[发明专利]对刀方法及其真圆加工方法与菲涅尔透镜加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超精密机械加工方法，尤其，涉及一种超精密机械加工方法的对刀方法及采用该对刀方法的真圆加工方法与菲涅尔透镜加工方法。

背景技术

超精密机械加工方法在微光学元件加工中有重要的应用，例如采用单点金刚石切削加工菲涅尔透镜。

目前，在超精密机械加工方法中，采用单点金刚石切削加工菲涅尔透镜球面有拟合加工和切线加工两种方法。拟合加工方法利用超精密加工机床的两个平动轴（X轴、Z轴）的两轴联动形成圆弧插补切削轨迹，从而实现菲涅尔透镜上球面的加工。切线加工方法利用超精密加工机床的两个平动轴（X轴、Z轴）和B轴的三轴联动获得始终沿圆弧切线的切削轨迹，进而实现菲涅尔透镜上球面的加工。

然而，在上述两种方法中获得的加工圆弧均为逼近圆弧，而非真实的圆弧，存在轨迹误差；而且切线加工时，两个平动轴和Ｂ轴的运动误差也会引入轨迹误差，使得加工出的菲涅尔透镜的球面为近似球面，导致杂散光的出现，影响菲涅尔透镜的成像效果。而且，现有的真圆加工方法的对刀过程中，刀尖距离旋转中心线的垂直距离和加工半径之间的的误差较大。

发明内容

因此，确有必要提供一种可以有效减小误差的对刀方法，采用该对刀方法的真圆加工方法以及采用该真圆加工方法加工菲涅尔透镜的方法。

一种对刀方法，其包括以下步骤：

S10，将一X方向微调平台、一Z方向微调平台以及一刀具安装在一B轴上，其中该X方向微调平台用于调节该刀具的刀尖在X方向的位置，该Z方向微调平台用于调节该刀具的刀尖在Z方向的位置，且该X方向与Z方向相互垂直，该B轴用于带动该刀具的刀尖围绕一旋转中心线在一与X方向和Z方向平行的平面内旋转；

S20，旋转B轴使刀尖旋转α角度并从一第一位置移动到一第二位置，所述第一位置与第二位置在平行于Z方向的相对距离记为y₂；再旋转B轴使刀尖旋转α角度并从所述第二位置移动到到一第三位置，所述第一位置与第三位置在在平行于Z方向的相对距离记为y₃，其中，108°≦α≦110°；

S30，设（a，b）为刀尖在以旋转中心线上任意一点为原点坐标系中的坐标，且a坐标方向同X方向，b坐标方向同Z方向，通过如下（1）式、（2）式和（3）式计算刀尖距离旋转中心线的垂直距离r：

a=144y2cos2(α2)-y3cos(α2)sin(α2)---(1)]]>