CN103786092B - 研磨刀具、三轴机台及其加工方法及壳体的加工方法 - Google Patents

研磨刀具、三轴机台及其加工方法及壳体的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种研磨刀具、三轴机台及其加工方法及壳体的加工方法。该研磨刀具具有一中心轴线,该研磨刀具绕该中心轴线旋转,该研磨刀具包括用于将该研磨刀具固定于该研磨机台上的固定部及与该固定部相邻且同轴设置的研磨部,该固定部与该研磨部均沿该中心轴线延伸方向设置,该研磨部依次包括第一研磨部、第二研磨部及第三研磨部,该第三研磨部与该固定部邻接,该第一研磨部的研磨面自该研磨部指向该固定部方向上逐渐向远离该中心轴线的方向延伸,该第二研磨部连接该第一研磨部与第三研磨部,且该第二研磨部的研磨面为弧面。上述研磨刀具之研磨面设计可令待研磨物研磨出不同的切面。

Description

研磨刀具、三轴机台及其加工方法及壳体的加工方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种研磨刀具、具有该研磨刀具的三轴机台、该三轴机台的加工方法 及壳体的加工方法。
背景技术
[0002]目前,研磨刀具的研磨面通常为一柱面,在加工硬脆材料的壳体时,研磨刀具绕其 中心轴线旋转,令研磨面抵触待研磨壳体的侧壁,进而令壳体侧壁研磨成相应的表面。然 而,随着当前电子产品对所使用壳体的形状的多样化需求,仅仅能够形成平面或切面的研 磨刀具以及研磨方法已明显无法满足需求。
发明内容
[0003]有鉴于此,有必要提供一种具有不同研磨面的研磨刀具、具有该研磨刀具的三轴 机台、该三轴机台的加工方法及壳体的加工方法。
[0004] -种研磨刀具,其用于安装在一研磨机台上磨削一待研磨物,该研磨刀具具有一 中心轴线,该研磨刀具能够绕该中心轴线旋转,该研磨刀具包括用于将该研磨刀具固定于 该研磨机台上的固定部及与该固定部相邻且同轴设置的研磨部,该固定部与该研磨部均沿 该中心轴线延伸方向设置,该研磨部依次包括第一研磨部、第二研磨部及第三研磨部,该第 三研磨部与该固定部邻接,该第一研磨部远离该固定部,该第一研磨部的研磨面自该研磨 部指向该固定部方向上逐渐向远离该中心轴线的方向延伸,该第二研磨部连接该第一研磨 部与第三研磨部,且该第二研磨部的研磨面为弧面。
[0005] -种研磨用三轴机台,包括夹持部与承载台,该夹持部夹持一研磨刀具,该夹持部 沿竖直方向带动该研磨刀具变换相对该承载台的高度,该承载台用于承载待研磨物体,并 带动该待研磨物体变换相对该研磨刀具的水平位置,进而变换待研磨物体与该研磨刀具的 接触位置,其中,该研磨刀具具有一中心轴线,该研磨刀具能够绕该中心轴线旋转,该研磨 刀具包括用于将该研磨刀具固定于该研磨机台上的固定部及与该固定部相邻且同轴设置 的研磨部,该固定部与该研磨部均沿该中心轴线延伸方向设置,该研磨部依次包括第一研 磨部、第二研磨部及第三研磨部,该第三研磨部与该固定部邻接,该第一研磨部远离该固定 部,该第一研磨部的研磨面自该研磨部指向该固定部方向上逐渐向远离该中心轴线的方向 延伸,该第二研磨部连接该第一研磨部与第三研磨部,且该第二研磨部的研磨面为弧面。
