本发明提供一种光学车刀。所述光学车刀包括刀体和刀刃，所述刀体采用钨钢材料制成，其包括刀柄和刀头，所述刀柄为长方形结构，所述刀头为船头结构；所述刀刃设于所述刀体上端且临近所述刀头设置，其采用钻石材料制成；所述刀刃包括圆弧部、自所述圆弧部两端沿刀头侧面平行延伸的侧面部，和连接于两所述侧面部的尾部，所述尾部呈V型结构。与相关技术相比，本发明提供的一种光学车刀采用钨钢材料制成，具有较强的耐磨性，该光学车刀使用功能较高，对镀镍的铝模仁、硅、锗、硫化锌等红外材料进行精细化加工，提高成品率。本发明还提供一种上述光学车刀的加工工艺。
刀体，其采用钨钢材料制成，其包括刀柄和刀头，所述刀柄为长方形结构，所述刀头为船头结构；
刀刃，设于所述刀体上端且临近所述刀头设置，其采用钻石材料制成；所述刀刃包括圆弧部、自所述圆弧部两端沿刀头侧面平行延伸的侧面部，和连接于两所述侧面部的尾部，所述尾部呈V型结构；
所述刀刃其高度方向自所述刀体依次设有第一倾斜部、第二倾斜部和第三倾斜部，所述第一倾斜部自所述刀体向外侧且向上延伸，所述第二倾斜部沿所述第一倾斜部向刀体外侧且向上延伸，所述第三倾斜部自所述第二倾斜部向临近刀体方向延伸；
所述第三倾斜部与水平方向之间的夹角为负前角，所述负前角为25°；所述第二倾斜部与竖向方向之间的夹角为一后角，所述一后角为3°～10°；所述第一倾斜部与竖向方向之间的夹角为二后角，所述二后角为15°～45°。
2.根据权利要求1所述的光学车刀，其特征在于，所述第一倾斜部的垂直高度大于所述第二倾斜部和第三倾斜部的垂直高度。
3.根据权利要求1所述的光学车刀，其特征在于，所述一后角为圆柱或圆锥结构，其垂直高度为0.1～0.2mm，所述圆弧部R角为0.01mm～1.5mm之间。
4.根据权利要求1所述的光学车刀，其特征在于，所述第二倾斜部的垂直高度为0.15～
5.根据权利要求1所述的光学车刀，其特征在于，所述刀柄临近所述刀头部分设有一台阶。
6.根据权利要求1所述的光学车刀，其特征在于，所述刀刃采用天然钻石或化学气相钻石制成，所述刀刃与所述刀体采用真空单边焊接方式或刀粒式组装方式连接。
7.一种如权利要求1所述的光学车刀的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，刀刃选料，通常采用天然钻石或者高温高压或者化学气象沉淀合成的人工钻石材料；
步骤二，制作刀体，根据实际加工工件，将刀柄制作为直柄式结构或台阶式结构，将所述刀头加工为船头结构；
步骤三，钻石原材料加工，将用于制作刀刃的钻石原材料进行激光切割，先将其进行粗加工，形成圆弧部、侧面部和尾部；
步骤四，组装焊接，将粗加工好的刀刃一侧面采用焊接方式或真空焊接方式焊接于所述刀体的刀头部位，或用刀粒式组装方式螺丝拧紧在所述刀头部位；
步骤五，精加工刀刃，对所述刀刃进行精细研磨，按实际加工工件形成，将刀刃的高度方向自所述刀体依次形成第一倾斜部、第二倾斜部和第三倾斜部，且形成负前角、一后角和二后角，以及精磨圆弧部的R角；
步骤六，对所述光学车刀进行校准，且完成光学车刀的加工。
8.根据权利要求7所述的光学车刀的加工工艺，其特征在于，所述步骤五刀刃精加工后，其轮廓度会小于50纳米，在所述步骤六中，采用二次元放大机器放大到250倍和1000倍进行校准。
一种光学车刀及其加工工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种光学车刀及其加工工艺。
背景技术
[0002] 在光学领域中，非球面光学元件通常是由球面和非球面组成。球面一般采用传统加工，非球面首先采用传统加工方法加工比较接近球面后，然后采用先进制造技术——计算机数控加工进行非球面的切削磨抛。光学零件的毛坯，加工成透明的光学表面，无论是采用散粒磨料还是固着磨料加工，均需要三大基本工序——粗磨、精磨和抛光。该工序一般采用一把或无数把车刀，在非球面玻璃表面相互交叉式的研磨玻璃。
