[发明专利]一种采用主、副刀刃进行机械刻划衍射光栅的方法

摘要

本发明提出了一种采用主、副刀刃进行机械刻划衍射光栅的方法，即副刀每次都预先进行下一道槽形的浅刻划，刀架横向进给之后，主刀在副刀刻划的基础上最终精确成槽。副刀刻完的槽形留给主刀以足够的材料预应力，让材料充分成形，减小主刀刻划时的材料回弹变形量，增加塑性变形，提高材料成槽质量。同时，也减小了主刀与材料作用时的摩擦阻力，减小了主刀刀刃的磨损程度，提高了主刀刀具的使用寿命，从而最终提高在刻划机上一次性刻划时的光栅成槽质量。

主权项

一种采用主、副刀刃进行机械刻划衍射光栅的方法，其特征在于主、副刀刃位于刀架上，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′方向为主、副刀刃在工件表面的刻划运动方向，Y′方向为主、副刀刃在工件表面的横向进给运动方向，Z′方向为主刀刃和副刀刃在工件表面的的落刀运动方向；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，主刀刃在X′Y′Z′坐标系里的坐标为(X1，Y1，Z1)，副刀刃在X′Y′Z′坐标系里的坐标为(X2，Y2，Z2)，主刀刃和副刀刃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：步骤一：刻划前，首先通过刀架调整主、副刀刃之间的水平位置关系，即通过刀架转动调节使主、副刀刃尖点在横向进给方向的距离等于光栅槽距d，并使得副刀刃在主刀刃刻划方向和横向进给方向的前方，两刀刃沿X′刻划方向相距(X2‑X1)，沿Y′横向进给方向相距(Y2‑Y1)＝d；步骤二：通过刀架调整主、副刀刃之间的竖直位置关系，即通过主、副刀刃杆自身的轴向精密位移调节能力调节主刀刃尖点位置低于副刀刃尖点位置，其中刀刃尖点竖直位置量偏差(Z1‑Z2)由刻划过程中光栅毛坯材料的力学性能决定；步骤三：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，并通过主刀刃自身的精密转动功能调节主刀刃相对于刻划方向的安装角度，再通过副刀刃自身的精密转动功能调节副刀刃相对于刻划方 向的安装角度；步骤四：以主刀刃尖为基准，通过整个刀架竖直方向的精密位移调节进行主刀刃尖相对光栅毛坯表面的对刀；步骤五：以主刀刃尖为基准，通过整个刀架竖直方向的精密位移调节进行主刀刃尖相对光栅毛坯表面刻划深度的落刀；步骤六：主、副刀刃依托于同一刀架同时沿着刻划方向X′在光栅毛坯上进行刻划，刻完指定槽长后，刀架带动主、副刀刃统一抬刀、退刀，退回到此次刻划的初始位置；步骤七：刀架带动主、副刀刃沿着Y′方向同时横向进给一个光栅槽距；步骤八：重复步骤五～步骤七，完成整块光栅的刻划，这样，在刻划整个光栅的过程中，只有主刀刃的首次刻槽、副刀刃的最后一次刻槽、以及每道槽线的首末两端距离为(X2‑X1)的刻槽是单次刻划，中间的每次刻槽都实现了在副刀刃初次刻划的基础上主刀刃的二次刻划。