切割刀轮和切割装置的制作方法

本发明涉及一种切割刀具，尤其是用于脆性材料的切割刀轮和切割装置，脆性材料包括玻璃、陶瓷、蓝宝石、硅片和其它半导体材料等。

背景技术：

以tft-lcd(thinfilmtransistor-liquidcrystaldisplay，薄膜晶体管液晶显示器，俗称液晶面板)为代表的平板显示终端已经广泛应用于从手机到电视机的各类产品中。液晶显示终端的显示屏需要用切割刀轮将大幅面玻璃切割成各种所需尺寸的玻璃。

玻璃是一种硬脆性材料，目前市场上的切割刀轮主要是在刀轮的刃部加工有不同形状的微型切割齿的切割刀轮。如专利文献zl200410104603.2提到的梯形、倒梯形、三角形、圆弧形的第一种切割刀轮(参见图1a和1b)。该切割刀轮包括沿周向布置的多个切割齿1’，相邻的两个切割齿1’之间形成凹部2’，切割齿1’和凹部2’的交界处形成有棱边3’。

图2示意性示出了上述切割刀轮切割玻璃的状态，可以看出切割刀轮在切割玻璃时，切割刀轮的一部分切割齿1’切入到玻璃4’的内部。

图3a和图3b示出了切割刀轮以不同的切割深度切入玻璃4’时在玻璃4’上形成的切痕的示意图，如图3a和图3b所示，切割刀轮切入玻璃4’后会沿着刀轮滚动方向在玻璃4’表层形成间隔分布的矩形切口，切割刀轮的凹部2’和切割齿1’的交界处的棱3’形成了矩形切口的角部5’，同时玻璃4’由于应力作用会沿着各个矩形切口的四个角部5’附近形成微裂纹，并且产生大量的碎屑。

专利文献cn102050568a和cn201971738u提到的具有双层v型刃口的第二种切割刀轮(参见图4a和4b)。该切割刀轮包括沿周向布置的多个切割齿1’，相邻的两个切割齿1’之间形成凹部2’，切割齿1’和凹部2’的交界处形成有棱3’。该切割刀轮的切割齿1’的顶部形成第一切割刃6’，凹部2’内形成有与第一切割刃6’共面的第二切割刃7’。

图5示意性示出了上述切割刀轮切割玻璃的状态，可以看出刀轮的一部分切割齿1’切入到玻璃4’的内部。图6a和图6b示出了上述切割刀轮切入玻璃4’不同深度后在玻璃表面上形成的切痕，切割刀轮切入玻璃4’后会沿着刀轮滚动方向在玻璃4’表层形成间隔分布的多边形切口，同时玻璃4’由于应力作用会在各个多边形切口的各个角部5’附近形成许多微裂纹，并且产生大量玻璃屑。

上述两类微齿刀轮对玻璃切口带来的微裂纹以及玻璃屑，都会导致玻璃切割产品破片的废品率较高，因为玻璃屑溅到玻璃表面会刮伤玻璃的表面，并且玻璃屑会溅到tft玻璃有印刷电路的端子区，会导致刮伤端子。玻璃切口处的微裂纹会导致玻璃的耐压强度降低，使得容易出现终端屏幕出现裂纹的问题。

另外，对于双层tft玻璃的切割，上述的这些问题尤其严重，这两类刀轮在玻璃切割过程中会造成tft玻璃的明显破坏，其切割产品的抗压强度会显著降低。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种切割刀轮，其能够提高玻璃切痕的平整度，其在玻璃上可以产生角落处平滑的切割齿痕，减少切割中玻璃屑的产生，降低切割玻璃时出现破片的风险，以及提高切割出的玻璃的耐压强度。

根据本申请的一方面，提供了一种切割刀轮，切割刀轮包括由第一侧面和第二侧面形成的v形切割部，第一侧面与第二侧面之间的交线形成切割刀轮的外圆周边缘，切割刃位于外圆周边缘上，v形切割部设有多个切割齿部和多个凹部，切割齿部和凹部沿着周向交替分布，v形切割部的邻近于切割刃的部分的横截面外轮廓是平滑的，横截面是沿垂直于切割刀轮轴线得到的。

可选地，外轮廓为波浪状的。

可选地，相邻的切割齿部与凹部之间的交界部是平滑的。

可选地，相邻的切割齿部和凹部在交界部处相切。

可选地，切割齿部是平滑的。

可选地，切割齿部为圆锥面的一部分。

可选地，圆锥面的轴线与切割刀轮的轴线不重合。

可选地，切割刃沿着切割刀轮的整个外圆周延伸，或者沿着切割刀轮的外圆周间隔地布置。

可选地，凹部是平滑的。

可选地，v形切割部的邻近于切割刃的部分为自外圆周边缘径向向内2-5um的区域。

另外，本发明还提供一种切割装置，包括：

承载部件，用于承载待切割的玻璃；以及

移动部件，安装有上述的切割刀轮，所述移动部件能够相对于所述承载部件移动，以在所述待切割的玻璃上形成切割线。

基于上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：由于本发明切割刀轮中的切割部是平滑的，能够减少尖端对玻璃造成破坏，减少玻璃切割过程中出现微裂纹，减少玻璃碎屑的产生，切割部上的凹部能够减少在切割玻璃过程中产生的玻璃碎屑堵塞切割刀轮。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1a为现有技术中第一种切割刀轮的主视示意图；图1b为图1a所示切割刀轮的立体示意图；

