KDP（磷酸二氢钾）等非线性特殊光学晶体在高功率激光器、高端医疗设备等领域广泛应用。由于此类晶体脆性高、易开裂，因此切割难度大。金刚石线切割具有切割精度高、材料损耗率低等优点，对解决KDP等晶体切割中晶体开裂问题具有优势。本文针对大口径高精度KDP等特殊晶体金刚石线切割机研制过程中的关键技术问题开展系统研究，研制了一台大口径特殊晶体高精度金刚石线切割机，最大切割晶体的口径可达1.2m。本文在分析国内外各类金刚石线切割机优缺点的基础上，针对KDP等特殊晶体的切割特性，研制了高精度金刚石线切割机，采用往复式固结磨料金刚石线切割技术方案。收放线系统为单储丝筒结构，具备自排线绕线功能，储丝量最大为300m；进给系统采用伺服电机配合高精度滚珠丝杠；工作台具备四维调整功能，可对晶体晶向进行高精度调整；利用重物张紧切割线，张紧力可以定量调节。辅助轮轴系采用高精度气体静压轴承，其他轴系采用高精度球轴承，可有效提高切割精度。本文对张紧力波动的产生原因及其对加工质量的影响，以及单储丝筒线切割机在工作过程中切割线振动产生的原因进行了分析。分别对导向轮转动惯量和主动轮转动加速度对张紧力波动的影响进行了较深入研究，建立相应的数学模型和Simulink动态仿真模型。仿真结果揭示了导向轮转动惯量和切割阻力对切割线振动的影响规律，表明主动轮线加速度的变化对张紧力有直接影响。在所研制的特殊晶体高精度金刚石线切割机上进行了切割实验。实验结果证明电镀金刚石切割线能够胜任长时间的切割加工，用聚氨酯包胶的方法制作的线轮具有良好的使用寿命。对多种晶体材料进行切割加工后，其表面粗糙度检测结果Ra值均小于1μm。表明本文设计的线切割机可实现晶体的高精度加工。①