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专利号: 2020101386122
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.激光原位辅助金刚石机械刻划中阶梯光栅的光学系统的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1:根据刻划工艺要求,刃磨八面体天然金刚石尖劈式刻刀刀头首先刃磨定向面、非定向面、倒角面1和倒角面2,刃磨出与定向面平行的A面,定向面和A面间距为非定向面的面长,再刃磨出与非定向面平行的B面,非定向面和B面间距为定向面的面长,在A面和B面两端刃分别磨出与A面、B面交线垂直的三角面,分别为C面和D面,将C面作为刀柄的钎焊面,将D面作为刀柄的安装定位面;

S2:将S1步骤刃磨好的金刚石尖劈式刻刀刀头通过三角面C面和D面与中空槽刀柄实现准确钎焊和安装定位,制作成直线刃刻刀;

S3:激光器光学系统横轴设计:

激光器输出光束首先通过扩束镜组实现扩束,扩束后通过精密可调三角光阑的三角扩束光再由缩束镜组实现缩束,并通过平面可调反射镜实现对光束的角度变换,以获得对金刚石刀头A面的法向入射,通过金刚石尖劈式刻刀刀头的透射,直接法向作用在刻刀刻划的中阶梯光栅槽面上的三角形接触区,所述的三角形接触区为刀面和铝膜材料形成的三角形接触区;同理,获得对金刚石刀头B面的法向入射;

所述的精密可调三角光阑包括左档杆、右档杆和横杆,所述的左档杆和右档杆的上端部由铰链连接,左档杆和右档杆的下部分别纵向开设一移动槽,横杆的两端部分别横向开设移动槽,所述的左档杆和横杆的移动槽由第一紧固螺钉连接,实现左档杆和横杆相对位置的移动,所述的右档杆和横杆的移动槽由第二紧固螺钉连接,实现右档杆和横杆相对位置的移动,所述的移动槽的开槽距离和位置使得精密可调三角光阑与中阶梯光栅槽面上的三角形接触区的形状和大小相对应;

所述的激光原位辅助金刚石机械刻划中阶梯光栅的光学系统与刻刀刀座保持一体化运动,为实现入射激光相对于刀面的位置不随刻刀角度发生变化。

2.根据权利要求1所述的激光原位辅助金刚石机械刻划中阶梯光栅的光学系统的制备方法,其特征在于,步骤S3中所述的实现对光束的角度变换是指变换后的光束能准确覆盖中阶梯光栅槽面上的三角形接触区形状和大小。

3.根据权利要求1所述的激光原位辅助金刚石机械刻划中阶梯光栅的光学系统的制备方法,其特征在于,步骤S3中所述的扩束以实现水平传输光路上的精密可调三角光阑便于调制。

4.根据权利要求1所述的激光原位辅助金刚石机械刻划中阶梯光栅的光学系统的制备方法,其特征在于,步骤S3中所述的刻刀刻划的中阶梯光栅的槽顶角为90°。

5.根据权利要求1所述的激光原位辅助金刚石机械刻划中阶梯光栅的光学系统的制备方法,其特征在于,所述的平面可调反射镜工作面的安装位置由刻刀定向角决定,设定刻刀定向角为a,则平面可调反射镜工作面安装位置相对水平方向入射光束成角度a’=(90°+a)/2。