光柵刻劃刀具及其刀體的製作方法
2023-05-05 14:56:51 2
專利名稱：光柵刻劃刀具及其刀體的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光柵刻劃刀具及刀體。
技術背景
光柵的刻劃通常是利用光柵刻劃機的金剛石刻劃刀刀刃對光柵基底上的金屬鍍層(鋁膜或金膜)進行擠壓，使其發生形變而形成截面呈階梯狀的刻槽。高線密度的小尺寸閃耀光柵對金剛石刻劃刀具的耐磨性要求並不高，一般的劈型刻劃刀就能滿足刻劃要求， 而低線密度的紅外雷射光柵和所有的中階梯光柵等，由於其刻劃尺寸大、光柵刻槽深、劈型刻劃刀容易磨損，且不可在線換刃，為了提高刀具使用壽命，本專利提出了能實現在線換刃的高精度雙圓錐形金剛石光柵刻劃刀。發明內容
因此，本發明提供一種可實現在線換刃的光柵刻劃刀具及其刀體。
本發明提供一種光柵刻劃刀具，包括刀體以及所述刀體上焊接並研磨的金剛石雙圓錐形刀頭。該刀體具有至少一端面以及與所述端面垂直的統一基準孔，所述統一基準孔為刀具研磨、光柵刻劃及在線換刃的統一基準，所述統一基準孔的軸線與所述端面垂直。由於本發明的光柵刻劃刀具統一了刀具研磨、光柵刻劃及在線換刃的基準，確保了刃磨時雙圓錐面構成的刀刃線的高的圓弧度，光柵刻劃及在線換刃同軸度，因此可作為光柵刻劃刀具的在線換刃中心而便於刀具磨損時在線換刃。
在本發明的一個實施例中，所述統一基準孔的軸線與研磨刀體時的旋轉中心重口 O
在本發明的一個實施例中，所述刀體的側面設有相對的兩個錐面，所述錐面在刻劃光柵時擠壓光柵基底。
在本發明的一個實施例中，所述其中一個錐面的傾斜角的大小理論上等於所需加工的光柵的閃耀角，另一個錐面的傾斜角的大小理論上等於所需加工的光柵的槽頂角與閃耀角之差。
在本發明的一個實施例中，所述兩個錐面所在的圓錐共軸。
在本發明的一個實施例中，所述兩個錐面的軸線和統一基準孔的軸線重合。
在本發明的一個實施例中，所述基準孔的軸線與刻劃光柵時光柵基底的加工面平行。
在本發明的一個實施例中，所述統一基準孔的兩側開設階梯孔，且所述階梯孔直徑及深度相同。
由於本發明的光柵刻劃刀具統一了刀具研磨、光柵刻劃及在線換刃的基準，確保了刃磨時雙圓錐面構成的刀刃線的高的圓弧度，光柵刻劃及在線換刃同軸度，因此可作為光柵刻劃刀具的在線換刃中心而便於刀具磨損時在線換刃。另外，由於刀具研磨、光柵刻劃及在線換刃的基準孔既是刻劃刀具的轉刃中心，也是研磨刀具時的旋轉中心，這樣可減少研磨刀具或刻劃光柵時由於加工精度或/和刀具安裝精度所造成的偏差，提高了刀具研磨精度及轉刃精度，減少刀具磨損，延長刀具的使用壽命，並且還可在刀具磨損後修刀時提高刀具的重複定位精度，將研磨製作基準、修磨基準及刻劃光柵時的換刃基準統一起來，直接有效的提高光柵刻劃刀具的幾何精度。並且，本發明的光柵刻劃刀具還具有刀具前後刃夾角大，耐磨損，刻劃光柵時與金屬膜層接觸面積大，刀具振動小等優點。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段， 而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。
圖1所示為本發明光柵刻劃刀具的立體示意圖。
圖2所示為本發明光柵刻劃刀具的剖視示意圖。
圖3所示本發明光柵刻劃刀具的工作狀態示意圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的光柵刻劃刀具具體實施方式
、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。
圖1所示為本發明光柵刻劃刀具的立體示意圖。圖2所示為本發明光柵刻劃刀具的剖視示意圖。如圖1及圖2所示，該光柵刻劃刀具100包括刀頭10、刀體20及刀具安裝軸(圖未示)。
刀頭10為天然金剛石雙圓錐形刀頭，上述金剛石雙圓錐形刀頭經研磨後焊接在刀體20上。刀頭10上形成有一弧形的刀脊11，刀脊11的兩側為相對的兩個錐面12、13， 這兩個錐面12、13在刻劃光柵時用於擠壓光柵基底的加工面200。這兩個錐面12、13所在的圓錐共軸，其傾斜角(錐面12、13與加工面200的夾角)分別為ZD、Z F，其中Z D大於 Z F, Z D的大小理論上等於所需加工的光柵的閃耀角，Z F的大小理論上等於所需加工的光柵的槽頂角與閃耀角之差，但是由於考慮到刻劃光柵時金屬膜層的塑性流動，為加工出具有所需閃耀角和槽頂角的光柵，實際的Z D和Z F與理論值之間存在一定的偏值。
