CN109848764A - 一种脆性材料的磨削加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种脆性材料的磨削加工方法，将脆性材料置于加工区域，搭建切削与无刀柄磨轮结合的加工系统；根据待加工形状，将无刀柄磨轮上方的激光束方向平行于无刀柄磨轮盘面，并使激光束聚焦在刃部边缘；通过调整激光参数并控制激光束运行轨迹扫描上述的形状，使刃部边缘附近被激光束辐照部位的材料被切削，加工出所需形状；基于加工参数和磨轮几何参数生成无刀柄磨轮磨削路径，并在加工前进行路径补偿，补偿后对步骤二中加工出的脆性材料的边缘倒角以及加工面进行磨削；重复步骤三直至加工完毕。本发明采用激光切削与无刀柄磨轮运动相结合的高速加工方式，有效控制磨削深度，从而降低对脆性材料的单次磨削去除量，提高加工表面质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种脆性材料的磨削加工方法。
背景技术
由于网络的发达、行动装置符合轻便的需求，因此消费者对个人计算机或笔记型计算机的需求逐渐转向行动装置，例如手机、个人数字助理(PDA)，这些行动装置需用到触控屏幕，触控屏幕则包括触控电路与透明的覆盖玻璃。在制造上，该覆盖玻璃是以如下方式制成的；将一整片玻璃切割成符合尺寸需求的玻璃后，再对其边缘锐利的部分进行研磨，以达到平滑的目的，研磨步骤可避免玻璃在组装时受到应力而崩裂，造成良率的下降，也可避免组装人员在组装时被锐利的玻璃毛边所割伤。
研磨玻璃的方式不外乎以人工方式或自动化设备来研磨。人工研磨则以倒角的方式居多，但外型尺寸不好控制。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种脆性材料的磨削加工方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种脆性材料的磨削加工方法，包括以下步骤：
步骤一，将脆性材料置于加工区域，搭建切削与无刀柄磨轮结合的加工系统；
步骤二，根据待加工形状，将无刀柄磨轮上方的激光束方向平行于无刀柄磨轮盘面，并使激光束聚焦在刃部边缘；通过调整激光参数并控制激光束运行轨迹扫描上述的形状，使刃部边缘附近被激光束辐照部位的材料被切削，加工出所需形状；
步骤三，基于加工参数和磨轮几何参数生成无刀柄磨轮磨削路径，并在加工前进行路径补偿，补偿后对步骤二中加工出的脆性材料的边缘倒角以及加工面进行磨削，其磨削深度计算公式为式中为磨削产生沟槽的开口角度，a为沟槽的宽度，Kc为材料的断裂韧性；H为材料的硬度；
步骤四，重复步骤三直至加工完毕。
进一步地，无刀柄磨轮的磨削深度为0.5-1μm，单次去除量控制在5-10nm。
进一步地，无刀柄磨轮垂直安装在超精密磨削轴上，该轴转速为 10000rpm，回转半径为32mm。
进一步地，无刀柄磨轮为圆盘状砖石磨轮，各砖石磨粒的直径为 5mm，多个砖石磨粒的密度为每平方225个钻石磨粒。
有益效果：
本发明采用激光切削与无刀柄磨轮运动相结合的高速加工方式，有效控制磨削深度，从而降低对脆性材料的单次磨削去除量，提高加工表面质量，并减轻磨轮磨损。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
本发明提供一种脆性材料的磨削加工方法，包括以下步骤：
步骤一，将脆性材料置于加工区域，搭建切削与无刀柄磨轮结合的加工系统，该无刀柄磨轮为圆盘状砖石磨轮，各砖石磨粒的直径为 5mm，多个砖石磨粒的密度为每平方225个钻石磨粒；
步骤二，根据待加工形状，将无刀柄磨轮垂直安装在超精密磨削轴上，该轴转速为10000rpm，回转半径为32mm，再将无刀柄磨轮上方的激光束方向平行于无刀柄磨轮盘面，并使激光束聚焦在刃部边缘；通过调整激光参数并控制激光束运行轨迹扫描上述的形状，使刃部边缘附近被激光束辐照部位的材料被切削，加工出所需形状；
步骤三，基于加工参数和磨轮几何参数生成无刀柄磨轮磨削路径，并在加工前进行路径补偿，补偿后对步骤二中加工出的脆性材料的边缘倒角以及加工面进行磨削，其磨削深度计算公式为式中为磨削产生沟槽的开口角度，a为沟槽的宽度，Kc为材料的断裂韧性；H为材料的硬度，当无刀柄磨轮的磨削深度为0.5-1μm时，单次去除量控制在5-10nm；
步骤四，重复步骤三直至加工完毕。
本发明采用上述方案设计和无刀柄磨轮在磨削脆性材料时，特别是玻璃时，由于可以控制磨削深度，因此可以控制磨削脆性材料所需要施加的压力，避免磨削接触不到的底部材料被磨削应力裂开，从而保证玻璃材料高质量的切割断面，从而提高加工质量。
本发明采用激光切削与无刀柄磨轮运动相结合的高速加工方式，有效控制磨削深度，从而降低对脆性材料的单次磨削去除量，提高加工表面质量，并减轻磨轮磨损。
对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (4)
1.一种脆性材料的磨削加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将脆性材料置于加工区域，搭建切削与无刀柄磨轮结合的加工系统；
步骤二，根据待加工形状，将无刀柄磨轮上方的激光束方向平行于无刀柄磨轮盘面，并使激光束聚焦在刃部边缘；通过调整激光参数并控制激光束运行轨迹扫描上述的形状，使刃部边缘附近被激光束辐照部位的材料被切削，加工出所需形状；
步骤三，基于加工参数和磨轮几何参数生成无刀柄磨轮磨削路径，并在加工前进行路径补偿，补偿后对步骤二中加工出的脆性材料的边缘倒角以及加工面进行磨削，其磨削深度计算公式为式中为磨削产生沟槽的开口角度，a为沟槽的宽度，Kc为材料的断裂韧性；H为材料的硬度；
步骤四，重复步骤三直至加工完毕。
2.根据权利要求1所述的脆性材料的磨削加工方法，其特征在于，所述无刀柄磨轮的磨削深度为0.5-1μm，单次去除量控制在5-10nm。
3.根据权利要求1所述的脆性材料的磨削加工方法，其特征在于，所述无刀柄磨轮垂直安装在超精密磨削轴上，该轴转速为10000rpm，回转半径为32mm。
4.根据权利要求1所述的脆性材料的磨削加工方法，其特征在于，所述无刀柄磨轮为圆盘状砖石磨轮，各砖石磨粒的直径为5mm，多个砖石磨粒的密度为每平方225个钻石磨粒。
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