CN109015119B - 一种回转类玻璃制品的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回转类玻璃制品的加工方法，包括：将分别位于上下两端的两个夹头安装于仿形机的加工转轴；利用安装好所述夹头分别夹持具有预留余量的待加工玻璃制品的上下两个端面，其中，所述夹头与所述加工转轴同步转动，待加工玻璃制品随所述加工转轴同步转动；利用所述仿形机的砂轮对旋转的待加工玻璃制品进行外径的加工，得到玻璃制品。本发明所提供的回转类玻璃制品的加工方法，不同于常规采用CNC加工复杂回转类零件，而是利用仿形机、砂轮和夹具相互配合以实现成型磨削加工，从而实现加工玻璃制品外径的快速成型，提高加工效率。

Description

一种回转类玻璃制品的加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工制造领域，尤其涉及一种回转类玻璃制品的加工方法。

背景技术

对于形状复杂、不适宜普通机床加工的回转体零件，例如对圆形手表盖外形的加工，目前多采用CNC机台进行加工。CNC(Computerized Numerical Control)即计算机数控技术，也就是人们常说的数控机床加工技术，其操作流程包括：编制并向机台输入加工程序和调节机台自动对被加工零件进行加工。

尽管上述加工方式的操作简单、适宜加工复杂型面，但同时存在许多问题。例如在加工圆形手表盖的过程中，首先控制CNC机床沿设定轨迹运行刀具，将毛坯切削出外形，再调整刀具的运动参数进行精加工，当待加工零件的轮廓加工完毕后，更换刀具并切削倒角。上述操作中由于CNC机床的刀具体积小，刀具行程复杂，因而其进刀量和运行速度都受到限制。与此同时，在上述加工过程中还存在换刀，因而增加单件加工耗时。如果该玻璃制品的尺寸和外观存在多种型号，则要对每一种型号的玻璃制品的加工过程进行编程，增加加工难度的同时还影响加工速度。如果加工中碰到刀具磨损严重的情况，由于CNC刀具体积小、设计复杂、制作难度极大、镀砂不均匀等特点，还会给后续加工带来很大困扰，影响加工效率。

综上所述，如何提供简单、高效的回转类玻璃制品的加工方法，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种回转类玻璃制品的加工方法，其操作简单、加工效率高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种回转类玻璃制品的加工方法，包括：

