一种槽型玻璃的加工装置及方法
【专利摘要】本发明提供了一种槽型玻璃的加工装置，包括：数控机床，所述数控机床包括卧式主轴，所述卧式主轴上竖直连接有卧轴支撑轴，所述卧轴支撑轴滑动连接支架，所述支架连接数控机床；槽体加工砂轮，所述槽体加工砂轮的形状为轮辐式，所述槽体加工砂轮固定在所述卧式主轴上，所述槽体加工砂轮的外圆周面及与外圆周面相连的侧面上的镀金钢砂设有切削刃，切削刃刃宽小于所要加工的玻璃槽宽0.05mm~0.15mm，切削刃刃高大于所要加工的玻璃槽深0.2mm~2.0mm。本发明还提供了一种槽型玻璃的加工方法。
【专利说明】一种槽型玻璃的加工装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种槽型玻璃的加工装置及方法。
【背景技术】
[0002]玻璃以其耐磨、透光率高和质感好的特点越来越普遍地被用于手机玻璃面板或其他带有液晶显示或触摸屏的器件面板。随着工业品外观设计的多样化，设计人员考虑在原来玻璃单一主平面的纵向两侧增加垂直的折边(从整体上来看，为槽型)，以提升美感。由于手机厚度薄化的趋势，结构要求玻璃厚度薄，尺寸精度高。
[0003]薄壁玻璃的加工历来是业界的一个难点，现有方法对于两侧折边一般通过热弯的方法来实现，但热弯存在几个问题:一，一般需要在主面和侧面间有较大的弯曲圆角，当圆角半径小于两倍玻璃厚度则不能实现；二是对于小型件而言，侧面与主面的角度要求大于90°，不能垂直；三，采用热弯工艺，两侧面的高度较难控制，尺寸精度不易保证，薄壁本身承受切削力易碎裂，如折弯后采用后加工来满足尺寸要求，难度大，成品率很低。
[0004]因为工艺方法还没有得到很好的解决，当前，薄壁槽型玻璃尚未量产应用。
【发明内容】
[0005]为解决薄壁槽型玻璃量产加工的技术问题，本发明提供了一种槽型玻璃的加工装置及方法。
[0006]本发明提供的一种槽型玻璃的加工装置，包括:数控机床，所述数控机床包括卧式主轴，所述卧式主轴上竖直连接有卧轴支撑轴，所述卧轴支撑轴滑动连接支架，所述支架连接数控机床；槽体加工砂轮，所述槽体加工砂轮的形状为轮辐式，所述槽体加工砂轮固定在所述卧式主轴上，所述槽体加工砂轮的外圆周面及与外圆周面相连的侧面上的镀金钢砂设有切削刃，切削刃刃宽小于所要加工的玻璃槽宽0.05mnT0.15mm，切削刃刃高大于所要加工的玻璃槽深0.2mnT2.0mm。
[0007]本发明提供的一种槽型玻璃的加工方法，其特征在于，包括:步骤S10、将小片玻璃在雕刻机上铣削玻璃周边，使之符合外形轮廓尺寸，得到小平片玻璃；步骤S20、将小平片玻璃采用如前所述的槽型玻璃的加工装置进行玻璃槽体加工，切削时砂轮外圆周面与小平片玻璃表面为线接触，程序指令使旋转的槽体加工砂轮沿着平行于玻璃表面的方向运动并在高度方向间歇下降对玻璃进行切削，累积产生玻璃槽体。
[0008]本发明提供了一种槽型玻璃的加工装置及方法，在数控机床上通过卧轴支撑轴和支架连接卧式主轴，然后在卧式主轴上固定有槽体加工砂轮，槽体加工砂轮上设有切削刃，主要通过切削刃的磨削作用来加工玻璃槽体，可以避免现有的热弯技术所带来的诸多弊端，在玻璃片体上加工出深度范围为0.5mnTlmm的玻璃槽体，而且可以实现量产化。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明实施例小平片玻璃的截面示意图。
[0010]图2为本发明实施例加工后的槽型玻璃截面示意图。
[0011]图3为本发明实施例槽体加工砂轮截面示意图。
[0012]图4为本发明实施例加工示意图。
[0013]图5为本发明实施例槽型玻璃的加工装置剖面示意图。
[0014]图6为本发明实施例槽型玻璃的加工装置立体示意图。
【具体实施方式】
