[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

本發明公開了一種采用單刀多刃進行機械刻劃衍射光柵的方法。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。本發明優點在于，該方法可有效提高重復刻劃成槽部分的成形精度和表面質量,提高了刀刃的使用壽命,具有針對某一機械刻劃衍射光柵具有專用性特點，使大面積、高精度機械刻劃任務成為可能。

技術領域

本專利涉及到采用金剛石刀具對彈塑性材料進行衍射光柵機械刻劃成形加工技術領域。

背景技術

目前的衍射光柵機械刻劃方法主要是采用單刃順序刻劃的方式來實現一次性機械刻劃成形。目前的研究已經證明，重復刻劃光柵，對槽的加工硬化、材料回彈、殘余應力有顯著的改善。后續的對槽的不斷的粗、精加工在加工硬化、回彈變形、殘余應力有更好的效果。目前已經提出的專利-一種采用主、副刀刃進行機械刻劃衍射光柵的方法，問題在于兩把刀刃分離開來固定在刀架上，且由于刀具本身過大，浪費資源，刀刃的數目僅有兩個，只限于對同一個槽的一次重復加工，而且本身來說光柵槽距d是在微米的范圍內，完全可以通過將制作好的刀刃在其它輔助手段下，將調控好的位姿釬焊在刀柄上，這樣只需要一把刀具就可以了，而且剛性得到保證，后續不需要進行調節，行成針對某一類的光柵機械刻劃的專用刀具。目前激光衍射位姿調控及檢測技術日趨成熟，對刀刃的對刀和釬焊固定在刀具上，很成熟了。綜上所述，本發明提出一種單刀多刃進行機械刻劃衍射光柵的方法，可以解決上面所出現的問題。

發明內容

針對以上問題，本發明提供了一種采用單刀多刃進行機械刻劃衍射光柵的方法。

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

進一步地，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。

進一步地，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；

進一步地，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)；

進一步地，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；