CN110181339B - 一种陶瓷产品上加工孔、槽的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷产品上加工孔、槽的方法，加工孔时，利用砂轮棒在陶瓷产品的预加工孔的区域进行撞击加工，且撞击加工的深度小于预加工孔的目标深度，以得到对应的盲孔位，盲孔位的孔径相比预加工孔的目标孔径留有加工余量；利用砂轮棒对盲孔位内的未穿透部分进行螺旋进给加工，以得到对应的通孔位，且螺旋进给加工的进给速度≤0.02mm/圈；对通孔位进行精修磨削加工，去除加工余量以得到目标加工孔位。上述加工孔的方法，减少了孔的整体加工时间，提高了加工孔的工作效率；能够避免对孔的边缘造成崩边的问题。此外，加工槽的方法沿用的加工孔的核心思想，同样能够实现提供工作效率的同时，避免造成边缘崩边的问题。

Description

一种陶瓷产品上加工孔、槽的方法
技术领域
本发明涉及陶瓷加工技术领域，尤其涉及一种陶瓷产品上加工孔、槽的方法。
背景技术
目前，陶瓷材料应用在很多电子设备上，比如手机的外壳等。电子产品上的壳体常常需要开置孔与槽的结构，比如手机中框的USB孔、耳机孔、电源孔、扩音孔、卡托孔等。但是陶瓷类材料制作的产品具有硬度大、脆、加工时易崩裂等特点，使得传统激光开孔已无法达到表面光洁度要求，而传统的普通加工深孔钻、啄钻的加工方式也容易造成加工孔或槽的边缘出现崩裂的现象。此外，对于小而长的U形槽采用单一的螺旋进给加工方式，不仅存在加工效益低下、刀具寿命耗损大、尺寸不稳定等缺点，而且加工到破孔破边处时也容易产生崩裂现象。因此，目前针对陶瓷产品加工孔或槽的加工方法，普遍存在加工效率低和边缘易崩裂的问题。
综上所述，如何解决陶瓷产品加工孔或槽时，存在加工效率低和边缘易崩裂的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种陶瓷产品上加工孔、槽的方法，以避免陶瓷产品加工孔或槽时，存在加工效率低和边缘易崩裂的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种陶瓷产品上加工孔的方法，该加工孔的方法包括步骤：
撞击加工，利用砂轮棒在所述陶瓷产品的预加工孔的区域进行撞击加工，且所述撞击加工的深度小于所述预加工孔的目标深度，以得到对应的盲孔位，所述盲孔位的孔径相比所述预加工孔的目标孔径留有加工余量；
螺旋进给加工，利用砂轮棒对所述盲孔位内的未穿透部分进行螺旋进给加工，以得到对应的通孔位，且所述螺旋进给加工的进给速度≤0.02mm/圈；
精修磨削加工，对所述通孔位进行精修磨削加工，去除所述加工余量以得到目标加工孔位。
优选地，所述撞击加工的步骤中的所述砂轮棒采用超声波振动频率驱动。
优选地，所述螺旋进给加工步骤中所述的未穿透部分的厚度为0.1mm-0.2mm。
优选地，所述加工余量大于0.2mm。
优选地，所述目标加工孔位为圆孔位。
优选地，所述圆孔位的直径为0.8mm-3mm。
相比于背景技术介绍内容，上述陶瓷产品上加工孔的方法，利用砂轮棒在陶瓷产品的预加工孔的区域进行撞击加工，且撞击加工的深度小于预加工孔的目标深度，以得到对应的盲孔位，盲孔位的孔径相比预加工孔的目标孔径留有加工余量；利用砂轮棒对盲孔位内的未穿透部分进行螺旋进给加工，以得到对应的通孔位，且螺旋进给加工的进给速度≤0.02mm/圈；对通孔位进行精修磨削加工，去除加工余量以得到目标加工孔位。上述加工孔的方法，通过撞击加工制作盲孔位，完成主要加工区域的切削量，并且利用砂轮棒对盲孔以进给速度≤0.02mm/圈的进给速度进行螺纹进给加工，由于该进给速度相对较低对盲孔位穿透时不会对孔的边缘造成较大的崩边，然后以精修磨削的加工方式去除加工余量即可得到目标加工孔位，由于主要加工区域的切削量采用撞击加工加工速度会明显提升，精修磨削仅对加工余量进行加工，因此减少了孔的整体加工时间，提高了加工孔的工作效率；而低速进给的螺旋加工和精修磨削加工能够避免对孔的边缘造成崩边的问题。此外还克服了传统加工方式的钻削加工无法加工陶瓷材料，小直径砂轮棒寿命短、尺寸不稳定的缺点。
