CN115167090B - 陶瓷表壳的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陶瓷表壳的制造工艺，其包括：利用氧化锆粉末，经过研磨、模压、脱脂、烧制而成陶瓷表壳结构，设置粗坯单边余量，完成粗胚烧结；利用摇篮式BC结构五轴联动机床对所述表壳结构待加工边角进行三维倒角一次性磨削出来，分两次对三维倒角进行粗加工及精加工直至到设计尺寸要求；然后对所述三维倒角部分抛光，保持其他表面仍是原始胚料状态；接着采用五轴联动机床对表壳结构外形的其余曲面进行精加工。本发明的陶瓷表壳制造工艺使得陶瓷表壳在棱角处具有高光倒角，加工工艺简单，不易碎裂，生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷结构件加工技术领域，尤其涉及一种陶瓷表壳的制造工艺。
背景技术
在过去的一个世纪里，钟表公司已经试验了各种材料，从金属、塑料、碳纤维到陶瓷。陶瓷可能是手表中使用的最鲜为人知的一种材料，一块精美的陶瓷表壳，需要多种复杂工序才能制作完成，陶瓷表壳的制造比传统CNC切一个不锈钢表壳更耗时耗力，成本也高了不少。国外知名钟表品牌中有多年陶瓷手表制作经验，但其技术、经验、心得，秘不外传。观察市面上的陶瓷表，如图1所示，实物边角要不就是圆润形状，要不就是纯尖角形状，很少有在棱角处高光倒角的款式，究其原因还是制造的困难。
陶瓷手表有其独特优势：坚硬如玉石，不怕划伤，不会磨损，不会失去光泽；表面也经过精打细磨也能晶莹透亮，光滑玉润，闪闪发亮；而且不锈钢等传统材质是无论怎么加工都不可能呈现出纯黑色和纯白色的；材质如玉石，不伤肌肤，感觉滑润舒适；不怕水淋，不怕汗渍，不怕腐蚀，永不生锈，因此陶瓷表在钟表业逐渐成为新宠，但陶瓷手表也有其缺点：(1)容易碎裂；(2)加工难度大，制造陶瓷的过程很复杂；加热和冷却需要大量的时间，机器工艺控制比较复杂，成品率相对较低；一旦成型，陶瓷需要经过抛光处理，这也增加了成本；(3)价格高，正如上面提到的，因为陶瓷很难制造。
发明内容
本发明提供一种陶瓷表壳的制造工艺，使得陶瓷表壳在棱角处具有高光倒角，加工工艺简单，不易碎裂。
本发明采用以下技术方案：
陶瓷表壳的制造工艺，其特征在于，包括：
利用氧化锆粉末，经过研磨、模压、脱脂、烧制而成陶瓷表壳结构，设置粗坯单边余量，完成粗胚烧结；
利用摇篮式BC结构五轴联动机床对所述表壳结构待加工边角进行三维倒角一次性磨削出来，分两次对三维倒角进行粗加工及精加工直至到设计尺寸要求，然后对所述三维倒角部分抛光，保持其他表面仍是原始胚料状态；
接着采用五轴联动机床对表壳结构外形的其余曲面进行精加工。
作为上述方案的改进，在利用摇篮式BC结构五轴联动机床对所述表壳结构待加工边角进行三维倒角一次性磨削出来步骤之前，还包括步骤：
采用三轴联动磨削设备对所述表壳结构的第一基准面和第二基准面先行磨削加工，其中，第二基准面是表壳结构反面的最大弧面，表壳结构承托表窗玻璃的凸缘，其厚度小于第二基准面处表壳的厚度，第一基准面是凸缘与第二基准面之间的曲面。
作为上述方案的改进，在采用五轴联动机床对表壳结构外形的其余曲面进行精加工步骤之后还包括步骤：
表壳结构反面玻璃位斜面加工，利用五轴联动机床的锥度磨头，结合不断变化的刀轴矢量对所述凸缘进行斜面加工完成目标特征。
作为上述方案的改进，在采用五轴联动机床对表壳结构外形的其余曲面进行精加工步骤之后还包括步骤：表壳结构反面内框、安装孔位及大弧面的五轴联动机床精加工。
作为上述方案的改进，在采用五轴联动机床对表壳结构正面大弧面、外形的其余曲面进行精加工步骤之后还包括步骤：整体抛光、拉丝等表面处理。
优选地，所述单边余量为0.15mm。
优选地，所述待加工边角为表壳正面周边边角。
有益效果
本发明陶瓷表壳加工工艺先对粗胚的倒角部分磨削、抛光，保持其他表面仍是原始胚料状态，再进行其他表曲面结构的精加工，可以保证高光倒角的棱角分明，不易碎裂，带来的直接效果是攻克了当前陶瓷表壳制作业的难点，解决了空间倒角特征、非平面装配面特征、任意方向的孔系等制造方法的问题，同时可赋予设计师更宽的创意空间，使生产出来的产品更时尚、美观和高的性价比。本发明通过简单的步骤采用三轴加工机床加工，复杂的步骤采用五轴加工，从而降低总的生产成本。
附图说明
图1是现有技术的陶瓷表壳结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种陶瓷表壳的制造工艺的表壳烧结粗胚的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的表壳结构反面磨削基准位的结构示意图；
