[发明专利]一种采用双刀无空行程进行机械刻划衍射光栅的方法

权利要求书

1.一种采用双刀无空行程进行机械刻划衍射光栅的方法，其特征在于：两把具有相同结构参数的刻刀正向、斜错安装于同一刀架上，并分别具有单独的抬刀、落刀运动功能，沿同一刻划方向的两把刻刀安装角度相同(其中俯仰角相反)，在落刀前具有相同的初始高度，双刀随着刀架刻划运动时只有一个刻刀参与刻划，一把刻刀负责正向刻划，另一把斜错刻刀负责一个横向槽距位置处的反向刻划，然后刀架统一横向进给两个槽距进行下一周期正反刻划。

2.根据权力要求1所述的一种采用双刀无空行程进行机械刻划衍射光栅的方法，其特征在于：两把刻刀斜错位置安装于同一刀架上，为表达方便，两把刻刀分别记为A刀和B刀。所述同一刀架具有刀架坐标系XYZ，可分别实现A刀和B刀相对于刻划方向的安装角度调节，所加工的光栅毛坯具有工件坐标系X’Y’Z’,所述X’正方向为A刀在工件的刻划方向，X’负方向为B刀在工件表面的刻划方向，Y’正方向为A刀和B刀在工件表面的横向进给方向，Z’方向为A刀和B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，共同以工件下表面为基准，A刀在X’Y’Z’坐标系里面的坐标为(X1,Y1,Z1),B刀在X’Y’Z’坐标系里面的坐标为(X2,Y2,Z2)，刻划时A刀和B刀之间形成一种水平和竖直方向都错开的空间位置关系，从而对工件(工件坐标系为X’Y’Z’)表面进行精确的刻划成形加工；

该方法包括如下步骤：

S1、刻划前，首先通过刀架调整A刀和B刀之间的水平位置关系，即通过调整刀架使A刀和B刀刀尖点在横向进给方向的距离等于光栅槽距d,即(Y2-Y1＝d)，并使得A刀在B刀刻划方向的前方、横向进给方向的后方。A刀和B刀沿X’刻划方向相距(X2-X1<0，X1-X2＝L)，沿Y’横向进给方向(Y2-Y1＝d)。

S2、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，并通过A刀自身的精密转动功能调节主刀刀刃相对于刻划方向的安装角度，再通过B刀自身的精密转动功能调节B刀刀刃相对于刻划方向的安装角度，其中A刀和B刀的刻划方向互为反方向，但要确保A刀刻的槽形与B刀刻划的槽形一致(准确地说A刀和B刀各自在沿着刻划方向：俯仰角相同其它安装角度相反)；

S3、以A刀刀尖为基准，通过刀架竖直方向的精密位移调节进行A刀刀尖相对光栅毛坯表面的对刀记为O0；

S4、以A刀刀尖为基准，通过刀架竖直方向的精密位移调节进行A刀刀尖相对光栅毛坯表面的落刀记为O1；

S5、以A刀刀尖为基准，通过刀架竖直方向的精密位移调节进行A刀刀尖相对光栅毛坯表面的抬刀记为O1’；

S6、以B刀刀尖为基准，通过刀架竖直方向的精密位移调节进行B刀刀尖相对光栅毛坯表面的对刀O0’；

S7、以B刀刀尖为基准，通过刀架竖直方向的精密位移调节进行B刀刀尖相对光栅毛坯表面的落刀O2(O2-O0’＝O1-O0)；

S8、以B刀刀尖为基准，通过刀架竖直方向的精密位移调节进行B刀刀尖相对光栅毛坯表面的抬刀记为O2’；

S9、A刀落刀处于O1位置，B刀随之抬刀处于O2’位置；

S10、A刀刻划，B刀不参与，但A刀和B刀依托于刀架同时沿着刻划方向在光栅毛坯上进行刻划，A刀刻完槽后并在刻划方向移动L距离，此时A刀抬刀到指定位置O1’，B刀此时落刀到指定位置O2；

S11、刀架回程刻划运动带动B刀进行刻划，A刀不参与，B刀刻划完之后，并沿刻划方向向前再移动L距离；

S12、刀架同时带动A刀和B刀沿着Y’正方向同时横向进给两个光栅槽距d；

S13、B刀抬刀到指定位置O2’，A刻刀落刀到指定位置O1’；

S14、重复S10～S13,直至完成整块光栅的刻划,这样,在刻划整个光栅的过程中A刀的刻槽和B刀的刻槽完全一致、以及每道槽线的横向进给间距为光栅槽距(X2-X1)＝d,在刀架的往返移动过程中，各有一个刻刀参与刻划，其刻划过程中没有空行程的产生。

3.根据权利要求2所述的一种采用双刀无空行程进行机械刻划衍射光栅的方法，其特征在于：所述A、B刻刀依附于刀架绕Z轴转动时,可以改变两刀在横向进给方向Y’上的刻槽间距d,并形成水平方向上的斜错位置关系,刻划时,在刻划方向X’上,A刀在B刀的前面,即X1>X2,在横向进给方向Y’上,A刀在B刀的后面,即Y1<Y2。