另外，本发明还提供了一种陶瓷产品上加工槽的方法，该加工槽的方法包括步骤：
加工预孔位，在所述陶瓷产品的预加工槽的非开口区加工预孔位，所述预孔位与所述非开口区的形状相对应，所述预孔位的加工步骤具体为：利用砂轮棒在对应所述预孔位的加工区域进行撞击加工，且所述撞击加工的深度小于所述预孔位的目标深度，以得到对应的盲孔位，所述盲孔位的孔径相比所述非开口区的目标尺寸留有加工余量；利用砂轮棒对所述盲孔位内的未穿透部分进行螺旋进给加工，以得到对应的所述预孔位，且所述螺旋进给加工的进给速度≤0.02mm/圈；
加工粗槽位，采用上下磨削的方式从所述预加工槽的开口区的外侧向所述预孔位加工，以形成所述预加工槽的粗槽位；
精修磨削加工，对所述粗槽位进行精修磨削加工，去除所述加工余量以得到目标加工槽位。
由于上述陶瓷产品上加工槽的方法，沿用了上述陶瓷产品上加工孔的方法的核心思想，均为主要加工切削区域采用撞击加工，加工余量采用螺旋进给和精修磨削加工。而上述陶瓷产品上加工孔的方法具有上述技术效果，因此该陶瓷产品上加工槽的方法也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。
优选地，在所述加工预孔位的步骤中采用超声波振动频率驱动所述砂轮棒进行撞击加工。
优选地，在所述加工预孔位的步骤中所述未穿透部分的厚度为0.1mm-0.2mm。
优选地，所述加工余量大于0.2mm。
附图说明
图1为本发明实施例提供的陶瓷产品上加工孔的方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的陶瓷产品上加工槽的方法的流程图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种陶瓷产品上加工孔、槽的方法，以避免陶瓷产品加工孔或槽时，存在加工效率低和边缘易崩裂的问题。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明实施例提供的一种陶瓷产品上加工孔的方法，该加工孔的方法包括步骤：
步骤S1：撞击加工，利用砂轮棒在陶瓷产品的预加工孔的区域进行撞击加工，且撞击加工的深度小于预加工孔的目标深度，以得到对应的盲孔位，盲孔位的孔径相比预加工孔的目标孔径留有加工余量；这里需要说明的是，本领域技术人员都应该能够理解的是，撞击加工，一般是指类似与深井钻或啄钻的加工形式，为砂轮棒上下往复运动的加工方式；
步骤S2：螺旋进给加工，利用砂轮棒对盲孔位内的未穿透部分进行螺旋进给加工，以得到对应的通孔位，且螺旋进给加工的进给速度≤0.02mm/圈；
步骤S3：精修磨削加工，对通孔位进行精修磨削加工，去除加工余量以得到目标加工孔位。
上述加工孔的方法，通过撞击加工制作盲孔位，完成主要加工区域的切削量，并且利用砂轮棒对盲孔以进给速度≤0.02mm/圈的进给速度进行螺纹进给加工，由于该进给速度相对较低对盲孔位穿透时不会对孔的边缘造成较大的崩边，然后以精修磨削的加工方式去除加工余量即可得到目标加工孔位，由于主要加工区域的切削量采用撞击加工加工速度会明显提升，精修磨削仅对加工余量进行加工，因此减少了孔的整体加工时间，提高了加工孔的工作效率；而低速进给的螺旋加工和精修磨削加工能够避免对孔的边缘造成崩边的问题。此外还克服了传统加工方式的钻削加工无法加工陶瓷材料，小直径砂轮棒寿命短、尺寸不稳定的缺点。
这里需要说明的是，上述撞击加工的砂轮棒的具体驱动方式可以采用超声波振动频率驱动。具体实现方式可以是将普通金刚石砂轮棒安装在带有超声波发生器的超声波刀柄，进而可以利用超声波的振动频率来实现变切削加工。当然可以理解的是，上述超声波振动频率驱动的方式仅仅是本发明实施例对于利用砂轮棒撞击加工的优选举例而已，还可以是本领域技术人员常用的其他撞击加工的驱动形式，比如超精密的振动器来驱动，具体可以通过超精密直线电机驱动，只不过超精密振动器和超精密直线电机的成本较高。