[0015]为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0016]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0017]在本发明的描述中，需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“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的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0018]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0019]下面结合附图及实施例对本发明做进一步描述。
[0020]如图1至图6所示，本发明提供了一种槽型玻璃的加工装置，包括:
数控机床,所述数控机床包括卧式主轴100，所述卧式主轴100上竖直连接有卧轴支撑轴101，所述卧轴支撑轴101滑动连接支架102，所述支架102连接数控机床；
槽体加工砂轮200，所述槽体加工砂轮200的形状为轮辐式，所述槽体加工砂轮200固定在所述卧式主轴100上，所述槽体加工砂轮200的外圆周面及与外圆周面相连的侧面上的镀金钢砂设有切削刃210，切削刃210的尺寸主要取决于所要加工的玻璃槽体的宽度和深度，切削刃刃宽小于所要加工的玻璃槽宽0.05mnT0.15mm，切削刃刃高大于所要加工的玻璃槽深0.2mnT2.0_。在本发明实施例中，切削刃刃宽为槽体加工砂轮200的外圆周面宽度，切削刃刃高为金刚砂厚度和与外圆周面相连的侧面上的镀金钢砂高度之和。
[0021]本发明实施例提供的一种槽型玻璃的加工装置，在数控机床上通过卧轴支撑轴101和支架102连接卧式主轴100，然后在卧式主轴100上固定有槽体加工砂轮200，槽体加工砂轮200上设有切削刃210，主要通过切削刃210的磨削作用来加工玻璃槽体，可以避免现有的热弯技术所带来的诸多弊端，在玻璃片体上加工出深度范围为0.5mnTlmm的玻璃槽体，而且可以实现量产化。
[0022]具体的，所述卧式主轴100上竖直方向固定连接卧轴支撑轴101，该竖直方向定义为Z方向，所述支架102固定连接数控机床，卧轴支撑轴101可以相对于支架102沿X方向移动，也可以沿Y方向上下移动，其中，X方向为待加工产品玻璃槽体的长度方向，即槽体加工砂轮200进刀的方向，Y方向为玻璃槽体的深度方向。
[0023]具体的，所述槽体加工砂轮200形状为轮辐式，采用中心孔固定方式，外侧轮圈的圆周面为外圆周面。更具体的，所述槽体加工砂轮200设有定位孔220，所述定位孔220用于槽体加工砂轮200在卧式主轴100上的定位，该定位孔220为锥孔，其精度要求高，图3中外边缘加黑部分为切削刃210，即为镀金钢砂部位，本发明实施例中为满足表面光洁的要求，选用1000目的金钢砂粒度，摩氏硬度9.5 ;槽体加工砂轮200基体为调质中碳钢，制造时在镀金刚砂前做严格的动平衡试验，保证在高速旋转时无明显的跳动和振动。
[0024]对于维氏硬度560以上的玻璃材料，金刚砂的硬度要求为摩氏硬度扩9.8，金钢砂粒度根据所要加工的玻璃槽面的粗糙度不同，选择金钢砂粒度范围为500目?1200目。金刚砂厚度范围为0.02mnT0.03mm。槽体加工砂轮200的转速及进给速度受到参数的控制，在本发明实施例中，槽体加工砂轮200圆周面的线速度为15 m/s?20m/s，进刀速度0.3 m/min ?L 5m/min。
[0025]具体的，所述的槽型玻璃的加工装置，包括:
装夹平台300，
玻璃定位夹具400，所述玻璃定位夹具400固定在装夹平台300上，所述玻璃定位夹具上设有用于固定玻璃的沉腔410，所需加工的产品置入沉腔410后，通过真空吸附方式加以固定。
[0026]更具体的，玻璃定位夹具材料为聚甲醛(聚甲醛学名聚氧化次甲基，英文名称Polyoxymethylene,简称Ρ0Μ),上部设有符合玻璃尺寸的沉腔410,所述沉腔410相对于所需加工产品的余量范围为0.0lmnT0.02mm,即所述沉腔410尺寸大于所需加工产品的外形尺寸范围为0.0lmnT0.02mm。所述槽型玻璃的加工装置，包括:真空设备430，所述沉腔410通过真空孔道420连接真空设备430，沉腔410采用真空吸附，真空吸附值范围为
