在衍射光栅机械刻划过程中,由于金刚石刻刀安装方位角等刻划工艺参数的变化,会引起弹性刀架-金刚石刻刀系统与光栅铝膜之间发生机械刻划颤振。机械刻划颤振严重破坏光栅槽形质量,甚至使光栅报废,同时还会加剧金刚石刀具磨损,严重影响刀具使用寿命。本文采用理论分析、模拟仿真和工艺试验相结合的方法对机械刻划颤振进行了相关研究。首先,对金刚石刻刀与光栅铝膜之间的力学特性进行了分析,运用滑移线场法和能量法建立了金刚石刻刀与光栅铝膜之间的力学模型,得到了光栅机械刻划力三向分力。然后,基于Altintas颤振预测模型建立了光栅机械刻划颤振的动力学模型,运用解析法对光栅机械刻划颤振的三维稳定性做了具体的理论分析,得到了机械刻划颤振发生时的临界判据表达式。其次,运用MATLAB仿真软件得到了机械刻划颤振的稳定性叶瓣图,得出了刻划工艺参数的临界阈值;通过有限元仿真,通过分析不同刻划工艺参数对刻划力的影响规律,验证了刻划工艺参数临界阈值的准确性。然后,对弹性刀架进行动态特性分析,得到了刻划工艺参数对弹性刀架振动的影响规律,从弹性刀架的角度验证了理论分析和模拟仿真的准确性。最后,通过机械刻划工艺试验,分析刻划工艺参数对机械刻划力和刻划槽形表面形貌的影响规律,进一步验证了理论分析和模拟仿真的准确性,并提出了有效抑制机械刻划颤振的工艺方法。本研究为有效抑制机械刻划颤振,提高光栅槽形质量提供了理论及技术支持。