[0006] -种研磨用三轴机台研磨待研磨物体的加工方法包括:固定待研磨物体于承载台 上;调整研磨刀具相对待研磨物体的高度位置,其中,该研磨刀具具有一中心轴线,该研磨 刀具能够绕该中心轴线旋转,该研磨刀具包括用于将该研磨刀具固定于该研磨机台上的固 定部及与该固定部相邻且同轴设置的研磨部,该固定部与该研磨部均沿该中心轴线延伸方 向设置,该研磨部依次包括第一研磨部、第二研磨部及第三研磨部,该第三研磨部与该固定 部邻接,该第一研磨部远离该固定部,该第一研磨部的研磨面自该研磨部指向该固定部方 向上逐渐向远离该中心轴线的方向延伸,该第二研磨部连接该第一研磨部与第三研磨部, 且该第二研磨部的研磨面为弧面,使研磨刀具的其中一研磨部设置于待研磨位置;开启研 磨刀具,使研磨刀具研磨待研磨物体,进而使三轴机台处于研磨过程;于研磨过程中调整研 磨刀具相对于待研磨物体的高度及调整承载台的水平位置,进而令研磨刀具的不同研磨部 对应研磨待研磨物体的不同位置。
[0007] 一种壳体的加工方法包括:固定待加工壳体;调整研磨刀具相对待加工壳体的高 度位置,其中,该待加工壳体具有底面及至少二侧面,二侧面相对底面倾斜角度不同,该研 磨刀具包括至少二研磨部及中心轴线,每研磨部的研磨面相对中心轴线的倾斜角度不同, 且每一研磨面对应一侧面;开启研磨刀具,使研磨刀具研磨待加工壳体,该待加工壳体处于 研磨过程;于研磨过程中调整研磨刀具相对于待加工壳体的高度及调整待加工壳体正对的 研磨刀具的水平位置,进而令研磨刀具的不同研磨部对应研磨待研磨壳体的不同侧面。
[0008] 与现有技术相比,上述研磨刀具之研磨面设计可令待研磨物研磨出不同的切面, 如研磨刀具搭配三轴加工机实施研磨动作,则研磨刀具通过该三轴加工机于研磨时的上、 下提拉,即可加工多角度或可变角度的待研磨物体的侧面,令具有研磨刀具的三轴加工机 台实现四轴、五轴加工机台的研磨效果。同时,三轴加工机的加工路径设计简单。
附图说明
[0009] 图1为本发明第一实施方式中研磨刀具的立体示意图。
[0010]图2为本发明第二实施方式中研磨刀具的立体示意图。
[0011] 图3为具有研磨刀具的机台研磨待研磨物体的立体示意图。
[0012] 图4为本发明具有研磨刀具的机台加工待研磨物体的方法流程图。
[0013] 图5为图1中的研磨刀具研磨平面壳体的立体示意图。
[0014] 图6为图5中平面壳体的平面示意图。
[0015] 图7为图6所示壳体的左侧示意图,即从画面的左方向画面的右方观察该壳体所得 的示意图。
[0016] 图8为图1中的研磨刀具研磨立体壳体的立体示意图。
[0017] 图9为图8中立体壳体的平面示意图。
[0018]图10为图9中X处的放大图。
[0019] 图11为图8所示壳体的右侧示意图,即从画面的右方向画面的左方观察该壳体所 得的示意图。
[0020] 图12图8所示壳体的正视图,即从画面的下方向画面的上方观察该壳体所得的示 意图。
[0021] 主要组件符号说明
Figure CN103786092BD00051
Figure CN103786092BD00061
[0023] 如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
[0024] 本发明的三轴机台及研磨刀具可以研磨待研磨物体的侧面、顶面及物体侧边的内 部构成。研磨后待研磨物体的侧面形状除了垂直面、倾斜面等平面外,还能够研磨出弧面 等。
[0025] 请参阅图1,研磨刀具200具有一中心轴线AA,在本实施方式中,该中心轴线AA与Z 轴方向平行。该研磨刀具200绕该中心轴线AA旋转以研磨待研磨物体。该研磨刀具200包括 用于将该研磨刀具200固定于机台100(见图3)上的固定部210及与该固定部210相邻且同轴 设置的研磨部220。该固定部210与该研磨部220均沿该中心轴线AA延伸方向设置。该研磨部 220可以为自该固定部210的一端沿中心轴线AA长出的柱状结构,该研磨部220包括第一研 磨部221、第二研磨部222及第三研磨部223。该第三研磨部223与该固定部210邻接。该第一 研磨部221远离该固定部210。