图2为图1a所示刀轮切割玻璃的示意图，其中玻璃位于刀轮下方；

图3为图1a所示刀轮切割玻璃后形成的切痕示意图；

图4a为现有技术中第二种切割刀轮的主视示意图；图4b为图4a所示刀轮的立体示意图；

图5为图4a所示刀轮切割玻璃的示意图；

图6a为示出图4a所示刀轮切割玻璃后形成的切痕的示意图；图6b为图6a中玻璃切痕处形成的微裂纹示意；

图7a为根据本发明的切割刀轮的主视示意图；图7b为侧视示意图；图7c为图7a所示切割刀轮的立体示意图；

图8a为图7a所示刀轮切割玻璃的示意图；图8b为图8a的侧视图，图8c、图8d和图8e分别是图8b中截面a-a的截面b-b和截面c-c的剖视图；

图9a为图7a所示刀轮切割玻璃后的第一切痕示意图(刀轮凹部的切割刃21底部没有切入玻璃)；

图9b为图9a所示的玻璃切痕形成玻璃切痕示意图；

图9c图7a所示刀轮切割玻璃后的第二切痕示意图(刀轮凹部的切割刃21底部切入玻璃)；

附图中：1、切割齿部；2、凹部；3、交界部；4、顶刃；5、侧刃；6、第二切割刃；7、v形切割部；9、玻璃。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图7a示出了根据本实施例的切割刀轮，图7b示出了本实施例的切割刀轮的侧视图，图7c示出了本实施例的切割刀轮的立体结构示意图。结合图7a至图7c所示，本实施例的切割刀轮包括由第一侧面a1和第二侧面a2形成的v形切割部7，第一侧面a1和第二侧面a2之间的交线形成了切割刀轮的外圆周边缘l，切割刀轮的切割刃位于外圆周边缘l上，该v形切割部7包括多个切割齿部1和多个凹部2，切割齿部1和凹部2沿着周向交替布置。

图8a和图8b为本发明优选实施例切割刀轮的示意图主视图和侧视图。采用本发明实施例提供的切割刀轮切割玻璃时，切割齿部1上的切割刃切入玻璃，并在被切割的玻璃上形成切痕。v形切割部7的邻近于切割刃的部分的横截面外轮廓是平滑的，所述横截面是沿垂直于所述切割刀轮轴线得到的。

一般情况下，切割齿部1只有顶部的一部分切入到玻璃中，即切割齿部顶部的一部分形成切割区。切割齿部一般切入到玻璃中的深度为2至6um，优选地上述的深度为3um。

当切割区的沿着与切割刀轮的轴线垂直的方向截得的横截面的外轮廓是平滑的时，在玻璃上会形成轮廓平滑的切痕，会减少带有尖点的切痕，减少了在玻璃的切痕附近形成微裂纹的风险。

如图7a和7b所示，在本实施例中，外圆周边缘l沿着切割刀轮的整个外圆周延伸，外圆周边缘l形成切割刃，使得切割刃延伸通过所有切割齿部1和凹部2。切割刃包括位于切割齿部1上的第一切割刃和位于凹部2的第二切割刃6，第一切割刃和第二切割刃6相连。

进一步地，第一切割刃和第二切割刃6均呈弧形，且第一切割刃和第二切割刃的交界处相切，以使切割刃整体呈波浪状。

切割齿部1上的第一切割刃包括位于切割齿部1的顶部的顶刃4和位于切割齿部1的侧部的侧刃5。顶刃4和侧刃5位于垂直于切割刀轮的轴向的同一平面内。切割齿部1包括分别位于切割刀轮的外圆周棱边l两侧的两个表面，两个表面相交形成顶刃4和侧刃5，切割齿部1的两个表面是平滑的。

作为本发明的实施例，图8c、图8d和图8e为图8b中a-a截面、b-b截面和c-c截面的剖视图。v形切割部7通过外圆周边缘l并沿着与切割刀轮的轴线垂直的方向截得的截面a-a的外边缘呈波浪状，平行于截面a-a的截面b-b和c-c等截面的外边缘呈波浪状。这种横截面为波浪状的切割部7能够减少切痕附近的微裂纹，并且减少玻璃碎屑的产生，提高玻璃的切割质量，提高切割出玻璃的耐压强度。

