用于加工陶瓷工件的磨床及陶瓷工件的制作方法

本申请涉及陶瓷加工领域，尤指一种用于加工陶瓷工件的磨床及陶瓷工件。

背景技术：

在3c领域，特别是智能手机、可穿戴设备等移动终端，随着网络的升级，对于终端天线的接收能力要求越来越高，现有智能手机一般采用金属材质制造外壳，而金属材质对于天线信号有明显的屏蔽问题。当网络升级至5g以后，金属材质外壳的手机天线无法达到性能要求，需要一种新的材质来解决上述问题。

陶瓷材料具备高硬度、比金属更好的光泽度，且对天线信号不存在屏蔽作用，但陶瓷材料的硬度非常高，超过不锈钢而仅次于金刚石。陶瓷材料的烧结过程中无法达到精确的平面度，需要在烧结后对陶瓷工件进行精细加工以得到最终的产品，而高硬度成为了加工的难题。

技术实现要素：

鉴于此，有必要提供一种用于加工陶瓷工件的磨床及陶瓷工件，以对所述陶瓷工件进行打磨加工。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种用于加工陶瓷工件的磨床，所述陶瓷工件包括加工面，相对于加工面的另一侧凹陷形成有内腔及位于所述内腔外缘的侧壁，所述磨床包括底座、自所述底座向上突出的竖直部、设于所述底座上的移动工作台、安装于所述竖直部上且位于所述移动工作台上方的砂轮组件、置于所述移动工作台内的夹具、及控制系统，所述陶瓷工件通过夹具固定于所述移动工作台上，所述陶瓷工件的加工面露出于所述砂轮组件的下方，所述控制系统通过控制所述砂轮组件在z轴方向的位置控制砂轮组件对所述加工面的切削量，所述移动工作台或/和所述砂轮组件通过在xy平面内的移动形成磨削路径。

优选地，所述砂轮组件的砂轮上镀有金刚石粉末。

优选地，所述移动工作台呈槽状结构，包括内槽、及位于所述内槽外围的围挡部以防止冷却液溅出。

优选地，所述夹具夹持有若干呈直线x方向排列的陶瓷工件，单个陶瓷工件在y轴方向的加工面宽度大于所述砂轮组件的砂轮的宽度。

优选地，所述移动工作台在控制系统的控制下进行初始化，此时，所述砂轮组件的砂轮位于所述若干陶瓷工件在x方向的一端。

优选地，所述移动工作台在所述控制系统的控制下沿x方向朝向所述砂轮组件方向移动以完成对所述若干个陶瓷工件加工面沿x方向的部分加工区域的磨削。

优选地，所述砂轮组件位于所述若干陶瓷工件在x方向的另一端时，所述控制系统控制所述移动工作台在y方向进给，改变所述砂轮组件对所述陶瓷工件加工面的未加工区域进行加工，此时，所述移动工作台在x方向反向移动，如此反复直至对所述陶瓷工件加工面的所有加工区域完成磨削加工。

优选地，所述砂轮组件改变z轴方向的切削量再次对所述陶瓷工件进行磨削加工。

优选地，所述砂轮组件在z轴方向的切削量递增范围为0.005-0.05mm；所述砂轮组件的砂轮转速为1500-3000rad/min；所述移动工作台在y轴方向的单次进给量为5-30mm。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种陶瓷工件，采用如权利要求1-9任一项所述的用于加工陶瓷工件的磨床加工而成。

本申请磨床通过砂轮组件与移动工作在三维空间内的运动，完成对高硬度材质的陶瓷工件的加工，使陶瓷工件的加工面达到预期的平面度。

附图说明

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

图1为本申请磨床的立体图；

图2为本申请磨床的夹具安装有陶瓷工件的立体图；

图3为本申请磨床的夹具的立体图；

图4为本申请磨床的夹具的定位部件的立体图；

图5为本申请磨床的夹具的锁紧部件的立体图；

图6为本申请陶瓷工件的结构示意图；

图7为本申请磨床加工的侧视示意图；

图8为本申请磨床加工的俯视示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图2至图6所示，本申请的夹具50包括底板51、置于所述底板51上的若干夹座53、及配合所述夹座53以固定陶瓷工件60的锁固部件52。

所述夹座53大致呈矩形结构，包括主体部531、自所述主体部531相邻的第一、第二侧边向上延伸形成的挡块532、自所述主体部531中间向上凸起的台阶部535、设于所述台阶部535中间的吸附结构533、及设于所述主体部531相邻的第三、第四侧边结合边角处的切除部534。所述陶瓷工件60大致呈矩形结构，包括加工面61、相对加工面61的另一侧凹陷形成有的内腔63、及位于所述内腔63周缘的侧壁62，所述台阶部535是仿造所述陶瓷工件60的内腔63结构设置的，即所述陶瓷工件60的内腔63扣合于所述台阶部535上。所述吸附结构533包括连接气嘴(图未示)的通气孔5331、设于所述台阶部535顶面且与所述通气孔5331联通的若干气槽5332、及设于所述吸附结构533外周的密封胶圈5333。所述切除部534的外边缘距离所述台阶部535的垂直距离小于或等于所述陶瓷工件60内腔63周缘的侧壁62的厚度。所述挡块532的内侧距离所述台阶部535的垂直距离不大于所述陶瓷工件60内腔63周缘的侧壁62的厚度。