第一研磨部221的研磨面,即第一研磨部221的表面自该研磨 部220指向该固定部210方向上逐渐向远离该中心轴线AA的方向延伸,延伸路径在第一实施 方式中为曲线,如抛物线,于其它实施方式中可以为倾斜地直线,如图2。具体地,该第一研 磨部221的研磨面可以为近似圆锥面,且圆锥面的顶角非尖角而为半球状圆角;该第一研磨 部221的研磨面也可以为圆台面、圆锥面,如图2。该第二研磨部222连接该第一研磨部221与 第三研磨部223,该第二研磨部222的研磨面,即第二研磨部222的表面于本实施方式中为外 凸的渐变曲面,如外凸的弧面,于其它实施方式中也可以为内凹弧面。该第三研磨部223的 研磨面,即第三研磨部223的表面为平行该中心轴线AA的柱面。在其它实施方式中,该第三 研磨部223的研磨面自该研磨部220指向该固定部210的方向逐渐向靠近该中心轴线AA的方 向延伸的曲面或者倾斜面,如图2。该第一研磨部221、第二研磨部222及第三研磨部223的表 面,即研磨面电镀钻石颗粒层。
[0026]该研磨刀具200的研磨的材料可以为硬脆材料,如金属材料、塑料材料、玻璃材料、 陶瓷材料等。
[0027] 请参阅图2,机台100为具有上述研磨刀具200的三轴研磨机台,可以理解地,本发 明的研磨刀具可以应用于其它机台,如四轴机台、五轴机台等。
[0028] 机台100包括底座110、承载台120、空间位移部130及研磨刀具200。该空间位移部 130设置于该底座110上,该承载台120与研磨刀具200固定于该空间位移部130上,该承载台 120用于承载及固定待研磨物体,该承载台120能够沿空间位移部130的X、Y向轨道移动,从 而带动该待研磨物体变换相对该研磨刀具200的水平位置。该研磨刀具200能够沿该空间位 移部130的Z向轨道移动,从而改变该研磨刀具200距离该待研磨物体的纵向距离,即相对该 待研磨物体的高度。该承载台120及研磨刀具200在空间位移部130的带动下,能够改变研磨 刀具200相对于待研磨物体的相对位置,使二者位于所需的预定位置,达到研磨待研磨物体 的目的。
[0029] 具体地,该空间位移部130包括第一导轨131、第二导轨132、第三导轨133、夹持部 135及驱动马达(图未示)。该第一导轨131沿坐标轴的X轴方向设置于该底座110上,作为该 空间位移部130的X向轨道。该第二导轨132沿坐标轴的Y轴方向架设于该第一导轨131上方, 作为该空间位移部130的Y向轨道。在驱动马达的带动下,该承载台120能够沿着该第一导轨 131及沿该第二导轨132移动,从而改变该承载台120在X-Y平面上的位置。第三导轨133沿坐 标轴的Z轴方向,即竖直方向设置于自该底座110的上表面延伸的侧壁111上,作为该空间位 移部130的Z向轨道。该夹持部135固定于该第三导轨133上,用于夹持并固定该研磨刀具 200,并能够在该驱动马达的带动下沿该第三导轨133上、下移动。该夹持部135在驱动马达 的带动下可令该研磨刀具200沿Z轴方向变换待研磨物体相对该承载台120的高度。
[0030]详述具有研磨刀具200的机台100的研磨方法,如图4。
[0031] SI:固定待研磨物体于承载台上。
[0032] S2:调整该研磨刀具200相对待研磨物体的相对位置,使研磨刀具200的其中一研 磨部设置于待研磨位置。
[0033] 利用驱动马达驱动该承载台120及第二导轨132于第一导轨131上移动,承载台120 于该第二导轨132上移动,并同时驱动夹持部135沿第三导轨133移动,进而带动该研磨刀具 200变换其高度位置,并于承载台120上的立体壳体边缘的待研磨处停止移动。