另外需要说明的是，一般来说，螺旋进给加工步骤中涉及的盲孔位的未穿透部分的厚度为0.1mm-0.2mm。当然可以理解的是，在实际应用过程中，根据实际生产情况，及加工设备的加工精度还可以选择将盲孔位的未穿透部分预留成其他厚度值。
此外，上述盲孔位的孔径相比预加工孔的目标孔径预留的加工余量一般要大于0.2mm。当然可以理解的是，在实际应用过程中，还可以根据自身加工设备的加工精度情况，选择对应的其他预留的加工余量值。
进一步的实施方案中，上述目标加工孔位可以为圆孔位、也可以是长圆形孔位，又或者是本领域技术人员根据自身设计需求设计的其他形状的孔位。
并且，上述加工孔位的方法，可以适用于加工目标加工孔位为直径小于等于3mm的圆孔位，并且该圆孔位的直径一般为0.8mm-3mm。当然可以理解的是，上述圆孔位的直径也仅仅是本发明实施例的优选举例而已，还可以是根据产品的设计需求加工成对应的其他直径尺寸的圆孔位。
另外，如图2所示，本发明还提供了一种陶瓷产品上加工槽的方法，该加工槽的方法包括步骤：
步骤S1：加工预孔位，在陶瓷产品的预加工槽的非开口区加工预孔位，预孔位与非开口区的形状相对应，该预孔位的加工，可以具体包括以下子步骤：
步骤S10：利用砂轮棒在对应预孔位的加工区域进行撞击加工，且撞击加工的深度小于预孔位的目标深度，以得到对应的盲孔位，盲孔位的孔径相比非开口区的目标尺寸留有加工余量；这里需要说明的是，本领域技术人员都应该能够理解的是，撞击加工，一般是指类似与深井钻或啄钻的加工形式，为砂轮棒上下往复运动的加工方式；
步骤S11：利用砂轮棒对盲孔位内的未穿透部分进行螺旋进给加工，以得到对应的预孔位，且螺旋进给加工的进给速度≤0.02mm/圈；
步骤S2：加工粗槽位，采用上下磨削的方式从预加工槽的开口区的外侧向预孔位加工，以形成预加工槽的粗槽位；这里需要说明的是，一般来说，在预加工槽的区域内的未加工的开口区对应的厚度，也即预孔位的最外侧边缘距离产品的最外侧边缘的距离不小于0.2mm；
步骤S3：精修磨削加工，对粗槽位进行精修磨削加工，去除加工余量以得到目标加工槽位。
由于上述陶瓷产品上加工槽的方法，沿用了上述陶瓷产品上加工孔的方法的核心思想，均为主要加工切削区域采用撞击加工，加工余量采用螺旋进给和精修磨削加工。而上述陶瓷产品上加工孔的方法具有上述技术效果，因此该陶瓷产品上加工槽的方法也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。
这里需要说明的是，上述加工方式中涉及的目标加工槽位可以是U型槽、也可以是V型槽，又或者是其他结构形状的槽体。
进一步的实施方案中，在上述加工预孔位的步骤中可以采用超声波振动频率驱动砂轮棒进行撞击加工。具体实现方式可以是将普通金刚石砂轮棒安装在带有超声波发生器的超声波刀柄，进而可以利用超声波的振动频率来实现变切削加工。当然可以理解的是，上述超声波振动频率驱动的方式仅仅是本发明实施例对于利用砂轮棒撞击加工的优选举例而已，还可以是本领域技术人员常用的其他撞击加工的驱动形式，比如超精密的振动器来驱动，具体可以通过超精密直线电机驱动，只不过超精密振动器和超精密直线电机的成本较高。
另外，在加工预孔位的步骤中对应盲孔位的未穿透部分的厚度为0.1mm-0.2mm。当然可以理解的是，在实际应用过程中，根据实际生产情况，及加工设备的加工精度还可以选择将盲孔位的未穿透部分预留成其他厚度值。
并且在加工槽的方法中涉及的加工余量一般要大于0.2mm。当然可以理解的是，在实际应用过程中，还可以根据自身加工设备的加工精度情况，选择对应的其他预留的加工余量值。
为了本领域技术人员更好的理解本发明实施例提供的加工孔或槽的方法，下面以加工用于手机中框类陶瓷产品的U形槽为例进行说明：