将分别位于上下两端的两个夹头安装于仿形机的加工转轴，用以实现两个所述夹头与所述加工转轴同步旋转；

利用两个所述夹头分别夹持具有预留余量的待加工玻璃制品的上下两个端面，用以实现待加工玻璃制品与两个所述夹头同步旋转；

利用所述仿形机的砂轮对旋转的待加工玻璃制品进行外径的加工，得到玻璃制品。

优选地，所述将分别位于上下两端的两个夹头安装于仿形机的加工转轴的步骤具体包括：

将两个呈圆盘状的纤维板分别设于两个具有内螺纹的紧固件的端面，形成两个所述夹头；

通过各自所述内螺纹分别将两个所述夹头旋紧于所述仿形机的上下两个轴承，且两个所述纤维板相对设置，用以利用两个所述纤维板夹持待加工玻璃制品。

优选地，在所述将两个呈圆盘状的纤维板分别设于两个具有内螺纹的紧固件的端面，形成两个所述夹头的步骤之前还包括：

根据待加工玻璃制品的端面尺寸加工两个呈圆盘状的纤维板；

根据待加工玻璃制品的端面平整度加工两个所述纤维板的端面，用以实现两个所述纤维板能够分别紧密夹持于待加工玻璃制品的上下两个端面。

优选地，所述将两个呈圆盘状的纤维板分别设于两个具有内螺纹的紧固件的端面，形成两个所述夹头的步骤具体包括：

将两个呈圆盘状的纤维板分别通过快干胶水粘贴于两个具有内螺纹的紧固件的端面，形成两个所述夹头。

优选地，在所述利用两个所述夹头分别夹持具有预留余量的待加工玻璃制品的上下两个端面的步骤之前，还包括：

对玻璃制品毛坯进行粗加工，形成具有单边预留0.8mm至1.2mm的余量的待加工玻璃制品。

优选地，所述利用仿形机的砂轮对旋转的待加工玻璃制品进行外径的加工的步骤具体包括：

利用所述仿形机的砂轮对旋转的待加工玻璃制品的外径尺寸和/或待加工玻璃制品外径的上下两端的边缘倒角进行加工。

优选地，在所述利用仿形机的砂轮对旋转的待加工玻璃制品进行外径的加工的步骤之前，还包括：

调节所述仿形机的砂轮的平行度；

将所述砂轮与待加工玻璃制品调节至预设间距。

优选地，所述利用仿形机的砂轮对旋转的待加工玻璃制品的外径尺寸进行加工的步骤具体包括：

利用所述仿形机的砂轮对旋转的待加工玻璃制品的每圈去除量为0.005mm至0.01mm。

优选地，在所述调节仿形机的砂轮的平行度的步骤与所述将砂轮与待加工玻璃制品调节至预设间距的步骤之间，还包括：

将所述砂轮的相对位置固定，用以避免所述砂轮的平行度发生变化。

优选地，在所述进行所述利用仿形机的砂轮对旋转的待加工玻璃制品进行外径加工的步骤同时，还包括：

将冷却液喷射至所述砂轮与待加工玻璃制品的加工接触区域。

本发明所提供的一种回转类玻璃制品的加工方法，首先将分别位于上下两端的两个夹头安装于仿形机的加工转轴，再利用所述夹头分别夹持具有预留余量的待加工玻璃制品的上下两个端面；其中，所述夹头随所述转轴同步旋转，从而带动待加工玻璃制品与所述转轴同步旋转，最后使用所述仿形机的砂轮对安装好的待加工玻璃制品进行外形加工。

上述操作中所使用的仿形机及其刀具与CNC相比，其成本低、制造简单、操作方便。在对待加工玻璃制品外形的加工过程中，由于本发明所使用的砂轮属于成型砂轮，其刀具轮廓与待加工的玻璃制品预期的产品外形相符，因而属于一次成型，这与CNC机床使用其刀具沿轨迹逐渐切削成型相比，加工速度明显提升；同时由于砂轮的硬度比一般情况下比CNC机床所使用的刀具的硬度大，因而砂轮对待加工玻璃制品进行粗仿加工时的进刀量大于CNC机床能够达到的最大进刀量，即减少加工循环；本发明所提供的加工方法主要通过调节砂轮的高度和进给量实现对待加工玻璃制品外径和/或上下倒角的加工，中途不需要更换刀具，也不需要对每个过程分别进行编程控制，即使加工不同类型的玻璃制品，可以通过调节砂轮的参数实现，不必重新编程，因而与现有技术相比，具有操作简单、快捷的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的回转类玻璃制品的加工方法的流程图；

图2为本发明实施例所提供的夹头的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的纤维板的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的砂轮的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图4，图1为本发明实施例所提供的回转类玻璃制品的加工方法的流程图，图2为本发明所提供的一种回转类玻璃制品的加工方法所使用的砂轮的结构示意图，图3为本发明所提供的一种回转类玻璃制品的加工方法所使用的夹头的结构示意图，图4为本发明所提供的一种回转类玻璃制品的加工方法所使用的纤维板的结构示意图。

请参考图1，本发明所提供的一种回转类玻璃制品的加工方法主要包括以下步骤：

S1、将分别位于上下两端的两个夹头安装于仿形机的加工转轴，用以实现两个夹头与加工转轴同步旋转；

S2、利用两个夹头分别夹持具有预留余量的待加工玻璃制品的上下两个端面，用以实现待加工玻璃制品与两个夹头同步旋转；

S3、利用仿形机的砂轮对旋转的待加工玻璃制品进行外径的加工，得到玻璃制品。

在上述将分别位于上下两端的两个夹头安装于仿形机的加工转轴的步骤中，需要将两个夹头安装到仿形机的作业台的上下转轴上。当开启仿形机后，上下转轴按照设定的转速旋转，安装与转轴上的夹头也随之转动。为了保证夹头与转轴同步转动，应当使夹头与转轴之间的连接为可拆卸的固定连接，例如过盈装配或设置紧固件。由于夹头与转轴之间属于可拆卸的固定连接，因而当夹头夹持待加工玻璃制品旋转时，玻璃制品与转轴之间也同步转动。

根据转轴的实际结构可以选择不同的连接方式。例如，当转轴轴径较小且加工所需的转速不高时，可以采取过盈装配，将一端设有与转轴自由端配合的孔洞的夹头与转轴套接，此种组合方式适用于不常更换待加工玻璃制品的毛坯类型的场合。如果转轴的轴径较大或转轴转速较高时，套接的方式就难以满足加工的需求，此时，应当设置紧固件实现夹头与转轴之间的连接刚度。

上文提到的紧固件，既可以是夹头自身设有的结构形成紧固部位，也可以是通过单独的紧固件来完成夹头与转轴之间的连接，例如夹头与转轴相接的轴孔内设置内螺纹，即夹头为具有内螺纹的紧固件。

