弧面玻璃抛光刀具及CNC抛光装置的制作方法

本实用新型涉及弧面玻璃抛光技术领域，具体而言，涉及一种弧面玻璃抛光刀具及CNC抛光装置。

背景技术：

CNC(数控机床)是计算机数字控制机床(Computer numerical control)的简称，是一种由程序控制的自动化机床。传统的2.5D/3D玻璃产品大弧面加工工艺中，CNC加工和抛光是分开进行的，CNC加工使用砂轮棒使得产品成型，后续的抛光使得玻璃产品更加光亮，使用抛光机对其进行抛光。但是这种方式还存在以下问题：

一方面，由于玻璃产品的2.5D/3D弧面宽度较宽，在现有的弧面抛光工艺过程中对玻璃产品的表面抛光去除量不稳定，使得玻璃产品的直边和四角处的抛光去除量不均匀，甚至出现产品抛垒导致产品报废的情况，影响生产良率。

另一方面，抛光与CNC工艺分开进行，工艺流程多、智能化程度有所减低，不利于降低用工人数需求、减少人力成本和提高生产效率。

有鉴于此，特提出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一在于提供一种弧面玻璃抛光刀具，使用该抛光刀具可以有效改善CNC后的抛光工艺出现的产品直边和四角抛光去除量不均匀、抛垒问题，此外抛光刀具与CNC机床结合后可充分利用CNC机床优势，有益于综合多个工艺在一起使用自动化智能方式进行生产加工。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种弧面玻璃抛光刀具，包括抛光轮、以及用于与CNC中砂轮棒的夹持装置可拆卸组装的抛光转轴，所述抛光转轴与所述抛光轮同轴且固定连接；其中，所述抛光轮包括：轮基体，所述轮基体的顶面的直径大于底面的直径，且所述轮基体的顶面的圆心以及底面的圆心位于所述抛光转轴的轴心线上；所述轮基体的轴向剖面的腰线为直线；设置于所述轮基体的侧面、且由柔性材料制备的缓冲压力层；设置于所述缓冲压力层背离所述轮基体侧面一侧的抛光层。

优选地，在本实用新型提供的技术方案的基础上，所述轮基体的轴向剖面的腰线与所述抛光转轴的轴心线之间所呈角度为35°～75°。

优选地，在本实用新型提供的技术方案的基础上，所述缓冲压力层为橡胶皮。

进一步，在本实用新型提供的技术方案的基础上，所述橡胶皮的厚度为1.8～2.2mm。

进一步，在本实用新型提供的技术方案的基础上，所述轮基体为金属基体、陶瓷基体或树脂基体。

优选地，在本实用新型提供的技术方案的基础上，所述抛光层为抛光磨皮。

进一步，在本实用新型提供的技术方案的基础上，所述抛光磨皮的表面粗糙度为0.2～0.8μm。

本实用新型的目的之二在于提供一种CNC抛光装置，将抛光刀具与CNC夹持装置相连，将抛光工艺在CNC上实现。

CNC抛光装置包括夹持装置和上述的弧面玻璃抛光刀具；所述弧面玻璃抛光刀具通过所述抛光转轴与所述夹持装置可拆卸连接。

进一步，在本实用新型提供的技术方案的基础上，所述CNC抛光装置还包括：固定机构；所述固定机构用于固定待加工弧面玻璃。

进一步，在本实用新型提供的技术方案的基础上，所述CNC抛光装置还包括：移动机构；所述移动机构沿CNC设定的轨迹使所述抛光轮沿待加工弧面玻璃的待抛光弧面运动。

与已有技术相比，本实用新型提供的弧面玻璃抛光刀具及CNC抛光装置具有如下有益效果：

(1)本实用新型的弧面玻璃抛光刀具的抛光轮轮基体呈倒圆台状，轮基体的轴向剖面的腰线与水平面形成一定的倾斜角度，可以针对不同抛光弧面来设计不同角度腰线的轮基体，在轮基体上依次贴附缓冲压力层和抛光层，抛光时抛光层与弧面玻璃产品的待抛光弧面位置接触，并能对待抛光弧面产生一定的压力，缓冲压力层产生形变，保证弧面玻璃产品在此压力下不会破裂，通过抛光层对弧面的不同位置进行抛光处理。当抛光轮垂直下刀时，抛光轮向下运动，抛光层首先与待抛光弧面有一个最高接触点，继续向下运动微小距离，压力使最高接触点周围的弧段在缓冲压力层上发生形变，通过缓冲压力层使抛光层可接触到待抛光弧面的弧段从而实现对该弧段的抛光。根据不同弧面宽度选择不同角度腰线的轮基体制成抛光轮进行抛光。