[0034] S3:开启该研磨刀具200,使其研磨待研磨物体,进而使三轴机台处于研磨过程。
[0035] S4:于研磨过程中调整研磨刀具200相对于待研磨物体的高度及调整承载台120的 水平位置,进而令研磨刀具200的不同研磨部对应研磨待研磨物体的不同位置。
[0036] 例如,待研磨物体包括相邻设置的第一侧面与第二侧面,该待研磨物体在第一导 轨131或者第二导轨132的带动下沿着第一侧面的延伸方向移动,利用研磨刀具200的第一 研磨部221研磨第一侧面;当研磨至第一侧面与第二侧面的转折角时,拉近该固定部210相 对该承载台120的距离,在待研磨物体沿着第一侧面的延伸方向转向沿着第二侧面的延伸 方向移动的过程中,利用第二研磨部222研磨转折角;继续拉近该固定部210相对该承载台 120的距离,直至完成对该转折角的研磨;当待研磨物体沿着第二侧面的延伸方向移动,利 用研磨刀具200的第三研磨部223研磨第二侧面。
[0037] 应用该研磨刀具200研磨壳体的加工方法如图5所示.其中,该预形成的壳体形状 包括至少一第一侧面与第二侧面,如图6,该二侧面相对于同一水平面(如其上下表面)的倾 斜角度不同,且该二侧面相接处为倾斜地导圆角设计,相应地,研磨刀具200的第一研磨部 221用于对应形成该第一侧面,研磨刀具200的第三研磨部223用于对应形成第二侧面,导圆 角的部分则由第二研磨部222形成。具体形成步骤包括如下。
[0038] SI.固定待加工的硬脆壳体。
[0039] S2.借助空间位移部130调整研磨刀具200相对待加工壳体的相对高度位置,使得 该研磨刀具200的第一研磨部221对应该待加工壳体的初始位置,如第一侧面的远离第二侧 面的一端。
[0040] S3.借助第一研磨部221研磨该待加工壳体形成第一侧面。
[00411 具体地,驱动开启研磨刀具200转动,并在空间位移部130的带动下驱使承载台120 自初始位置沿第一预定方向移动,使得研磨刀具200的第一研磨部221研磨待加工壳体以形 成研磨好的第一侧面,如图5-图7中的D位置,其中,该第一预定方向可为第二导轨132的延 伸方向。
[0042] S4.在空间位移部130的带动下驱动承载台120自第一预定方向向第二预定方向的 切换,同时使第二研磨部222研磨待加工壳体,以形成两侧面相交处的导圆角。
[0043] 具体地,当研磨刀具200运行至导圆角处,该空间位移部130带动该研磨刀具200沿 第三导轨133的方向移动,使得研磨刀具200的第二研磨部222与待加工壳体相接触,同时该 空间位移部130带动承载台120自第一预定方向移动逐渐切换为沿第二预定方向移动,使得 该第二研磨部222研磨待加工壳体以形成导圆角部分;如图5-图6中的E位置。
[0044] S5.导圆角形成后,该空间位移部130调整研磨刀具200相对于待加工壳体的高度 并维持沿第二预定方向移动,使得研磨刀具200的第三研磨部223接续沿磨待加工壳体形成 第二侧面,如图5-图6中的F位置。
[0045] 可以理解,当待加工壳体具有多个上述结构时,可重复上述步骤S4与S5,仅需通过 空间位移部130调整研磨刀具200相对于待加工壳体的水平位置以及高度位置,使得相应的 研磨部对应研磨待研磨壳体即可获得所需形状的壳体。另外,第一侧面与第二侧面形成的 先后顺序可根据需要互换。再者,研磨刀具200可以根据待研磨物体所需的具体形状作出改 进,例如根据需求的壳体的侧面形状来改变研磨刀具200研磨部220的研磨面形状。
