CN110308505A - 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 - Google Patents

Abstract

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。

Description

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

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；

S9、重复S3～S8，完成整块光栅的刻划，在刻划整个光栅的过程中，在刀架沿刻划方向X’移动的过程中，刻刀均参与了刻划，实现了无返回空行程机械刻划衍射光栅。

附图说明

图1为本发明实施例双圆锥形圆弧刻刀机械刻划位置关系轴测示意图；

图2为本发明实施例双圆锥形圆弧刻刀机械刻划竖直位置示意图；

图3为本发明实施例双圆锥形圆弧刻刀机械刻划水平位置示意图(沿X’正方向刻划)；

图4为本发明实施例双圆锥形圆弧刻刀机械刻划水平位置示意图(沿X’负方向刻划)；

图5为本发明实施例双圆锥形圆弧刻刀机械刻划水平位置示意图(沿X’正方向第二次刻划)。

图6为本发明实施例双圆锥形圆弧刻刀机械刻划过程中位置关系轴测示意图(沿X’正方向刻划)；

图中：标注的字母为第几次刻划，其中箭头为对应的刻划方向。

图7为本发明实施例一把双圆锥形圆弧刻刀机械刻划过程中位置关系轴测示意图沿X’负方向刻划)；

图中：标注的字母为第几次刻划，其中箭头为对应的刻划方向。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

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)。

具体实施步骤如下：

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；

S9、重复S3～S8，完成整块光栅的刻划，在刻划整个光栅的过程中，在刀架沿刻划方向X’移动的过程中，刻刀均参与了刻划，实现了无返回空行程机械刻划衍射光栅。

应理解，这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (2)

1.一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，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。

2.根据权利要求1所述的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，其特征在于，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)；

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；

S9、重复S3～S8，完成整块光栅的刻划，在刻划整个光栅的过程中，在刀架沿刻划方向X’移动的过程中，刻刀均参与了刻划，实现了无返回空行程机械刻划衍射光栅。