(2)通过采用本实用新型的弧面玻璃抛光刀具可以有效改善采用传统抛光工艺出现的产品直边和四角抛光去除量不均匀问题，以及因抛光的不稳定导致产品抛垒等导致产品报废的问题，抛光出的产品效果好。

(3)本实用新型的弧面玻璃抛光刀具与CNC中砂轮棒的夹持装置连接，将抛光刀具与CNC结合，使CNC对弧面玻璃加工成型后即可用弧面玻璃抛光刀具继续对其进行抛光，将多工艺集合于CNC单工艺加工，可以充分的利用CNC的机床精度高、性能稳定、智能化程度高等优势，有利于开发玻璃弧面成型加工和抛光自动化加工工艺，大大的降低生产用工人数需求，减少人力成本，提升生产效率。

(4)轮基体制作简单方便，缓冲压力层和抛光层贴附简单，易于推广，并且针对3D行业的发展有较高的延伸应用推广价值。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型提供的弧面玻璃抛光刀具的整体结构示意图；

图2为本实用新型提供的弧面玻璃抛光刀具的侧视图；

图3为本实用新型提供的弧面玻璃抛光刀具的主视图；

图4为本实用新型提供的弧面玻璃抛光刀具的俯视图；

图5为本实用新型提供的CNC抛光装置中弧面玻璃抛光刀具与刀柄连接示意图；

图6为本实用新型提供的CNC抛光装置中弧面玻璃抛光刀具与刀柄连接爆炸图；

图7为实施例一提供的对2.5D大弧面玻璃抛光的一弧面玻璃抛光刀具的结构示意图；

图8为图5中P处的局部放大图；

图9为实施例一提供的对2.5D大弧面玻璃抛光的另一弧面玻璃抛光刀具的结构示意图；

图10为图7中Q处的局部放大图；

图11为实施例一提供的对2.5D大弧面玻璃抛光的走刀路径；

图12为弧面玻璃抛光刀具轮基体的腰线角度设计图。

图标：100-抛光转轴；200-抛光轮；210-轮基体；220-缓冲压力层；230-抛光层；300-抛光大弧面上半部分抛光刀具；400-抛光大弧面下半部分抛光刀具；500-刀柄；600-2.5D大弧面。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种弧面玻璃抛光刀具，其中：图1为本实用新型提供的弧面玻璃抛光刀具的整体结构示意图；图2为本实用新型提供的弧面玻璃抛光刀具的侧视图；图3为本实用新型提供的弧面玻璃抛光刀具的主视图；图4为本实用新型提供的弧面玻璃抛光刀具的俯视图。

如图1～4所示，一种弧面玻璃抛光刀具，包括抛光轮200、以及用于与CNC中砂轮棒的夹持装置可拆卸组装的抛光转轴100，抛光转轴100与抛光轮200同轴且固定连接；其中，抛光轮200包括：

轮基体210，轮基体210的顶面的直径大于底面的直径，且轮基体210的顶面的圆心以及底面的圆心位于抛光转轴100的轴心线上；轮基体210的轴向剖面的腰线为直线；

设置于轮基体210的侧面、且由柔性材料制备的缓冲压力层220；

设置于缓冲压力层220背离轮基体210侧面一侧的抛光层230。

抛光轮200的轮基体210的轴向剖面的腰线与水平面形成一定的倾斜角度，抛光轮200是有一定角度的倾斜面的，通过不同角度的斜面实现对不同弧段的抛光，抛光轮200包括轮基体210、缓冲压力层220和抛光层230，轮基体210为抛光轮200提供骨架结构，抛光层230是位于最外面接触待抛光弧面玻璃的弧面的一层，由于抛光弧面是由规则或不规则的弧面组成，如果抛光轮200是完全刚性的话，抛光层230只能接触到待抛光弧面的最高接触点，实际上是点与点的接触，而不是面与面接触，要实现面与面接触，在轮基体210和抛光层230之间添加一层缓冲压力层220。

缓冲压力层220是一层在力的作用下能够产生形变的一层，可以采用柔性弹性体材料制作，包括传统橡胶，如天然橡胶、聚丁二烯橡胶、丁基橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、硅橡胶等，热塑性弹性体，如聚氨酯类热塑性弹性体、聚酯类热塑性弹性体、热塑性聚烯烃弹性体、热塑性硫化胶等。

通过添加缓冲压力层220使得在一定压力的作用下，抛光层230能够接触到一段弧面，实现面面接触，对弧面进行抛光，同时这种小幅度的压力能够在保证产品不被损坏的情况下使抛光层230与抛光弧面更加贴服。

抛光层230可以使用适用于玻璃抛光的材质制成，如玻璃抛光砂纸、抛光布或抛光磨皮等。

在一种优选的实施方式中，轮基体210为金属基体、陶瓷基体或树脂基体。

在一种优选的实施方式中，轮基体210的轴向剖面的腰线与抛光转轴100的轴心线之间所呈角度为35°～75°，例如35°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°或75°。

