9]。影响KDP晶体表面粗糙度的主要因素包括刀具前角、刀具圆弧半径、进给量、背吃刀量、切削速度(主轴转速)等加工工艺参数，其中依据实验室前期研究成果，刀具前角的取值基本确定在-45°为最佳[8]。……