请参考图2、图3，图2为本发明实施例所提供的夹头的结构示意图，图3为本发明实施例所提供的纤维板的结构示意图。

上述将分别位于上下两端的两个夹头安装于仿形机的加工转轴的步骤具体包括：

将两个呈圆盘状的纤维板2分别设于两个具有内螺纹11的紧固件1的端面，形成两个夹头；

通过各自内螺纹11分别将两个夹头旋紧于仿形机的上下两个轴承，且两个纤维板2相对设置，用以利用两个纤维板2夹持待加工玻璃制品。

在装夹待加工玻璃制品的过程中，先沿内螺纹11旋转紧固件1，使上下两个夹头之间的距离扩大到比待加工的玻璃制品大的范围内，接着将待加工的玻璃制品放置在上下两个夹头的中间，调整好位置后旋转紧固件1使上下两个夹头夹紧待加工的玻璃制品。举例来说，常见加工圆形手表盖的仿形机，其工作台的加工范围一般在5mm～370mm之间，因而在加工不同尺寸类型的玻璃制品时，用于夹持该玻璃制品的夹头的螺纹11长度，应当能够使其安装距离覆盖上述区间。当然，也可以根据待加工的玻璃制品的尺寸设置不同长度的夹头，在更换不同加工距离时可以通过安装不同长度的夹头来实现上下两个夹头之间的距离，再通过旋转夹头进行微调和固定。

将两个呈圆盘状的纤维板2分别设于两个具有内螺纹11的紧固件1的端面，形成两个夹头的步骤之前，还包括：

根据待加工玻璃制品的端面尺寸加工两个呈圆盘状的纤维板2；

根据待加工玻璃制品的端面平整度加工两个纤维板2的端面，用以实现两个纤维板2能够分别紧密夹持于待加工玻璃制品的上下两个端面。

上述设有内螺纹11的紧固件1，具体可以采用六角螺母或者铜头。为了实现与待加工玻璃制品之间的夹持，在六角螺母的一端设置纤维板2，该平板呈圆盘形。

需要说明的是，纤维板2的形状并不局限于圆盘形，可以与玻璃制品的形状相似，也可以不同，其根本目的是为了保证夹头在夹持玻璃制品的过程中的平行度和安装强度，同时不会对玻璃制品的加工造成干扰，因而上述纤维板2的形状并没有特定限制。但尺寸应当不大于待加工玻璃制品的尺寸，以便在加工过程中不会对刀具的运动形成干涉，尤其当待加工玻璃制品的外径加工还包括对上下端面进行倒角处理时，此时纤维板2的尺寸应当适当小于待加工玻璃制品的尺寸，以便给刀具留出足够的空间进行倒角。

由于纤维板2材料本身具有材质均匀、纵横强度差小、不易开裂的优点，且取材便利、加工简单，粘贴于紧固件1端面后，使其内侧面21与待加工玻璃制品的表面相接触，能够固定并保护工件表面，避免产生划痕。当然，也可以采用其他材料代替纤维板2粘贴在紧固件1一端。

当采用一端封闭的铜头作为紧固件1时，将上述纤维板2粘贴于铜头的封闭端面上，具体可以使用快粘胶水进行粘贴固定。在粘贴的过程中，为了方便后续操作以及加工形状的精度，应当尽可能的使得纤维板2与铜头封闭端面保证一定的平行度，同时以铜头端面中心对位调整纤维板2在平面内的位置。

纤维板2之间的间距可以通过调节紧固件1的内螺纹11高度随之调整。上下夹头的纤维板内侧面21与待加工的玻璃制品的上下面贴合，当夹头随着转轴转动时，纤维板2带动待加工的玻璃制品旋转进行后续加工。

在上述利用仿形机的砂轮对旋转的待加工玻璃制品进行外径的加工，得到玻璃制品的步骤中，需要说明的是，这里所采用的砂轮被修整成具有与工件型面完全吻合的反型面，即当砂轮轴线竖直放置时，其磨削面轨迹，也就是母线的形状应当与待加工玻璃制品加工完成后的外径形状尺寸向配合。

例如图4所示的砂轮3，被修整为不同半径的凹、凸圆弧相连的反型面，使用上述砂轮3磨削仿形得到的玻璃制品的外径则为与该型面吻合的型面。修整砂轮3的方法很多，其主要有金刚石修整合和滚轮挤压两种方式。

