[發明專利]一種采用單刀多刃進行機械刻劃衍射光柵的方法

在審

• 申請號: 201910603668.8
• 申請日: 2019-07-10
• 公開（公告）號: CN110221371A
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 史潮潮;石廣豐;史國權;劉思宇;付旺;侯歲維
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種采用單刀多刃進行機械刻劃衍射光柵的方法，其特征在于，包括一把單刀刀具、若干刀刃、薄片、釬焊材料；所述單刀刀具下面鋸齒狀結構；所述薄片，不被釬焊材料所固定；所述釬焊材料，在一定條件，可以將金剛石刀刃固定在刀柄上；所述若干刀刃，根據機械刻劃衍射光柵的標準，制定相應的刀刃形式，刀刃的數目根據實際加工衍射光柵的粗、精加工而定；所述方法，可一次刻劃出多道深淺不一的槽形，多次橫向進給后，可實現對所刻劃槽形的多次粗精加工刻劃。

2.根據權利要求1所述的一種采用單刀多刃進行機械刻劃衍射光柵的方法，其特征在于：所述鋸齒狀結構以方便于釬焊材料把刀刃和刀柄體方便的連接在一塊兒，形成剛性連接；所述釬焊材料，在激光的輔助下，溫度達到一定溫度，可以將金剛石刀刃固定在刀柄上。

3.根據權利要求1所述的一種采用單刀多刃進行機械刻劃衍射光柵的方法，其特征在于：所述單刀刀柄安裝在刀架上，該刀架具有刀架坐標系XYZ，所述刀架可轉動調節，所加工的工件具有工件坐標系X’Y’Z’；所述X’方向為單刀在工件表面的刻劃運動方向，Y’正方向為單刀在工件表面的橫向進給運動方向，Z’方向為單刀在工件表面的落刀和抬刀運動方向；

所述刀架坐標系XYZ和工件坐標系X’Y’Z’相互平行，且方向一致，單刀在X’Y’Z’坐標系里面的坐標為(X1,Y1,Z1)；

該方法包括如下步驟：

S1、將刀具豎直反過來放置，即刀柄底端在上，將適量的釬焊材料放于刀柄底端圓孔內，將釬焊材料蓋過該圓孔內下面是微型鋸齒狀結構；

S2、刻劃前，根據光柵槽形指標和材料力學性能制作或者選擇合適的若干刀刃，確定各刀刃的結構和數目，方便于對槽的粗、精加工次數的確定；

S3、將選擇好的刀刃進行排序，按照粗、精加工或者衍射光柵槽的要求進行排序；

S4、選擇合適的刀刃作為主刀刃(主刀刃的刻劃深度最深)，通過激光輔助位置調姿技術手段，將刀刃的安裝角度調整完后，把刀刃插入釬焊材料中保持好位置不變，將薄片插入，隔絕其它釬焊材料，然后通過激光將刀刃和鋸齒狀的刀具底面牢牢固定住，隨后將薄片取出；

S5、選擇下一把把刀刃，根據制作光柵槽的標準，確定好安裝角度，兩把刀刃的間距(在Y’上的投影)為一個光柵槽距，然后將刀刃插入釬焊材料中，以第一個刀刃的刀尖為基準，調整好刀刃插入釬焊材料的深淺，并保持好位置不變，將薄片插入，隔絕其它釬焊材料，然后通過激光將刀刃和鋸齒狀的刀具底面牢牢固定住，隨后將薄片取出；

S6、如選擇的刀刃數目大于或者等于3，請重復S4，直至將所有的刀刃固定完畢；

S7、將安裝好刀刃的刀具，安裝在刀架上，刀具的安裝角度為零度，根據光柵槽形指標和材料力學性能確定刀刃相對于刻劃方向的安裝角度和刻劃深度；

S8、以單刀刀具上安裝的主刀刃刀尖為基準，通過整個刀架豎直方向的精密位移調節進行主刀刀尖相對光柵毛坯表面的對刀；

S9、以單刀刀具上安裝的主刀刃刀尖為基準，通過整個刀架豎直方向的精密位移調節進行主刀刀尖相對光柵毛坯表面的落刀；

S10、刀架沿著刻劃方向X’在光柵毛坯上進行刻劃,刻完指定槽長后,刀架抬刀、退刀，退回到此刻的初始位置；

S11、刀架帶動單刀刀具沿著Y’方向橫向進給一個光柵槽距d；

S12、重復S9～S11、，完成整塊光柵的刻劃(直到主刀刃刻劃完所有的光柵)，假設單刀刀具上安裝了n個刀刃，這樣在刻劃整個光柵的過程中,只有前n-1個槽沒有充分得到完整的粗、精加工，其它的每次刻槽都實現了n個刀刃的粗精刻劃。

4.根據權利要求1所述的一種采用單刀多刃進行機械刻劃衍射光柵的方法，其特征在于：所述若干刀刃，根據機械刻劃衍射光柵的標準，制定相應的刀刃形式，所述刀刃的數目根據實際加工衍射光柵的粗、精加工而定。