一种加工脆性材料的方法技术

本发明专利技术涉及一种加工脆性材料的方法，包括先根据材料外形的目标宽度、目标高度以及材料的硬度制备得到相应外形尺寸、一定砂粒大小以及砂层材质的烧结砂轮，再使用CNC、刀具结合烧结砂轮对材料外形所需的任意形状进行成型。具体地，CNC上三轴联动的高速主轴的转速为20000‑30000r/min。使用本发明专利技术提供的方法成型材料外形所需的任意形状，使得材料表面不容易留下刀痕、砂轮线、台阶等外观不良，材料的表面品质高；且加工效率以及成品率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及如3D玻璃、陶瓷、蓝宝石等脆性材料外形
，尤其是一种加工脆性材料的方法。
技术介绍
随着工业水平的进步和人民生活水平的日益提高，脆性材料如3D玻璃、陶瓷、蓝宝石等应用场合的使用也越来越多，对脆性材料的外形要求也比较复杂。脆性材料在家具、水族馆、、柜台、装饰品，特别是智能手机或智能手表等佩戴类电子材料。中国智能手机市场规模由2011年的1.2亿部升至2015年的4.341亿部，但是年增速已经大幅下滑近仅有个位数，受中国经济放缓以及人口红利的结束，且从3G换机到4G市场难以再现2G换3G的规模表现，从2015年开始，国内智能手机市场呈现饱和的趋势，2016年的市场规模在4.4亿部左右，较2015年大体持平。现在市场提出的5G将会再次激发市场的换机需求，因此智能手机未来的发展还是有增长趋势的，那么主要是因为5G网络的提出，对于5G网络的提出，在智能手机上是有要求的，比如手机背后的面板将不再采用金属，智能手表、平板电脑的市场越来越大，为了各个方位更好的接收信号，3D玻璃或是3D陶瓷将是非常重要的选择；目前不乏有一些公司采用热压的办法生产3D玻璃。对于3D的热弯工艺，通常热弯工艺就是这种形式。将平板玻璃放在一个带有曲面的模具里，然后在接近玻璃软化点的高温下，即800度左右，下压，保持一段时间，然后取出来，这样我们就得到弯曲的玻璃。采取这种工艺最大的问题点在于，投资成本高，效率低，成品率低，不适合大批量制作。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种效率高、成品率高的加工脆性材料为任意形状的方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术一种加工脆性材料的方法，先根据材料外形的目标宽度、目标高度以及材料的硬度制备得到相应外形尺寸、一定砂粒大小以及砂层材质的烧结砂轮，再使用CNC、刀具结合烧结砂轮对材料外形所需的任意形状进行成型。进一步地，CNC上三轴联动的高速主轴的转速为20000-30000r/min。进一步地，使用CNC结合烧结砂轮对材料外形所需的任意形状进行成型时，CNC主轴转速为22000-28000r/min，切削进给速度为100-3000mm/min，切削进给量为0.1-0.8mm/r。进一步地，CNC主轴转速为24000-26000r/min，切削进给速度为300-1000mm/min，切削进给量为0.2-0.5mm/r。本专利技术中的工艺流程具体包括：A，根据被加工的材料硬度、宽度、深度以及强度要求选定切削速度；B，根据选定的切削速度以及切削进给量的要求，设计砂轮外形、砂粒大小以及材料；C，具体地，根据切削速度要求设计出粗修、精修的砂轮外形以及选用砂粒材料；D，根据被加工的材料的形状要求及切削量的要求，编写产品加工程序；E，在机床上试加工，测试加工的性能，包括被加工的材料表面质量和加工效率，优化程序和工艺参数；F，根据优化后的工艺参数，进行批量生产。本专利技术中，CNC即一种由程序控制的自动化机床，也即本领域内涉及和常用的数控机床。机床采用多轴联动为基础的CNC机床。使用本专利技术提供的方法成型材料外形所需的任何形状，使得材料表面不容易留下刀痕、砂轮线、台阶等外观不良，成型产品的表面品质高；加工效率高，由12分钟每件提高到2分钟每件；成品率由80％提高到95％。