图9a为凹部2上的第二切割刃6没有切入玻璃时的玻璃的示意图；图9b为图9a所示的形成玻璃切痕的示意图；图9c为凹部2上的切割刃6切入玻璃后形成的玻璃切痕的示意图。从图9a和图9b中可以看出，切割刀轮的切割方向为椭圆形切痕的长轴方向，相邻椭圆切痕之间部位随着玻璃的应力作用形成玻璃裂线，由于椭圆切痕除了在切割方向之外，其它方向上没有尖点，因此其它方向不会形成裂线，由此可见，本发明提供的切割刀轮能够在切割玻璃时能够减少微裂纹的出现。

图7a至图8a所示，由于切割刀轮上的切割部7的横截面的外轮廓是平滑的，使得切割刀轮在玻璃9上形成的切痕线是平滑的没有尖角，有利于改善因尖角处应力集中而产生裂纹的问题。本实施例的切割刀轮在切割玻璃9的过程中能够减少在玻璃9上产生尖角，减少玻璃切割过程中微裂纹的出现，也减少玻璃碎屑的产生。

进一步地，切割齿部1和凹部2都是平滑的，其上不具有尖的棱线。

另外，相邻的切割齿部1与凹部2之间的交界部3是平滑的，相邻的切割齿部1的表面和凹部2的表面在交界部处可以是相切的。

可选地，相邻的切割齿部1与凹部2在交界部3的平滑过渡可以由单个曲面或者多个曲面的组合来实现。

在图7a中，为了清楚区分切割齿部1与凹部2，图中用分界线示出了切割齿部1与凹部2的交界部3。需要注意的是上述的分界线并不代表棱线。在其他的图中，并未示出交界线。

位于切割齿部1的第一切割刃用于切入玻璃9，且进行主要切割，位于凹部2的第二切割刃6用于辅助切割玻璃9，减少碰伤压裂玻璃9，能够减少裂纹。

切割齿部1上的第一切割刃和凹部2上的第二切割刃6均呈弧形并且在交界处平滑过渡，以使切割刃整体呈波浪状。

在另一可选实施例中，沿着切割刀轮的外圆周仅在各切割齿部1处形成外圆周边缘l，使得外圆周边缘l沿周向是间断的，外圆周边缘l形成切割刃。即：切割刃仅包括位于切割齿部1上的切割刃6，在切割刀轮的周向上间隔地设置有多个切割刃6。

上述可选实施例中，切割齿部1和凹部2沿着周向是均匀布置的，能够进一步减少产生裂纹，提高切割玻璃的品质。

在本发明的实施例中，切割刀轮的切割齿部1的曲面可以为圆锥面的一部分，位于切割刀轮一侧的圆锥面的轴线与切割刀轮的轴线是不重合的。

在另一可选实施例中，切割齿部1的表面呈凸出的曲面。各切割齿部1的曲面可以具有相同的形状或者尺寸，也可以具有不同的形状或者尺寸。

如图7b所示，切割刀轮还包括位于第一侧面a1和切割刀轮的盘面之间的第三侧面b1和位于第二侧面a2和切割刀轮的盘面之间的第四侧面b2。

两个第一侧面a1和第二侧面a2之间的夹角大于第三侧面b1和第四侧面b2之间的夹角。切割齿部1和凹部2沿轴向在整个第一侧面a1与第二侧面a2上延伸。由于第三侧面b1与第四侧面b2之间的夹角小于第一侧面a1与第二侧面a2之间的夹角，刀轮在切割玻璃过程中产生的玻璃碎屑可以从凹部2的两侧排出，有利于减少堵塞。

在本实施例中，切割齿部1包括分别位于外圆周边缘l两侧的两部分，且上述两部分相对于外圆周边缘l对称或不对称。

凹部2包括分别位于外圆周边缘l两侧的两部分，且上述两部分相对于外圆周边缘l对称或不对称。

凹部2由分别位于第一侧面a1和第二侧面a2的两个凹槽形成。该凹槽的宽度是一致的；或沿远离外圆周边缘l的方向渐增或渐缩。

位于第一侧面a1上的凹槽的远离外圆周边缘l的一端与第三侧面b1平滑过渡，或交界处形成有棱。

位于第二侧面a2上的凹槽的远离外圆周边缘l的一端与第四侧面b2平滑过渡，或交界处形成有棱。

本发明提供的切割刀轮适用于脆性材料的切割，其中，脆性材料包括玻璃、陶瓷、蓝宝石、硅片和其它半导体材料等。

根据本申请的另一方面，本实施例还公开了一种切割装置，该切割装置包括用于承载待切割的玻璃的承载部件和安装有上述的切割刀轮的移动部件。移动部件能够相对于承载部件移动，以在待切割的玻璃上形成切割线。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。