[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

说明书

本发明公开了一种采用单刀多刃进行机械刻划衍射光栅的方法。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。本发明优点在于，该方法可有效提高重复刻划成槽部分的成形精度和表面质量,提高了刀刃的使用寿命,具有针对某一机械刻划衍射光栅具有专用性特点，使大面积、高精度机械刻划任务成为可能。

技术领域

本专利涉及到采用金刚石刀具对弹塑性材料进行衍射光栅机械刻划成形加工技术领域。

背景技术

目前的衍射光栅机械刻划方法主要是采用单刃顺序刻划的方式来实现一次性机械刻划成形。目前的研究已经证明，重复刻划光栅，对槽的加工硬化、材料回弹、残余应力有显著的改善。后续的对槽的不断的粗、精加工在加工硬化、回弹变形、残余应力有更好的效果。目前已经提出的专利-一种采用主、副刀刃进行机械刻划衍射光栅的方法，问题在于两把刀刃分离开来固定在刀架上，且由于刀具本身过大，浪费资源，刀刃的数目仅有两个，只限于对同一个槽的一次重复加工，而且本身来说光栅槽距d是在微米的范围内，完全可以通过将制作好的刀刃在其它辅助手段下，将调控好的位姿钎焊在刀柄上，这样只需要一把刀具就可以了，而且刚性得到保证，后续不需要进行调节，行成针对某一类的光栅机械刻划的专用刀具。目前激光衍射位姿调控及检测技术日趋成熟，对刀刃的对刀和钎焊固定在刀具上，很成熟了。综上所述，本发明提出一种单刀多刃进行机械刻划衍射光栅的方法，可以解决上面所出现的问题。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种采用单刀多刃进行机械刻划衍射光栅的方法。

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

进一步地，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。

进一步地，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；

进一步地，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)；

进一步地，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；