0.7MPa^l.2MPa。采用真空吸附方法后，其固定方式简单方便，且对待加工工件没有物理损伤。
[0027]本发明还提供了一种槽型玻璃的加工方法，包括:
步骤S10、将小片玻璃在雕刻机上铣削玻璃周边，使之符合外形轮廓尺寸，得到小平片玻璃1，本发明实施例的小平片玻璃I的尺寸为120_*60_，壁厚为0.5mm ；
步骤S20、将小平片玻璃I采用如前所述的槽型玻璃的加工装置进行玻璃槽体加工，切削时砂轮外圆周面与小平片玻璃I表面为线接触，程序指令使旋转的槽体加工砂轮200沿着平行于玻璃表面的方向运动并在高度方向间歇下降对玻璃进行切削，累积产生玻璃槽体。
[0028]本发明实施例提供的一种槽型玻璃的加工方法，在数控机床上通过卧轴支撑轴101和支架102连接卧式主轴100，然后在卧式主轴100上固定有槽体加工砂轮200，槽体加工砂轮200上设有切削刃210，主要通过切削刃210来加工玻璃槽体，可以避免现有的热弯技术所带来的诸多弊端，在非常薄的玻璃片体上加工出玻璃槽体，而且可以实现量产化。
[0029]进一步的，所述步骤SlO之前还包括切割步骤: 将大片规格的玻璃原材料割切为适合产品尺寸的小片玻璃。具体的，使用玻璃切片机将大片规格的玻璃原材料割切为小片玻璃，所述小片玻璃的长宽留有适当的余量，所述余量范围为0.3mnTl.0mm。在本发明实施例中，采用旭硝子龙痕玻璃，其杨氏模量74GPa，维氏硬度595，大片规格的玻璃原材料的尺寸为2000mm*3000mm(此尺寸根据供应商规格而不冋)，小片玻璃的尺寸为广品最后尺寸加余量徂围的尺寸，广品最后尺寸为120mm*60mm。
[0030]所述步骤SlO还包括以下步骤:铣出小片玻璃的外边缘圆角，本发明实施例中的小平片玻璃I的外边缘圆角半径范围为:0.3mnT0.5mm。
[0031]进一步的，在进行步骤S20的同时进行步骤S30、加工时使用切削液进行冷却，并利用切削液的压力液流除走加工产生的玻璃屑末，液流方向与进给方向相反，更具体的，所述切削液的液流量为300ml/s?500ml/s，喷射速度为lm/s?2m/s。
[0032]如图4至图6所示,槽体加工砂轮200做逆时针旋转,逆时针旋转方向为图示上的A方向。小平片玻璃I是经过前工序轮廓雕刻后的小片玻璃，固定在玻璃定位夹具400上，吸附真空设定在0.8MPa。加工时Y轴方向即产品的宽度方向固定，X轴方向(产品宽度方向)和Z轴方向(产品深度方向)运动均由卧轴支撑轴101和支架102带动卧轴主轴100实现。槽体加工砂轮200的进刀方向为由右至左的B方向，每完成一刀切割后便抬刀从左往右回程，回程后按程序指令设定向下进深，再从右往左进刀，逐层完成切削，切削到达预定深度时即完成玻璃槽体加工，得到带有玻璃槽体的成品玻璃2，所述成品玻璃2的玻璃槽体深度范围为0.5mnTlmm。采用专用切削液，液流以1.2m/s从喷嘴3高速喷出，切削液有本身的物理化学作用，液流也可冷却槽体加工砂轮200，并冲走切削时产生的玻璃屑末，喷嘴3的液流量设定为400ml/s。
[0033]整个玻璃槽体的加工过程可分为粗加工和精加工两段步骤，精加工步骤完成最后
0.2mm深度的加工，之前的量由粗加工步骤完成。设定槽体加工砂轮的转速为2000rpm，粗加工时X轴进刀速度为lm/min，切削深度每刀0.08mm ;精加工时x轴进刀速度为0.6m/min,切削深度每刀0.02mm。槽体加工砂轮200对槽型玻璃的切削基本由外圆周面完成，玻璃的切削受力基本在厚度方向，侧边受力很小，所以在边壁薄时也不产生破裂。
[0034]本发明实施例中的槽型玻璃的粗加工和精加工可以在同一台机床上连续进行。在批量加工中，也可分开在不同的设备上进行，砂轮亦分为粗精两种粒度规格，并适当调整进刀参数。
[0035]采用本发明方案，可完成薄壁槽型玻璃的加工，加工精度达到0.05mm，满足主面与侧面垂直、外转折圆角小的要求，待加工的玻璃壁厚可为0.5_。目前而言，其他工艺方法很难实现薄壁玻璃的槽体加工。