图4是实施例提供的五轴联动加工中心对陶瓷表壳正面周边边角倒角加工的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的五轴联动加工中心对陶瓷表壳反面玻璃位加工的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种陶瓷表壳的制造工艺加工后表壳的结构示意图之一；
图7是本发明实施例提供的一种陶瓷表壳的制造工艺加工后表壳的结构示意图之二。
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。
本发明表壳为高科技陶瓷材料，表窗是蓝宝石水晶玻璃材料。
本发明实施例提供的一种陶瓷表壳10的制造工艺，其包括如下步骤：
步骤1：粗坯烧结，利用氧化锆粉末，经过研磨、模压、脱脂、烧制等多个步骤而成陶瓷表壳结构，粗坯单边余量约0.15mm左右，如图2-3所示。
步骤2：磨削定位基准，参见图3，采用三轴联动磨削设备对表壳结构的基准面1和基准面2先行磨削加工，其中，基准面2是表壳结构反面的最大弧面，表壳结构承托表窗玻璃3的凸缘4(也即玻璃位)，其厚度小于基准面2处表壳的厚度，基准面1是凸缘与基准面2之间的曲面。
本步骤中，由于粗坯单边余量有限，后续需多工序多次装夹才能完成整体产品的生产，因此在粗坯上必需首选把定位基准加工出来，后续工序就有了参考。
步骤3：表壳结构正面周边边角倒角加工，参见图4，利用摇篮式BC结构五轴联动加工中心对表壳结构正面周边边角进行三维倒角一次性磨削出来，分两次对三维倒角进行粗加工及精加工直至到设计尺寸要求。
步骤4：表壳结构三维倒角抛光，只需倒角部分抛光即可，其它表面还是原始坯料状态，这样可保证倒角部分在完成后续工序后，保证棱角的分明，而不会在整体抛光产生圆角现象。
步骤5：除三维倒角外，采用五轴联动加工中心对表壳结构正面大弧面、外形的其余曲面进行精加工。
步骤6：参见图5，表壳结构反面玻璃位斜面加工，利用五轴联动加工中心的锥度磨头，结合不断变化的刀轴矢量对所述凸缘进行斜面加工完成目标特征。
本步骤中，由于玻璃位是表窗围合的内层，空间狭窄，凸缘加工后的斜面处与表窗须严密配合，要求加工斜面精度高，因此，是比较难处理的部分，需要用五轴联动机床及成表磨具才能达到设计要求。
步骤7：表壳结构反面内框、安装孔位及大弧面的五轴联动机床精加工。
步骤8：整体抛光、拉丝等表面处理。
参见图6-7，采用本发明工艺加工的陶瓷表壳，其高光倒角5的斜面为光面，边缘线条清晰，表壳的正面为砂面，产品时尚、美观。
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作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。
Claims (3)
1.陶瓷表壳的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：利用氧化锆粉末，经过研磨、模压、脱脂、烧制而成陶瓷表壳结构，设置粗坯单边余量，完成粗胚烧结；
步骤2：采用三轴联动磨削设备对所述表壳结构的第一基准面和第二基准面先行磨削加工，其中，第二基准面是表壳结构反面的最大弧面，表壳结构承托表窗玻璃的凸缘，其厚度小于第二基准面处表壳的厚度，第一基准面是凸缘与第二基准面之间的曲面；
步骤3：利用摇篮式BC结构五轴联动机床对所述表壳结构待加工边角进行三维倒角一次性磨削出来，所述待加工边角为表壳正面周边边角，分两次对三维倒角进行粗加工及精加工直至到设计尺寸要求，然后对所述三维倒角部分抛光，保持其他表面仍是原始胚料状态；
步骤4：除三维倒角外，采用五轴联动加工中心对表壳结构正面大弧面、外形的其余曲面进行精加工；
步骤5：表壳结构反面玻璃位斜面加工，利用五轴联动机床的锥度磨头，结合不断变化的刀轴矢量对所述凸缘进行斜面加工完成目标特征；
步骤6：表壳结构反面内框、安装孔位及大弧面的五轴联动机床精加工。
2.如权利要求1所述的陶瓷表壳的制造工艺，其特征在于，在表壳结构反面内框、安装孔位及大弧面的五轴联动机床精加工步骤之后还包括步骤：整体抛光、拉丝表面处理。
3.如权利要求1所述的陶瓷表壳的制造工艺，其特征在于，所述单边余量为0.15mm。
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