[0003] 因此，光学车刀对其自身的硬度和精细度要求极高，有必要提供一种光学车刀及其加工工艺来实现以上技术要求。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种能满足精细化光学非球面加工的光学车刀及其加工工艺。
[0005] 本发明提供一种光学车刀，所述光学车刀包括：
[0006] 刀体，其采用钨钢材料制成，其包括刀柄和刀头，所述刀柄为长方形结构，所述刀头为船头结构；
[0007] 刀刃，设于所述刀体上端且临近所述刀头设置，其采用钻石材料制成；所述刀刃包括圆弧部、自所述圆弧部两端沿刀头侧面平行延伸的侧面部，和连接于两所述侧面部的尾部，所述尾部呈V型结构。
[0008] 优选的，所述刀刃其高度方向自所述刀体依次设有第一倾斜部、第二倾斜部和第三倾斜部，所述第一倾斜部自所述刀体向外侧且向上延伸，所述第二倾斜部沿所述第一倾斜部向刀体外侧且向上延伸，所述第三倾斜部自所述第二倾斜部向临近刀体方向延伸。
[0009] 优选的，所述第一倾斜部的垂直高度大于所述第二倾斜部和第三倾斜部的垂直高度。
[0010] 优选的，所述第三倾斜部与水平方向之间的夹角为负前角，所述负前角为25°；所述第二倾斜部与竖向方向之间的夹角为一后角，所述一后角为3°～10°；所述第一倾斜部与竖向方向之间的夹角为二后角，所述二后角为15°～45°。
[0011] 优选的，所述一后角为圆柱或圆锥结构，其垂直高度为0.1～0.2mm，所述圆弧部R角为0.01mm～1.5mm之间。
[0012] 优选的，所述第二倾斜部的垂直高度为0.15～0.2mm。
[0013] 优选的，所述刀柄临近所述刀头部分设有一台阶。
[0014] 优选的，所述刀刃采用天然钻石或化学气相钻石制成，所述刀刃与所述刀体采用真空单边焊接方式或刀粒式组装方式连接。
[0015] 本发明还提供一种光学车刀的加工工艺，其包括以下步骤：
[0016] 步骤一，刀刃选料，通常采用天然钻石或者高温高压或者化学气象沉淀合成的人工钻石材料；
[0017] 步骤二，制作刀体，根据实际加工工件，将刀柄制作为直柄式结构或台阶式结构，将所述刀头加工为船头结构；
[0018] 步骤三，钻石原材料加工，将用于制作刀刃的钻石原材料进行激光切割，先将其进行粗加工，形成圆弧部、侧面部和尾部；
[0019] 步骤四，组装焊接，将粗加工好的刀刃一侧面采用焊接或真空焊接方式焊接于所述刀体的刀头部位，或用刀粒式组装方式螺丝拧紧在所述刀头部位；
[0020] 步骤五，精加工刀刃，对所述刀刃进行精细研磨，按实际加工工件形成，将刀刃的高度方向自所述刀体依次形成第一倾斜部、第二倾斜部和第三倾斜部，且形成负前角、一后角和二后角，以及精磨圆弧部的R角；
[0021] 步骤六，对所述光学车刀进行校准，且完成光学车刀的加工。
[0022] 优选的，所述步骤五刀刃精加工后，其轮廓度会小于50纳米，在所述步骤六中，采用二次元放大机器放大到250倍和1000倍进行校准。
[0023] 与相关技术相比，本发明提供的光学车刀具有以下有益效果：
[0024] 一、所述刀体采用钨钢材料制成，具有较强的耐磨性，基本是零刮损，其材料硬度接近天然钻石，不易磨损，且可以打磨成刀体的形状；
[0025] 二、根据实际光学加工需要，合理设计负前角、一后角和二后角的角度值，可提高车刀使用功能，对镀镍的铝模仁、硅、锗、硫化锌等红外材料进行精细化加工，提高成品率。
[0026] 本发明还提供上述光学车刀的加工工艺，其同样具有以上有益效果。
附图说明
[0027] 图1为本发明提供的光学车刀的正视结构示意图；
[0028] 图2为本发明提供的光学车刀的俯视结构示意图；
[0029] 图3为本发明提供的光学车刀加工工艺的流程图；
[0030] 图4为本发明提供的光学车刀的检验报告。
