许世英 于 硕 张宝庆

(①长春工业大学工程训练中心，吉林 长春 130012;②长春理工大学机电工程学院,吉林 长春 130022)

中阶梯光栅作为光学仪器中的精密零部件，对其闪耀角及工作面型精度要求十分苛刻，故只能先利用机械刻划工艺制作出母版，再进行批量生产[1]。光栅机械刻划工艺是利用金刚石刻刀，对玻璃基底上分步镀制的铝膜层进行往复挤压成型的加工过程。此过程中不产生切屑，利用铝薄膜的弹塑性流动特性进行成槽[2]。因此明确机械刻划过程中铝膜的应力分布传递规律对进一步改进光栅镀制及刻划工艺具有重要意义。

目前已有学者对中阶梯光栅薄膜制备提出了多项改进，例如杨海贵[3]改良了光栅铝膜镀制过程中夹具的高度及蒸发源位置，解决了径向均匀性问题，获得了半径400 mm、高均匀性的中阶梯光栅。李资正[4]提出了分步镀制工艺，在继承以往铝膜优点的同时具有更小的表面粗糙度及更高的薄膜致密性，更适用于机械刻划过程。同时对于铝膜的力学特性，相关学者也进行了一定研究，张宝庆[5-6]提出分层铝膜模型的建立思想与方法，并利用纳米压痕实验分析了铝膜的力学特性，利用有限元方法分析了残余应力及基底效应对硬度的影响规律，最终表征了“三明治”式复合铝膜毛坯的硬度。庞壮[7]揭示了厚铝膜纳米压痕测试中存在的Pile-up现象，提出修正接触投影面积的硬度修正计算方法。石广丰[8]利用Deform软件建立尖劈刻划刀刃口及光栅毛坯模型，模拟了光栅机械刻划过程，揭示了铝膜成槽规律。……