在上述利用仿形机的砂轮3对旋转的待加工玻璃制品进行外径的加工，得到玻璃制品的过程中，为了得到尺寸、精度符合要求的玻璃制品，需要根据砂轮3当前加工位置以及加工内容的不同，不断调整砂轮3的转速，同时也需要控制仿形机的主轴转速来调整工件的速度。举例来说，在加工一个型面复杂的玻璃毛坯时，通常需要多次进刀才能将毛坯磨削至目标尺寸和目标精度，当毛坯型面加工完成后一般还需要对两端的端面边缘进行倒角加工，因此整个磨削过程包括多个加工步骤，因此对应多个砂轮参数。例如一种七次磨削成型的圆形手表盖，第一次对刀时将主轴转速调至3.1r/min～5.1r/min，相应地凸轮转速在1.1r/min～1.3r/min之间。当完成第一次磨削后，选择合适的进刀量调整砂轮3前后距离，并调整主轴转速和凸轮转速继续磨削，直至型面达到目标形状；随后调整砂轮3的高度和/或主轴转速与凸轮转速，对上下端面边缘进行倒角。依次类推，上述圆形手表盖其余点所对应的仿形机动力参数，即主轴转速(单位：r/min)范围和凸轮转速(单位：r/min)范围依次为(4～6，0.9～1.1)、(3.8～5.8，0.9～1.1)、(9.5～11.5，1.0～1.2)、(5～7，2.0～2.2)、(11.2～13.2，1.9～2.1)、(6～8，3.4～3.6)。根据不同尺寸类型的毛坯，设置每组各加工点动力参数对应的位置参数，即可实现对毛坯的成型加工。也就是说，当待加工玻璃制品为其他类型的手表盖或者为其他产品时，只要根据产品最终尺寸和形状预先设定好一组加工参数，就可以实现对该系列的产品的成批快速加工。

当仿形机采用气动控制系统时，摆动气缸驱动刀具上下摆幅，调整切削点的位置和角度，因此还需要调节机台的气压范围，一般在0.2～0.25Mpa取任一数值，以便精确调控砂轮3对待加工玻璃制品的加工过程。

上述合适的进刀量具体为0.005mm～0.01mm之间任一数值，即利用仿形机的砂轮3对旋转的待加工玻璃制品的每圈去除量为0.005mm至0.01mm。

在上述利用仿形机的砂轮3对旋转的待加工玻璃制品进行外径的加工之前，还包括：

调节仿形机的砂轮3的平行度；

将砂轮3与待加工玻璃制品调节至预设间距；

将砂轮3的相对位置固定，用以避免砂轮3的平行度发生变化。

由于本发明所提供的回转类玻璃制品的加工方法，其核心为成型磨削加工，因而砂轮3的位置精度和安装强度对于加工效果有重要意义，因此在加工之前，应当对砂轮3进行调整和固定。

在调节砂轮3的平行度时，砂轮中心轴承孔31作为调整平行度的对位中心，进而对砂轮3与待加工玻璃制品的高度进行调整，比如当某一圆形手表盖在加工过程中需要多次重新定位刀具时，则根据每一定位点的高度调整砂轮3的高度，最后对调整好的砂轮3采用螺栓进行固定。

由于磨削加工速度高，在加工过程中还应当将冷却液和/或切削液喷射至砂轮3与待加工玻璃制品的加工接触区域，降低磨削区域的温度，与此同时，在加工接触区域喷射切削液也可以保护砂轮3和工件表面。

上述实施例所提供的回转类玻璃制品的加工方法，采用合适的夹具对毛坯进行固定，同时采用修整成具有与工件型面完全吻合的反型面砂轮3对工件磨削，使其获得所需的形状。由于磨削速度高，可以获得较高的加工精度和较小的表面粗糙度，进而砂轮3的磨削既具有上述优势，又利用与工件的最终表面轮廓相匹配的砂轮型面对工件进行直接加工，大大提高了单件加工速度，具有操作简单、效率高的优点。

在本发明所提供的第二种技术方案中，在利用两个夹头分别夹持具有预留余量的待加工玻璃制品的上下两个端面的步骤之前，还包括：

对玻璃制品毛坯进行粗加工，形成具有单边预留0.8mm至1.2mm的余量的待加工玻璃制品。

上述对玻璃制品毛坯进行粗加工是指将原料按照最终产品的形状和尺寸先切割成形状相似、尺寸较大的半成品，这一半成品既可以是由上述仿形机加工而成，也可以是采用其他机床加工而成，通过直接进料获得该半成品，再利用仿形机进行后续的砂轮3对待加工玻璃制品的外径加工。为了后续磨削方便，一般在砂轮3进行成型磨削加工之前，将玻璃制品毛坯加工出外形，并与最终产品尺寸之间保留0.8mm到1.2mm的余量，以便减轻砂轮3在后续加工中的总磨削量。通过这种方式，一方面提高了成型加工的速度，即毛坯可以大批量生产，而在复杂回转类零件外形的加工时采用成型加工的方式，只需要确保其尺寸和精度；另一方面，减轻砂轮3的工作量也能延长砂轮的寿命，不必频繁更换或者修整刀具。