具体实施方式
[0031] 以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
[0032] 请同时参阅图1和图2，其中，图1为本发明提供的光学车刀的正视结构示意图，图2为本发明提供的光学车刀的俯视结构示意图；所述光学车刀包括刀体1和刀刃2。
[0033] 所述刀体1采用钨钢材料制成，其采用整体钨钢为基体，经过多道生产工序精加工而成。所述刀体1采用优质碳化钨和钴粉料经配方配比混合后通过压制烧结制成，具有高硬度、高强度、高耐磨性和高弹性模量。
[0034] 所述刀体1包括刀柄11和刀头12，所述刀柄11为长方形结构，可为直柄式或为了装夹方便，所述刀柄11临近所述刀头12部分设有一台阶。所述刀头12为船头结构。
[0035] 所述刀刃2采用真空单边焊接的方式或粒式组装方式螺丝拧紧在所述刀体1上端且临近所述刀头12设置。所述刀刃2采用钻石材料制成，该钻石材料可为天然钻石或化学气相钻石制成。
[0036] 如图2所示，所述刀刃2包括圆弧部21、自所述圆弧部21两端沿刀头12侧面平行延伸的侧面部22，和连接于两所述侧面部22的尾部23，所述尾部23呈V型结构。所述圆弧部R角为0.01mm～1.5mm之间。优选为R0.4mm。
[0037] 如图1所示，所述刀刃2其高度方向自所述刀体1依次设有第一倾斜部24、第二倾斜部25和第三倾斜部26，所述第一倾斜部24自所述刀体1向外侧且向上延伸，所述第二倾斜部25沿所述第一倾斜部24向刀体1外侧且向上延伸，所述第三倾斜部26自所述第二倾斜部25向临近刀体1方向延伸。
[0038] 所述第一倾斜部24的垂直高度大于所述第二倾斜部25和第三倾斜部26的垂直高度。
[0039] 所述第三倾斜部26与水平方向之间的夹角为负前角α，所述负前角α为25°。所述第二倾斜部25与竖向方向之间的夹角为一后角β，所述一后角β为3°～10°；所述第一倾斜部24与竖向方向之间的夹角为二后角λ，所述二后角λ为15°～45°。一般情况下，后角大，后刀面磨损小，刀尖强度下降，二后角λ15°～20°为最佳。小后角适用于高强度机械性质的工件材料，大后角适合较软或低强度的工件材料。
[0040] 所述一后角β为圆柱或圆锥结构，其垂直高度为0.1～0.2mm。所述第二倾斜部25的垂直高度为0.15～0.2mm。
[0041] 如图3所示，本发明还提供一种光学车刀的加工工艺，包括以下步骤：
[0042] 步骤一，刀刃选料，通常采用天然钻石或者高温高压或者化学气象沉淀合成的人工钻石材料(化学相钻石)。天然钻石是目前已知矿物中最硬的物质，化学相钻石是化学气相沉积法在异物机体上合成的金刚石膜。
[0043] 步骤二，制作刀体，根据实际加工工件，将刀柄制作为直柄式结构或台阶式结构，将所述刀头加工为船头结构。
[0044] 步骤三，钻石原材料加工，将用于制作刀刃的钻石原材料进行激光切割，先将其进行粗加工，形成圆弧部、侧面部和尾部。
[0045] 步骤四，组装焊接，将粗加工好的刀刃一侧面采用焊接方式或真空焊接方式焊接于所述刀体的刀头部位，或用刀粒式组装方式螺丝拧紧在所述刀头部位。
[0046] 步骤五，精加工刀刃，对所述刀刃进行精细研磨，按实际加工工件形成，将刀刃的高度方向自所述刀体依次形成第一倾斜部、第二倾斜部和第三倾斜部，且形成负前角、一后角和二后角，以及精磨圆弧部的R角，其轮廓度会小于50纳米。
[0047] 步骤六，采用二次元放大机器放大到250倍和1000倍对所述光学车刀进行校准，且完成光学车刀的加工。
[0048] 如图4所示，通过检验可得知，钻石表面的刀刃的波纹度能加工到小于40纳米，从而使刃口的锋利度更高，从而能够通过超精密机床加工出粗糙度小于40纳米的表面。
[0049] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
