[发明专利]一种采用单刀多刃进行机械刻划衍射光栅的方法

权利要求书

1.一种采用单刀多刃进行机械刻划衍射光栅的方法，其特征在于，包括一把单刀刀具、若干刀刃、薄片、钎焊材料；所述单刀刀具下面锯齿状结构；所述薄片，不被钎焊材料所固定；所述钎焊材料，在一定条件，可以将金刚石刀刃固定在刀柄上；所述若干刀刃，根据机械刻划衍射光栅的标准，制定相应的刀刃形式，刀刃的数目根据实际加工衍射光栅的粗、精加工而定；所述方法，可一次刻划出多道深浅不一的槽形，多次横向进给后，可实现对所刻划槽形的多次粗精加工刻划。

2.根据权利要求1所述的一种采用单刀多刃进行机械刻划衍射光栅的方法，其特征在于：所述锯齿状结构以方便于钎焊材料把刀刃和刀柄体方便的连接在一块儿，形成刚性连接；所述钎焊材料，在激光的辅助下，温度达到一定温度，可以将金刚石刀刃固定在刀柄上。

3.根据权利要求1所述的一种采用单刀多刃进行机械刻划衍射光栅的方法，其特征在于：所述单刀刀柄安装在刀架上，该刀架具有刀架坐标系XYZ，所述刀架可转动调节，所加工的工件具有工件坐标系X’Y’Z’；所述X’方向为单刀在工件表面的刻划运动方向，Y’正方向为单刀在工件表面的横向进给运动方向，Z’方向为单刀在工件表面的落刀和抬刀运动方向；

所述刀架坐标系XYZ和工件坐标系X’Y’Z’相互平行，且方向一致，单刀在X’Y’Z’坐标系里面的坐标为(X1,Y1,Z1)；

该方法包括如下步骤：

S1、将刀具竖直反过来放置，即刀柄底端在上，将适量的钎焊材料放于刀柄底端圆孔内，将钎焊材料盖过该圆孔内下面是微型锯齿状结构；

S2、刻划前，根据光栅槽形指标和材料力学性能制作或者选择合适的若干刀刃，确定各刀刃的结构和数目，方便于对槽的粗、精加工次数的确定；

S3、将选择好的刀刃进行排序，按照粗、精加工或者衍射光栅槽的要求进行排序；

S4、选择合适的刀刃作为主刀刃(主刀刃的刻划深度最深)，通过激光辅助位置调姿技术手段，将刀刃的安装角度调整完后，把刀刃插入钎焊材料中保持好位置不变，将薄片插入，隔绝其它钎焊材料，然后通过激光将刀刃和锯齿状的刀具底面牢牢固定住，随后将薄片取出；

S5、选择下一把把刀刃，根据制作光栅槽的标准，确定好安装角度，两把刀刃的间距(在Y’上的投影)为一个光栅槽距，然后将刀刃插入钎焊材料中，以第一个刀刃的刀尖为基准，调整好刀刃插入钎焊材料的深浅，并保持好位置不变，将薄片插入，隔绝其它钎焊材料，然后通过激光将刀刃和锯齿状的刀具底面牢牢固定住，随后将薄片取出；

S6、如选择的刀刃数目大于或者等于3，请重复S4，直至将所有的刀刃固定完毕；

S7、将安装好刀刃的刀具，安装在刀架上，刀具的安装角度为零度，根据光栅槽形指标和材料力学性能确定刀刃相对于刻划方向的安装角度和刻划深度；

S8、以单刀刀具上安装的主刀刃刀尖为基准，通过整个刀架竖直方向的精密位移调节进行主刀刀尖相对光栅毛坯表面的对刀；

S9、以单刀刀具上安装的主刀刃刀尖为基准，通过整个刀架竖直方向的精密位移调节进行主刀刀尖相对光栅毛坯表面的落刀；

S10、刀架沿着刻划方向X’在光栅毛坯上进行刻划,刻完指定槽长后,刀架抬刀、退刀，退回到此刻的初始位置；

S11、刀架带动单刀刀具沿着Y’方向横向进给一个光栅槽距d；

S12、重复S9～S11、，完成整块光栅的刻划(直到主刀刃刻划完所有的光栅)，假设单刀刀具上安装了n个刀刃，这样在刻划整个光栅的过程中,只有前n-1个槽没有充分得到完整的粗、精加工，其它的每次刻槽都实现了n个刀刃的粗精刻划。

4.根据权利要求1所述的一种采用单刀多刃进行机械刻划衍射光栅的方法，其特征在于：所述若干刀刃，根据机械刻划衍射光栅的标准，制定相应的刀刃形式，所述刀刃的数目根据实际加工衍射光栅的粗、精加工而定。