进一步优选，轮基体210的轴向剖面的腰线与抛光转轴100的轴心线之间所呈角度为35°～45°或65°～75°。

轮基体210采用硬度较大的材质制成，提前使用车床加工成所需要的角度，为抛光轮200提供主体结构，针对弧面宽度设计不同角度的轮基体210，实现对不同弧面的抛光。

在一种优选的实施方式中，轮基体210的底面直径为20～30mm，例如20mm或30mm。

在一种优选的实施方式中，轮基体210的轴向剖面的腰线长度为10～20mm，例如10mm或20mm。

轮基体210的顶面直径根据不同的腰线角度设定。

具有不同角度腰线的抛光轮200垂直下刀后对待抛光弧面进行抛光，抛光轮200的轮基体210的轴向剖面的腰线与水平面所成的角度能够使抛光轮200垂直下刀后，抛光磨皮与待抛光弧面接触且抛光磨皮与待抛光弧面具有一定的压力，该压力可以使橡胶皮产生一定的形变量(例如0.3～0.5mm)，但又保证产品在该压力下不会破裂。由于大弧面玻璃弧面弧段的角度变化范围较大，所以一个大弧面玻璃产品针对不同的弧面宽度需要采用具有不同腰线角度的抛光轮200，才能实现对整个弧面玻璃的抛光过程。

因传统的2.5D/3D大弧面抛光是在CNC使用砂轮棒基本成型后再单独进行抛光，单独进行抛光由于重复定位精度和本身抛光设备精度，稳定性等问题，使得产品精抛光后会出现抛光不均匀，抛垒等导致产品报废的问题，直接影响生产良率。

通过此实用新型方案，可以有效的改善CNC后产品再次定位抛光出现的去除量不均匀，产品抛垒报废等不良问题，同步可结合CNC机床高精度，性能稳定等特点开发自动化合智能化的加工工艺，减少工艺流程，降低用工人数需求，降低人力成本，提高产品良率，提升生产效率。

在一种优选的实施方式中，缓冲压力层220为橡胶皮。

在一种优选的实施方式中，橡胶皮的厚度为1.8～2.2mm，例如1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm或2.2mm。

通过采用橡胶皮可以达到很好的缓冲压力效果。

在一种优选的实施方式中，抛光层230为抛光磨皮。

抛光磨皮选用适用于弧面玻璃抛光的抛光磨皮，经过抛光磨皮抛光使弧面玻璃的弧面变得更为光亮。

在一种优选的实施方式中，抛光磨皮的表面粗糙度为0.2～0.8μm。

表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。其两波峰或两波谷之间的距离(波距)很小(在1mm以下)，它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。

抛光磨皮根据抛光方式的不同选用不同类型和表面粗糙度的抛光磨皮，如粗抛时采用粗抛光的磨皮，精抛时采用精抛光的磨皮。

一种典型的制作和使用方法是，针对弧面宽度设计不同角度的轮基体210，在轮基体210上贴附厚度为2.0mm的橡胶皮，再在橡胶皮上贴附抛光磨皮，使用时抛光轮200垂直下刀后，抛光磨皮与产品的待抛光弧面位置接触，并产生一定压力，该压力使橡胶皮的形变量(形变量为将橡胶皮水平放置，垂直方向上最大可以压缩的距离)控制在0.3～0.5mm，保证抛光磨皮与产品的待抛光弧面位置接触、橡胶皮产生一定形变，且产品在该压力下不会破裂，从而对弧面的不同位置进行抛光处理。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种CNC抛光装置，其中：图5为本实用新型提供的CNC抛光装置中弧面玻璃抛光刀具与刀柄连接示意图；图6为本实用新型提供的CNC抛光装置中弧面玻璃抛光刀具与刀柄连接爆炸图。

如图5，6所示，CNC抛光装置包括夹持装置和上述的弧面玻璃抛光刀具；弧面玻璃抛光刀具通过抛光转轴100与夹持装置可拆卸连接。

其中，夹持装置为刀柄500。

传统CNC弧面玻璃加工中，刀柄500用于固定砂轮棒，本实用新型通过将抛光刀具替换加工所用的砂轮棒，将抛光工艺与CNC加工结合。基于CNC机床精度高，性能稳定，智能化程度高等特征，本实用新型将抛光刀具与CNC刀柄500相连，将抛光工艺在CNC上实现，通过自动化控制，提高产品的生产良率，同时可综合多个工艺在一起有利于优化改善加工工艺，结合开发自动化智能化的先进生产加工工艺，减少工艺用工人数需求，降低人力成本。