[0036]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种槽型玻璃的加工装置，其特征在于，包括: 数控机床,所述数控机床包括卧式主轴(100)，所述卧式主轴(100)上竖直连接有卧轴支撑轴(101)，所述卧轴支撑轴(101)滑动连接支架(102)，所述支架(102)连接数控机床； 槽体加工砂轮(200)，所述槽体加工砂轮(200)的形状为轮辐式，所述槽体加工砂轮(200)固定在所述卧式主轴(100)上，所述槽体加工砂轮(200)的外圆周面及与外圆周面相连的侧面上的镀金钢砂设有切削刃(210)，切削刃刃宽小于所要加工的玻璃槽宽0.05mnT0.15mm,切削刃刃高大于所要加工的玻璃槽深0.2mnT2.0mm。
2.根据权利要求1所述的一种槽型玻璃的加工装置，其特征在于，所述卧式主轴(100)上竖直方向固定连接卧轴支撑轴(101)，所述支架(102)固定连接数控机床。
3.根据权利要求1所述的一种槽型玻璃的加工装置，其特征在于，所述金刚砂厚度范围为 0.02mm?0.03mm。
4.根据权利要求1所述的一种槽型玻璃的加工装置，其特征在于，所述金刚砂的硬度要求为摩氏硬度9?9.8，金钢砂的粒度范围为500目?1200目。
5.根据权利要求1所述的一种槽型玻璃的加工装置，其特征在于，槽体加工砂轮(200)圆周面的线速度为15 m/s?20m/s,进刀速度0.3 m/min?1.5m/min。
6.根据权利要求1所述的一种槽型玻璃的加工装置，其特征在于，所述的槽型玻璃的加工装置，包括: 装夹平台(300)， 玻璃定位夹具(400)，所述玻璃定位夹具(400)固定在装夹平台(300)上，所述玻璃定位夹具上设有用于固定玻璃的沉腔(410)，所需加工的产品置入沉腔(410)后，通过真空吸附方式加以固定。
7.根据权利要求6所述的一种槽型玻璃的加工装置，其特征在于，所述沉腔(410)通过真空孔道(420)连接真空设备(430)。
8.根据权利要求7所述的一种槽型玻璃的加工装置，其特征在于，所述槽型玻璃的加工装置，包括: 真空设备(430)，所述沉腔(410)通过真空孔道(420)连接所述真空设备(430)，真空吸附值范围为0.7MPa?1.2MPa。
9.一种槽型玻璃的加工方法，其特征在于，包括: 步骤S10、将小片玻璃在雕刻机上铣削玻璃周边，使之符合外形轮廓尺寸，得到小平片玻璃⑴； 步骤S20、将小平片玻璃(I)采用如权利要求1-8任意一项所述的槽型玻璃的加工装置进行玻璃槽体加工，切削时砂轮外圆周面与小平片玻璃(I)表面为线接触，程序指令使旋转的槽体加工砂轮(200)沿着平行于玻璃表面的方向运动并在高度方向间歇下降对玻璃进行切削，累积产生玻璃槽体。
10.根据权利要求9所述的一种槽型玻璃的加工方法，其特征在于，所述步骤SlO之前还包括切割步骤: 将大片规格的玻璃原材料割切为适合产品尺寸的小片玻璃。
11.根据权利要求9所述的一种槽型玻璃的加工方法，其特征在于，所述步骤SlO还包括以下步骤:铣出小平片玻璃(I)的外边缘圆角。
12.根据权利要求11所述的一种槽型玻璃的加工方法，其特征在于，小平片玻璃(I)的外边缘圆角半径范围为:0.3mnT0.5mm。
13.根据权利要求9所述的一种槽型玻璃的加工方法，其特征在于，在进行步骤S20的同时进行步骤S30、加工时使用切削液进行冷却，并利用切削液的压力液流除走加工产生的玻璃屑末，液流方向与槽体加工砂轮(200)的进给方向相反。
14.根据权利要求13所述的一种槽型玻璃的加工方法，其特征在于，所述切削液的液流量为300ml/s?500ml/s，喷射速度为lm/s?2m/s。
【文档编号】C03B33/023GK104341097SQ201310317593
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2013年7月26日
【发明者】周锋, 周翔磊, 符军 申请人:比亚迪股份有限公司