第一步：开启超声波电源，超声波发射电源至超声波刀柄砂轮棒加工端频率在25HZ左右；
第二步：U形槽宽2.2mm、长21.0mm、产品厚度1.3mm，用直径1.5mm砂轮棒先加工预孔位所对应的盲孔位，固定循环G83代码加工，进给速度F＝2mm/min，单次进给Q＝0.02mm，每次提刀至产品表面R＝1.0mm，进给深度Z＝-1.15mm；
第三步：用直径1.2mm砂轮棒用螺旋进给方式穿破盲孔位，进给速度F＝100mm/min，每层螺旋Z向进给0.02mm，砂轮棒转速24000r/min左右，得到预孔位；
第四步：用直径1.5mm砂轮棒用插铣方式(上下磨削加工)开槽(开粗)，进给速度F＝800mm/min，横向进给间距，砂轮棒转速24000r/min，插铣方式设置砂轮棒路径超出产品下表面0.40mm，在产品上表面下0.20mm以下连续走刀；
第五步：采用直径1.2mm精修砂轮棒精修U形槽内形，将尺寸加工到位。
经实际检测，以上述加工方式得到的产品尺寸稳定，砂轮棒寿命达到能加工到50pcs以上，内长宽尺寸均能控制在0.03mm以内。
以上对本发明所提供的陶瓷产品上加工孔、槽的方法进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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 (10)

1.一种陶瓷产品上加工孔的方法，其特征在于，该加工孔的方法包括步骤：
撞击加工，利用砂轮棒在所述陶瓷产品的预加工孔的区域进行撞击加工，且所述撞击加工的深度小于所述预加工孔的目标深度，以得到对应的盲孔位，所述盲孔位的孔径相比所述预加工孔的目标孔径留有加工余量；
螺旋进给加工，利用砂轮棒对所述盲孔位内的未穿透部分进行螺旋进给加工，以得到对应的通孔位，且所述螺旋进给加工的进给速度≤0.02mm/圈；
精修磨削加工，对所述通孔位进行精修磨削加工，去除所述加工余量以得到目标加工孔位。
2.如权利要求1所述的加工孔的方法，其特征在于，所述撞击加工的步骤中的所述砂轮棒采用超声波振动频率驱动。
3.如权利要求1所述的加工孔的方法，其特征在于，所述螺旋进给加工步骤中所述的未穿透部分的厚度为0.1mm-0.2mm。
4.如权利要求1所述的加工孔的方法，其特征在于，所述加工余量大于0.2mm。
5.如权利要求1-4任一项所述的加工孔的方法，其特征在于，所述目标加工孔位为圆孔位。
6.如权利要求5所述的加工孔的方法，其特征在于，所述圆孔位的直径为0.8mm-3mm。
7.一种陶瓷产品上加工槽的方法，其特征在于，该加工槽的方法包括步骤：
加工预孔位，在所述陶瓷产品的预加工槽的非开口区加工预孔位，所述预孔位与所述非开口区的形状相对应，所述预孔位的加工步骤具体为：利用砂轮棒在对应所述预孔位的加工区域进行撞击加工，且所述撞击加工的深度小于所述预孔位的目标深度，以得到对应的盲孔位，所述盲孔位的孔径相比所述非开口区的目标尺寸留有加工余量；利用砂轮棒对所述盲孔位内的未穿透部分进行螺旋进给加工，以得到对应的所述预孔位，且所述螺旋进给加工的进给速度≤0.02mm/圈；
加工粗槽位，采用上下磨削的方式从所述预加工槽的开口区的外侧向所述预孔位加工，以形成所述预加工槽的粗槽位；
精修磨削加工，对所述粗槽位进行精修磨削加工，去除所述加工余量以得到目标加工槽位。
8.如权利要求7所述的加工槽的方法，其特征在于，在所述加工预孔位的步骤中采用超声波振动频率驱动所述砂轮棒进行撞击加工。
9.如权利要求7所述的加工槽的方法，其特征在于，在所述加工预孔位的步骤中所述未穿透部分的厚度为0.1mm-0.2mm。
10.如权利要求7-9任一项所述的加工槽的方法，其特征在于，所述加工余量大于0.2mm。
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