在一种优选的实施方式中，CNC抛光装置还包括：固定机构(图中未示出)；固定机构用于固定待加工弧面玻璃。

在一种优选的实施方式中，CNC抛光装置还包括：移动机构(图中未示出)；移动机构沿CNC设定的轨迹使抛光轮200沿待加工弧面玻璃的待抛光弧面运动。

下面以2.5D大弧面玻璃抛光为例，对本实用新型结构及工作过程作进一步具体的解释与说明。

实施例一

图7为实施例一提供的对2.5D大弧面玻璃抛光的一弧面玻璃抛光刀具的结构示意图；图8为图5中P处的局部放大图；图9为实施例一提供的对2.5D大弧面玻璃抛光的另一弧面玻璃抛光刀具的结构示意图；图10为图7中Q处的局部放大图；图11为实施例一提供的对2.5D大弧面玻璃抛光的走刀路径；图12为弧面玻璃抛光刀具轮基体的腰线角度设计图。

本实施例使用两个角度的弧面玻璃抛光刀具实现了对2.5D大弧面玻璃的抛光，具体过程如下：

将金属材质的轮基体210使用车床加工成设计所需要，轮基体210的腰线角度设计可以按照以下方法进行：

如图12所示，表示的是某2.5D大弧面600的部分截面图，AJ是弧面轮廓线，A1J1弧段为直线AJ沿直线AG方向移动距离0.2mm所得，A2J2弧段为直线AJ按直线AG方向移动距离0.29mm所得，A3J3弧段为直线AJ按直线AG移动距离0.3mm所得直线。

过A1点做直线，直线通过A2J2与A3J3中间，并且与A1J1相交于E点，直线A1E与直线HI相交角度为角度一，以该角度作为轮基体210的轴向剖面的腰线与水平面所成的角度，制作轮基体210，然后在其侧面贴附2.0mm厚的橡胶皮，橡胶皮的形变量为3.0mm，再在橡胶皮上贴附抛光磨皮，得到抛光大弧面下半部分抛光刀具400，即可以实现对AB段弧面的抛光。

过E点做直线，直线通过A2J2与A3J3中间，并且与A1J1相交于F点，直线EF与直线HI相交角度为角度二，以该角度作为轮基体210的轴向剖面的腰线与水平面所成的角度，制作轮基体210，然后在其侧面贴附2.0mm厚的橡胶皮，橡胶皮的形变量为3.0mm，再在橡胶皮上贴附抛光磨皮，得到抛光大弧面上半部分抛光刀具300，即可以实现对BK段弧面的抛光。

因过F点无法再做通过A2J2与A3J3的直线并且与A1J1有交点的直线，所以KJ段的弧面可以使用0度即使用圆柱形基体在圆柱端口贴附抛光磨皮抛光KJ段即可(KJ段亦可以由2.5的平面抛光取代)。

抛光方式是首先由CNC精雕机床将玻璃2.5D大弧面600成型加工出来，然后使用上述制作好的抛光刀具替换CNC加工所用的砂轮棒，将抛光刀具连在刀柄500上，对2.5D大弧面600的不同弧段弧面进行抛光：

每一段抛光时均采用粗、精抛的方式，如图7，8所示，对2.5D大弧面600的上半部分抛光，使用抛光大弧面上半部分抛光刀具300两个，其中一个为粗抛光轮体，贴附粗抛光磨皮对2.5D大弧面600上半部分进行粗抛光，另外一个为精抛光轮体，贴附精抛光磨皮对2.5D大弧面600上半部分进行精抛光，抛光走刀方式按图11所示方式进行。如图9，10所示，对2.5D大弧面600的下半部分抛光，使用抛光大弧面下半部分抛光刀具400两个，其中一个为粗抛光轮体，贴附粗抛光磨皮对2.5D大弧面600下半部分进行粗抛光，另外一个为精抛光轮体，贴附精抛光磨皮对2.5D大弧面600下半部分进行精抛光，抛光走刀方式按图11所示方式进行。若此两个角度的抛光刀具还不能完整地对弧面全面抛光，可在抛光弧面上半部分角度和抛光弧面下半部分角度的中间再选择一个角度进行抛光加工，以此类推。通过这种方式完成了对2.5D大弧面600玻璃产品从成型到抛光的完整处理。

本实施例针对2.5D大弧面玻璃的CNC抛光方案，其主要特点是在CNC无基准定位加工成型后，针对弧面的宽度设计不同角度的基体，在基体上贴附橡胶皮，并控制橡胶皮的形变量，保证磨皮与产品的待抛光弧面位置接触，同时能保证产品在一定的压力下不会破裂，再在橡胶皮上贴附专用抛光磨皮，从而对弧面的不同位置进行抛光处理，实现CNC对产品一步加工到位。同时集合CNC的加工优势，有利于开发更智能化的自动化工艺，提升生产效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。