所述锁固部件52包括本体部521、开设于所述本体部521一端的开口部524、自所述本体部521底侧突出延伸形成的定位部523、锁紧螺栓528、及贯穿所述本体部521的固持条孔522。所述开口部524对应所述夹座53的切除部534，所述开口部524包括第一定位面525、第二定位面526、及位于所述第一定位面525与第二定位面526之间的弧形部527，所述第一定位面525与所述第二定位面526之间的夹角依据所述陶瓷工件60相邻两侧壁62之间的结构调整，通常情况下，所述第一定位面525与所述第二定位面526相互垂直。所述弧形部527依据所述陶瓷工件60的边角处的弧度调整。所述固持条孔522沿所述第一定位面525与第二定位面526的中线延伸。所述第一定位面525与第二定位面526的中线与所述陶瓷工件60的对角线重合。

所述底板51对应所述夹座53的切除部534位置处设有定位槽511，所述定位槽511内设有供所述锁紧螺栓528锁扣的螺孔512。所述锁固部件52的定位部523收容于所述定位槽511内，所述定位槽511在所述第一定位面525与第二定位面526的中线方向的长度大于所述定位部523的长度以使所述定位部523可在所述中线方向调节位置。所述定位槽511在垂直所述中线方向的宽度与所述定位部523的宽度相等从而使所述定位槽511在垂直于所述中线方向固定所述定位部523的位置。所述锁紧螺栓528通过所述固持条孔522调节与所述锁固部件52的相对位置。

加工过程中，所述陶瓷工件60的内腔63先扣合于所述夹座53的台阶部535上，启动外接的抽气机通过所述通气孔5331抽真空所述气槽5332，使所述陶瓷工件60的内腔63的内侧面吸附于所述吸附结构533上实现上下方向的固定，所述密封胶圈5333保证所述气槽5332范围内不漏气。所述陶瓷工件60的两个侧壁62夹持于所述夹座53的第一侧边、第二侧边的挡块532与所述台阶部535之间；所述陶瓷工件60的另外两个侧壁62结合处露出于所述夹座53的切除部534位置，并通过所述锁固部件52的第一、第二定位面525、526贴合所述陶瓷工件60对应的两个侧壁62外表面实现定位。所述锁固部件52通过在所述陶瓷工件60的对角线方向调节与所述陶瓷工件60的相对位置后通过所述锁紧螺栓528进行固定。

为保证所述夹座53不对陶瓷工件造成伤害，所述夹座53采用电木材质。

重点参阅图1、图7、图8所示，本申请的夹具应用于磨床的磨削加工，所述磨床包括底座10、自所述底座10向上突出的竖直部20、设于所述底座10上的移动工作台40、安装于所述竖直部20上且位于所述移动工作台40上方的砂轮组件30、置于所述移动工作台40内的夹具50、及控制系统(未图示)。

所述砂轮组件30可在所述竖直部20上在所述控制系统的控制下实现z轴方向的移动，所述砂轮组件30的砂轮上镀有金刚石粉末。所述移动工作台40呈槽状结构，包括内槽41、及位于所述内槽41外围的围挡部42以防止冷却液溅出，所述内槽41内设有孔结构可将液体引流入其他容器内。所述移动工作台40可在x、y平面内实现移动。所述砂轮组件30的砂轮的宽度小于所述陶瓷工件60的长度。

所述陶瓷工件60固定于所述夹具50上后，置于所述砂轮组件30的下方；本申请的磨床加工工艺如下：

s1、初始化控制系统；

本步骤包括调整所述移动工作台40在xy平面内的位置、所述砂轮组件30在z轴方向的位置，使所述砂轮组件30的砂轮与在x方向最外侧的一个陶瓷工件60的加工面61相互接触，所述初始化还包括设定各种加工参数；所述砂轮组件30在z轴方向的位置确定了对所述加工面61的切削量，所述移动工作台40在y轴方向的位置变化为砂轮组件30对所述加工面61的加工进给量，砂轮组件30的转速表示机台的转速，所述x轴方向为所述砂轮组件30对所述加工面61的加工路径。所述机台转速初始化为1500-3000rad/min，最优为2400rad/min；一次切削量为0.005-0.05mm，最优为0.01mm；所述进给量为5-30mm，最优为10mm。

s2、启动系统，所述砂轮自初始位置沿x轴方向对若干个陶瓷工件60的加工面进行第一次磨削加工；

s201、初始化后，所述砂轮组件30依据切削量已经设定在z轴的初始化位置，所述砂轮组件30与所述陶瓷工件60的相对位置也同样确定，即如图8所示a位置，所述移动工作台40自所述a位置沿x轴方向运动，使所述砂轮组件30的砂轮在x轴方向对所述加工面61在y轴方向的部分区域进行直线磨削加工直至所述砂轮磨削完成最后一个陶瓷工件60；此时，所述砂轮位于相对于所述初始化位置的第二位置处；

s202、随后，所述控制系统通过设定的进给量在y轴方向调整所述移动工作台40的位置，改变所述砂轮与所述陶瓷工件60在y轴方向的加工区域，即图8所示b位置；完成进给后，所述移动工作台40自所述第二位置处沿x方向对所述若干陶瓷工件60进行磨削加工直至初始位置处。

s203、重复步骤s202直至完成对所述陶瓷工件60的加工面的全区域磨削加工。

s3、改变所述砂轮组件30在z轴方向的切削量，重复步骤s2再次对所述陶瓷工件60的加工面进行再次磨削，直至所述切削量之和等于预定磨削厚度。

需要说明的是，所述控制系统通过控制所述移动工作台40来实现xy平面内坐标的变化，通过控制所述砂轮组件30来实现z轴坐标的变化，在具体实施过程中，所述坐标的变化，可以通过砂轮组件30单独完成，也可以通过所述移动工作台40单独完成，同样可以是二者任意组合来完成。

本申请夹具50通过夹座53与锁固部件52的配合可有效固定高硬度材质的陶瓷工件60，实现陶瓷工件60磨削加工过程中的稳定。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。