具体实施方式本专利技术所列举的实施例，只是用于帮助理解本专利技术，不应理解为对本专利技术保护范围的限定，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术思想的前提下，还可以对本专利技术进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本专利技术权利要求保护的范围内。本专利技术提供一种加工3D玻璃为任意形状的方法，包括先根据3D玻璃外形的目标宽度、目标高度以及3D玻璃的硬度制备得到相应外形尺寸、一定砂粒大小以及砂层材质的烧结砂轮，再使用CNC、刀具结合烧结砂轮对3D玻璃外形所需的任意形状进行成型。本专利技术中，CNC上三轴联动的高速主轴的转速为24000-26000r/min，切削进给速度为300-1000mm/min，切削进给量为0.2-0.5mm/r。本专利技术中的工艺流程具体包括：A，根据被加工的3D玻璃硬度、宽度、深度以及3D强度要求选定切削速度；B，根据选定的切削速度以及切削进给量的要求，设计砂轮外形、砂粒大小以及材料；C，具体地，根据切削速度要求设计出粗修、精修的砂轮外形以及选用砂粒材料；D，根据被加工的3D玻璃的形状要求及切削量的要求，编写产品加工程序；E，在机床上试加工，测试加工的性能，包括被加工的3D玻璃表面质量和加工效率，优化程序和工艺参数；F，根据优化后的工艺参数，进行批量生产。本专利技术中，CNC即一种由程序控制的自动化机床，也即本领域内涉及和常用的数控机床。机床采用多轴联动为基础的CNC机床。本专利技术中烧结砂轮的制备方法和整形方法均可以使用本领域已知的方法。例如：烧结砂轮的制备可以以青铜等金属作为结合剂结合金刚石颗粒，用高温烧结法制造，其结合强度高，成型性好，耐高温，导热性耐磨性好，使用寿命长，可承受较大负荷。而烧结砂轮的整形方法例如为电解修整法、电火花修整法、复合修整法等。其中，电解修整法速度快，但整形精度不高；电火花修整法整形精度高，既可整形又可修锐，但整形速度较慢；复合修整法有电解电火花复合修整法、机械化学复合修整法等，修整效果较好，但系统较复杂。本专利技术中，烧结砂轮的修整法更优选使用电火花修整法或复合修整法。本专利技术中，切削速度正比于烧结砂轮的周长和砂轮转速。而切削进给量大小与切削速度相关，也与3D玻璃宽度、深度、强度以及3D玻璃硬度相关；如切削进给量∝切削速度/(3D玻璃宽度*3D玻璃深度*3D玻璃强度*硬度)。由于是3D玻璃大面积加工，切削力较大，需要控制加工的切削进给量。本专利技术中，以CNC的多轴联动为基础。成型加工的烧结砂轮需要准确地按照3D玻璃外形的形状要求设计，配合机床加工代码让CNC机床实现三轴联动，来实现3D玻璃加工。现有3D玻璃成型方法直接采用电镀砂轮加工，它随着3D玻璃形状的复杂而使加工效率太低，同时加工3D玻璃的镜面效果差；并且多样化和精度方面也不能满足客户要求。因本专利技术中采用多轴联动的高速主轴驱动烧结砂轮加工3D玻璃，可以加工不同设定要求的产品，与现有的电镀砂轮加工方式相比较，本专利技术技术方案具有提高被加工3D玻璃品质，提高加工效率、可重复对烧结砂轮整形并用于多次加工、以及提高成品率的有益技术效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加工脆性材料的方法，其特征在于：先根据材料外形的目标宽度、目标高度以及材料的硬度制备得到相应外形尺寸、一定砂粒大小以及砂层材质的烧结砂轮，再使用CNC、刀具结合所述烧结砂轮对材料外形所需的任意形状进行成型。

【技术特征摘要】
1.一种加工脆性材料的方法，其特征在于：先根据材料外形的目标宽度、目标高度以及材料的硬度制备得到相应外形尺寸、一定砂粒大小以及砂层材质的烧结砂轮，再使用CNC、刀具结合所述烧结砂轮对材料外形所需的任意形状进行成型。2.根据权利要求1所述的加工脆性材料为任意形状的方法，其特征在于：所述CNC上三轴联动的高速主轴的转速为20000-30000r/min。3.根据权利要求2所述的加工脆性材料为任意形状的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖笛，肖广源，
申请(专利权)人：上海华友金裕微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31