其中，对玻璃制品的外径加工包括对待加工玻璃制品的外径尺寸和/或待加工玻璃制品外径的上下两端的边缘倒角进行加工。在第一种实施例中已经说明，在此不作赘述。

本发明所提供的一种回转体玻璃制品的加工方法，采用砂轮3、夹具以及其与待加工玻璃制品之间的配合实现成型磨削加工。根据最终产品的尺寸与外形不同，其加工时长约为60s～90s，与采用CNC机床加工单个零件花费300s左右相比，效率大幅增长，单机产出率明显提升。在保证加工质量的情况下，不仅提高了速度，还大大降低零件制造成本，有利于生产稳定性。

以上对本发明所提供的回转体玻璃制品的加工方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种回转类玻璃制品的加工方法，其特征在于，包括：

将分别位于上下两端的两个夹头安装于仿形机的加工转轴，用以实现两个所述夹头与所述加工转轴同步旋转；

利用两个所述夹头分别夹持具有预留余量的待加工玻璃制品的上下两个端面，用以实现待加工玻璃制品与两个所述夹头同步旋转；

利用所述仿形机的砂轮对旋转的待加工玻璃制品进行外径的加工，得到玻璃制品；

所述将分别位于上下两端的两个夹头安装于仿形机的加工转轴的步骤具体包括：

将两个呈圆盘状的纤维板分别设于两个具有内螺纹的紧固件的端面，形成两个所述夹头；

通过各自所述内螺纹分别将两个所述夹头旋紧于所述仿形机的上下两个轴承，且两个所述纤维板相对设置，用以利用两个所述纤维板夹持待加工玻璃制品。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述将两个呈圆盘状的纤维板分别设于两个具有内螺纹的紧固件的端面，形成两个所述夹头的步骤之前，还包括：

根据待加工玻璃制品的端面尺寸加工两个呈圆盘状的纤维板；

根据待加工玻璃制品的端面平整度加工两个所述纤维板的端面，用以实现两个所述纤维板能够分别紧密夹持于待加工玻璃制品的上下两个端面。

3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述将两个呈圆盘状的纤维板分别设于两个具有内螺纹的紧固件的端面，形成两个所述夹头的步骤具体包括：

将两个呈圆盘状的纤维板分别通过快干胶水粘贴于两个具有内螺纹的紧固件的端面，形成两个所述夹头。

4.根据权利要求1至3任一项所述的加工方法，其特征在于，所述利用两个所述夹头分别夹持具有预留余量的待加工玻璃制品的上下两个端面的步骤之前，还包括：

对玻璃制品毛坯进行粗加工，形成具有单边预留0.8mm至1.2mm的余量的待加工玻璃制品。

5.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述利用仿形机的砂轮对旋转的待加工玻璃制品进行外径的加工的步骤具体包括：

利用所述仿形机的砂轮对旋转的待加工玻璃制品的外径尺寸和/或待加工玻璃制品外径的上下两端的边缘倒角进行加工。

6.根据权利要求1至3任一项所述的加工方法，其特征在于，所述利用仿形机的砂轮对旋转的待加工玻璃制品进行外径的加工的步骤之前，还包括：

调节所述仿形机的砂轮的平行度；

将所述砂轮与待加工玻璃制品调节至预设间距。

7.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，所述利用仿形机的砂轮对旋转的待加工玻璃制品的外径尺寸进行加工的步骤具体包括：

利用所述仿形机的砂轮对旋转的待加工玻璃制品的外径尺寸进行加工，且所述仿形机的砂轮的进刀量为0.005mm至0.01mm。

8.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于，所述调节仿形机的砂轮的平行度的步骤与所述将砂轮与待加工玻璃制品调节至预设间距的步骤之间，还包括：

将所述砂轮的相对位置固定，用以避免所述砂轮的平行度发生变化。

9.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于，进行所述利用仿形机的砂轮对旋转的待加工玻璃制品进行外径加工的步骤同时，还包括：

将冷却液喷射至所述砂轮与待加工玻璃制品的加工接触区域。

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