[0046]当待研磨的壳体具有近似矩形的底板、二相对设置的长壁及二相对设置的短壁, 如图8。长壁远离该底板的外边缘位置(如图9及图10中的A位置)为近似平面,倾斜于底板。 短壁之外边缘垂直底板(如图12中的C位置)。该短壁与长壁的连接处具有过渡的转折角,如 前文所述的导圆角(如图9-图10中的B位置)。相应地,研磨刀具200的第一研磨部221用于对 应形成立体壳体长壁的远离该底板的部份,研磨刀具200的第三研磨部223用于对应形成短 壁,转折角的部分则由第二研磨部222形成。具体加工方法包括如下。
[0047] SI.固定待加工的立体壳体。
[0048] S2.借助空间位移部130调整研磨刀具200相对待加工壳体的相对高度位置,使得 该研磨刀具200的第一研磨部221对应该待加工壳体的初始位置。
[0049] S3.借助第一研磨部221研磨该待加工壳体形成第一侧壁。
[0050] 具体地,驱动开启研磨刀具200转动,并在空间位移部130的带动下驱使承载台120 自初始位置沿第一预定方向移动,使得研磨刀具200的第一研磨部221研磨待加工壳体以形 成第一侧壁,如立体壳体长壁A位置处的研磨,如图9、图10和图11,其中,该第一预定方向可 为第二导轨132的延伸方向。
[0051] S4.在空间位移部130的带动下驱动承载台120自第一预定方向向第二预定方向的 切换,同时使第二研磨部222研磨待加工壳体,以形成两侧面相交处的转折角。
[0052] 具体地,当研磨刀具200运行至转折角处,该空间位移部130带动该研磨刀具200沿 第三导轨133的方向移动,使得研磨刀具200的第二研磨部222与待加工壳体相接触,同时该 空间位移部130带动承载台120自第一预定方向移动逐渐切换为沿第二预定方向移动,使得 该第二研磨部222研磨待加工壳体以形成导圆角部分;如图9-图10中的B位置。
[0053] S5.转折角形成后,该空间位移部130调整研磨刀具200相对于待加工壳体的高度 并维持沿第二预定方向移动,使得研磨刀具200的第三研磨部223接续沿磨待加工壳体形成 第二侧面,如图12中的C位置。
[0054] 上述研磨刀具200之研磨面设计可令待研磨物研磨不同形状的边缘,如研磨刀具 200搭配三轴加工机实施研磨动作,则研磨刀具200之研磨面设计通过该三轴加工机于研磨 时的上、下提拉及研磨刀具200相对待研磨物体的水平位置的变换,即可加工多角度或可变 角度的待研磨物体的边缘,令具有研磨刀具200的三轴加工机台具有四轴、五轴加工机台的 研磨效果。

Claims (3)

1. 一种研磨用三轴机台研磨待研磨物体的加工方法,其使用一种研磨刀具,该研磨刀 具用于安装在一研磨机台上磨削一待研磨物,该研磨刀具具有一中心轴线,该研磨刀具能 够绕该中心轴线旋转,该研磨刀具包括用于将该研磨刀具固定于该研磨机台上的固定部及 与该固定部相邻且同轴设置的研磨部,该固定部与该研磨部均沿该中心轴线延伸方向设 置,该研磨部依次包括第一研磨部、第二研磨部及第三研磨部,该第三研磨部与该固定部邻 接,该第一研磨部远离该固定部,该第一研磨部的研磨面自该研磨部指向该固定部方向上 逐渐向远离该中心轴线的方向延伸,该第二研磨部连接该第一研磨部与第三研磨部,且该 第二研磨部的研磨面为弧面;该加工方法包括:固定待研磨物体于承载台上;调整研磨刀具 相对待研磨物体的相对位置,使研磨刀具的其中一研磨部设置于待研磨位置;开启研磨刀 具,使研磨刀具研磨待研磨物体,进而使三轴机台处于研磨过程;于研磨过程中调整研磨刀 具相对于待研磨物体的高度及调整承载台的水平位置,进而令研磨刀具的不同研磨部对应 研磨待研磨物体的不同位置,待研磨物体为具有一定厚度的平面壳体,该平面壳体具有相 对设置的上、下表面、相邻设置的第一侧面与第二侧面,该承载台于水平位置的移动依靠包 括沿第一预定方向及第二预定方向二者其一设置的第一导轨,及与第一导轨垂直设置的第 二导轨,该承载台沿第二导轨移动令研磨刀具的第一研磨部研磨平面壳体的第一侧面,使 平面壳体的第一侧面为倾斜面,第一侧面与下表面的夹角为锐角,接近第一侧面与第二侧 面之转折角时,该承载台从第二导轨转向沿第一导轨移动并令研磨刀具的固定部向平面壳 体方向移动,利用第二研磨部研磨第一侧面与第二侧面之转折角,该承载台沿第一导轨移 动令研磨刀具的固定部继续向平面壳体方向移动,利用研磨刀具的第三研磨部来研磨第二 侧面,使第二侧面垂直上下表面。