刀體20具有相互平行的兩個端面21、與端面21垂直的側面22、貫穿上述端面21 的統一基準孔23，所述統一基準孔23為刀具研磨、光柵刻劃及在線換刃的基準、以及設於刀體20側面22的刀頭焊接固定孔M。刀體20還具有與端面21垂直且相互平行的兩個第二端面27，兩個第二端面27與側面22夾角為銳角，兩個第二端面27均為平面，第二端面 27便於安裝刀體。刀體20的側面22位於刀頭焊接固定孔M兩側的部分為相對的兩個錐面25、26，兩個錐面25 J6為刀頭圓錐面的研磨讓出位置，刀頭10的兩個錐面12、13是以用於刀具研磨、光柵刻劃及在線換刃的統一基準孔23為基準加工出來的，其圓錐半角分別為 Z D 和Z F。
用於刀具研磨、光柵刻劃及在線換刃的統一基準孔23為刀體20的中心孔，其軸線與刀頭10和刀體20的錐面所在的圓錐重合，與刀體20的兩個端面21垂直，且在刻劃光柵時與光柵基底的加工面200平行。從外形上來看，用於刀具研磨、光柵刻劃及在線換刃的統一基準孔23的兩側開設階梯孔，且所述階梯孔直徑及深度相同。如圖3所示，在刻劃光柵時，通過刀具安裝軸帶動光柵刻劃刀具100移動而利用刀脊11兩側錐面12、13的摩擦拋光作用進行光柵的刻劃，當光柵刻劃一段時間後刀具磨損時，刀具通過用於刀具研磨、光柵刻劃及在線換刃的統一基準孔23為光柵刻劃刀具100的換刃中心，實現在線換刃，同時，用於刀具研磨、光柵刻劃及在線換刃的統一基準孔23還是研磨刀具時的旋轉中心，這樣，可將光柵刻劃刀具100的換刃中心與研磨刀具時的旋轉中心統一起來。
綜上所述，在本發明的光柵刻劃刀具100中，由於刀體20的兩個端面21與用於刀具研磨、光柵刻劃及在線換刃的統一基準孔23的軸線垂直，使得刀具刻劃時的精度主要取決於刀體20加工時刀體20的兩個端面21與用於刀具研磨、光柵刻劃及在線換刃的統一基準孔23的軸線的垂直度，以及安裝刀具時刀具安裝軸與用於刀具研磨、光柵刻劃及在線換刃的統一基準孔23的配合精度。
在本發明的光柵刻劃刀具100中，由於用於刀具研磨、光柵刻劃及在線換刃的統一基準孔23既是刻劃刀具的轉刃中心，也是研磨刀具時的旋轉中心，這樣可減少研磨刀具或刻劃光柵時由於加工精度或/和刀具安裝精度所造成的偏差，提高了刀具研磨精度及轉刃精度，減少刀具磨損，延長刀具的使用壽命，並且還可在刀具磨損後修刀時提高刀具的重複定位精度，將研磨製作基準、修磨基準及刻劃光柵時的換刃基準統一起來，直接有效的提高光柵刻劃刀具100的幾何精度。另外，本發明的光柵刻劃刀具100還具有刀具前後刃夾角大，耐磨損，刻劃光柵時與金屬膜層接觸面積大，刀具振動小等優點。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種光柵刻劃刀具的刀體，其特徵在於該刀體具有至少一端面以及與所述端面垂直的統一基準孔，所述統一基準孔為刀具研磨、光柵刻劃及在線換刃的統一基準，所述統一基準孔的軸線與所述端面垂直。
2.如權利要求1所述的光柵刻劃刀具的刀體，其特徵在於所述統一基準孔的軸線與研磨刀體時的旋轉中心重合。
3.如權利要求1所述的光柵刻劃刀具的刀體，其特徵在於所述刀頭的側面設有相對的兩個錐面，所述錐面在刻劃光柵時擠壓光柵基底。
4.如權利要求3所述的光柵刻劃刀具的刀體，其特徵在於所述其中一個錐面的傾斜角的大小理論上等於所需加工的光柵的閃耀角，另一個錐面的傾斜角的大小理論上等於所需加工的光柵的槽頂角與閃耀角之差。
5.如權利要求3所述的光柵刻劃刀具的刀體，其特徵在於所述兩個錐面所在的圓錐共軸。
6.如權利要求5所述的光柵刻劃刀具的刀體，其特徵在於所述兩個錐面的軸線和統一基準孔的軸線重合。
7.如權利要求1所述的光柵刻劃刀具的刀體，其特徵在於所述統一基準孔的軸線與刻劃光柵時光柵基底的加工面平行。
8.如權利要求1所述的光柵刻劃刀具的刀體，其特徵在於所述統一基準孔的兩側開設階梯孔，且所述階梯孔直徑及深度相同。
9.一種光柵刻劃刀具，其特徵在於該光柵刻劃刀具包括如權利要求1-8項中任一項所述的刀體，以及所述刀體上焊接並研磨的金剛石雙圓錐形刀頭。
全文摘要
本發明提供一種光柵刻劃刀具，包括刀體以及所述刀體上焊接並研磨的金剛石雙圓錐形刀頭。該刀體具有至少一端面以及與所述端面垂直的統一基準孔，所述統一基準孔為刀具研磨、光柵刻劃及在線換刃的統一基準，所述統一基準孔的軸線與所述端面垂直。由於本發明的光柵刻劃刀具統一了刀具研磨、光柵刻劃及在線換刃的基準，確保了刃磨時雙圓錐面構成的刀刃線的高的圓弧度，光柵刻劃及在線換刃同軸度，因此可作為光柵刻劃刀具的在線換刃中心而便於刀具磨損時在線換刃。
文檔編號B23B27/20GK102513564SQ20111045325
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者吉日嘎蘭圖, 唐玉國, 巴音賀希格, 張善文, 齊向東 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所