[发明专利]一种采用双圆锥形圆弧刻刀进行无空行程机械刻划衍射光栅的方法

说明书

本发明公开了一种采用双圆锥形圆弧刻刀无空行程进行机械刻划衍射光栅的方法，其特征在于：在刻划光栅的过程中，刀架带动双圆锥形圆弧刻刀刻完一个槽后，刀架抬刀并横向进给一个光栅槽距，无需调整双圆锥形圆弧刻刀安装角度直接落刀并反方向刻划，直至刻划完指定的光栅槽形，所述双圆锥形圆弧刻刀的安装方位角、俯仰角为零，滚转角根据实际工艺给定。本发明利用双圆锥形圆弧刻刀的结构、安装和成形特点，直接在原有返回空行程过程中进行有效刻划，避免了返回空行程的产生，在刀架反方向移动的时候也完成了刻划，有效缩短了机械刻划衍射光栅的总体时间，提高了机械刻划衍射光栅的加工效率，降低了生产成本。

技术领域

本专利涉及到采用一把双圆锥形圆弧刻刀对光栅毛坯进行无空行程机械刻划衍射光栅的刻划技术领域。

背景技术

目前的衍射光栅机械刻划方法主要是采用刻刀顺序刻划的方式来实现机械刻划成形，即在一次槽刻划完成过后，抬刀，空行程回到初始位置，然后刻刀再横向进给一个光栅槽距，然后进行下道槽形的落刀重新刻划。这种刻划方法产生的返回空行程浪费了机械刻划衍射光栅的总体时间，牺牲了加工效率。本发明利用双圆锥形圆弧刻刀的结构、安装和成形特点，直接在原有返回空行程过程中进行有效刻划，避免了返回空行程的产生，在刀架反方向移动的时候也完成了刻划，有效缩短了机械刻划衍射光栅的总体时间，提高了机械刻划衍射光栅的加工效率，降低了生产成本。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种采用双圆锥形圆弧刻刀无空行程进行机械刻划衍射光栅的方法。

本发明通过以下方案实现：

在刻划光栅的过程中，刀架带动双圆锥形圆弧刻刀刻完一个槽后，刀架抬刀并横向进给一个光栅槽距，无需调整双圆锥形圆弧刻刀安装角度直接落刀并反方向刻划，直至刻划完指定的光栅槽形。所述双圆锥形圆弧刻刀安装在刀架上的安装角度方位角、俯仰角为零，滚转角根据实际工艺给定，安装角度确定后，在整个光栅毛坯的刻划过程中保持不变。

双圆锥形圆弧刻刀位于刀架上，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’方向为刻刀在工件表面的刻划运动方向，Y’正方向为刻划刀在工件表面的横向进给运动方向，Z’方向为刻划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，刻刀在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、刻划前，根据光栅槽形指标和材料力学性能选择合适的双圆锥形圆弧刻刀结构参数和刻划深度；通过双圆锥形圆弧刻刀自身的精密转动功能调节双圆锥形圆弧刻刀刀刃相对于刻划方向的安装角度(安装角度方位角、俯仰角为零，滚转角根据实际工艺给定)；

S2、以双圆锥形圆弧刻刀刀刃为基准，通过刀架竖直方向的精密位移调节进行双圆锥形圆弧刻刀刀刃相对光栅毛坯表面的对刀；

S3、以双圆锥形圆弧刻刀刀刃为基准，通过刀架竖直方向的精密位移调节进行双圆锥形圆弧刻刀刀刃相对光栅毛坯表面的落刀；

S4、刀架带着双圆锥形圆弧刻刀沿着刻划方向X’正方向在光栅毛坯上进行刻划,刻完指定槽长后,刀架抬刀；

S5、刀架带着双圆锥形圆弧刻刀沿着Y’方向横向进给一个光栅常数d；

S6、以双圆锥形圆弧刻刀刀刃为基准，通过刀架竖直方向的精密位移调节进行双圆锥形圆弧刻刀刀刃相对光栅毛坯表面的落刀；

S7、刀架带着双圆锥形圆弧刻刀沿着刻划方向X’负方向在光栅毛坯上进行刻划,刻完指定槽长后,刀架抬刀；

S8、刀架带着双圆锥形圆弧刻刀沿着Y’方向横向进给一个光栅槽距d；