2. -种研磨用三轴机台研磨待研磨物体的加工方法,其使用一种研磨刀具,该研磨刀 具用于安装在一研磨机台上磨削一待研磨物,该研磨刀具具有一中心轴线,该研磨刀具能 够绕该中心轴线旋转,该研磨刀具包括用于将该研磨刀具固定于该研磨机台上的固定部及 与该固定部相邻且同轴设置的研磨部,该固定部与该研磨部均沿该中心轴线延伸方向设 置,该研磨部依次包括第一研磨部、第二研磨部及第三研磨部,该第三研磨部与该固定部邻 接,该第一研磨部远离该固定部,该第一研磨部的研磨面自该研磨部指向该固定部方向上 逐渐向远离该中心轴线的方向延伸,该第二研磨部连接该第一研磨部与第三研磨部,且该 第二研磨部的研磨面为弧面;该加工方法包括:固定待研磨物体于承载台上;调整研磨刀具 相对待研磨物体的相对位置,使研磨刀具的其中一研磨部设置于待研磨位置;开启研磨刀 具,使研磨刀具研磨待研磨物体,进而使三轴机台处于研磨过程;于研磨过程中调整研磨刀 具相对于待研磨物体的高度及调整承载台的水平位置,进而令研磨刀具的不同研磨部对应 研磨待研磨物体的不同位置,待研磨物体为立体壳体,该立体壳体具有底板、相邻设置的第 一侧壁及第二侧壁,该承载台于水平位置的移动依靠包括沿第一预定方向及第二预定方向 二者其一设置的第一导轨,及与第一导轨垂直设置的第二导轨,该承载台沿第二导轨移动 令研磨刀具的第一研磨部研磨立体壳体第一侧壁的远离该底板的部份,接近第一侧壁与第 二侧壁之转折角时,该承载台从第二导轨转向沿第一导轨移动并令研磨刀具的固定部向立 体壳体方向移动,利用第二研磨部研磨第一侧壁与第二侧壁之转折角,该承载台沿第一导 轨移动令研磨刀具的固定部继续向立体壳体方向移动,利用研磨刀具的第三研磨部来研磨 第二侧壁,使第二侧壁具有垂直底板之边缘。
3. -种壳体的加工方法,其包括:固定待加工壳体;调整研磨刀具相对待加工壳体的相 对位置,其中,该待加工壳体具有底面及至少二侧面,二侧面相对底面倾斜角度不同,该研 磨刀具包括至少二研磨部及中心轴线,每个研磨部的研磨面相对中心轴线的倾斜角度不 同,且每一研磨面对应一侧面;开启研磨刀具,使研磨刀具研磨待加工壳体,该待加工壳体 处于研磨过程;于研磨过程中调整研磨刀具相对于待加工壳体的高度及调整待加工壳体正 对的研磨刀具的水平位置,进而令研磨刀具的不同研磨部对应研磨待研磨壳体的不同侧 面;待研磨物体为立体壳体,该立体壳体具有底板、相邻设置的第一侧壁及第二侧壁,立体 壳体第一侧壁的远离该底板的部份具有倾斜底板的面,第二侧壁具有垂直底板之边缘,第 一侧壁与第二侧壁之转折角为过度斜面,该研磨刀具的研磨部沿该中心轴线延伸方向设 置,该研磨部依次包括第一研磨部、第二研磨部及第三研磨部,该第二研磨部连接该第一研 磨部与第三研磨部,利用研磨刀具的第一研磨部研磨第一侧壁的远离该底板的部份,则该 第一研磨部的研磨面自该第一研磨部指向该第三研磨部方向上逐渐向远离该中心轴线的 方向延伸,利用研磨刀具的第三研磨部来研磨第二侧壁,则第三研磨部的研磨面为平行该 中心轴线的柱面,利用第二研磨部研磨第一侧壁与第二侧壁之转折角,则该第二研磨部的 研磨面为外凸弧面。
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