一种玻璃加工用砂轮棒及CNC玻璃成型方法与流程

本发明涉及玻璃成型加工工具领域，具体涉及一种玻璃加工用砂轮棒及cnc玻璃成型方法。

背景技术：

目前加工产品(如手机的面板玻璃)的外形要求越来越高，加工工艺也相对较复杂，在对面板玻璃的两个大表面粗磨后一般是进入cnc组合砂轮棒成型工艺。为保证良率，现有技术中，使用cnc组合砂轮棒加工手机面板玻璃一般包括如下三道工艺，先用图1所示的“切角砂轮棒”切四角+粗打圆孔，所述圆孔例如为苹果手机的圆形按键孔；再用图2所示的“外形砂轮棒”cnc精修外形+倒边+再度加工圆孔+打扩方孔，所述方孔例如为手机的听筒孔；最后用图3所示的“方孔砂轮棒”精修方孔+方孔面底倒边。

具体地，图1中砂轮棒的棒柄直径为6mm，“切四角”是使用且砂粒为180目的砂棒外圆面把面板玻璃的方角切成r角。“粗打圆孔”的目的是形成手机的圆形按键孔，具体是将10片左右且厚度为0.83mm左右的玻璃片叠在一起并用夹具固定，用该砂棒的轴向一端面与面板玻璃垂直接触，砂棒呈折线形轨迹运动，形成直径约9mm的圆孔，其中该砂棒的排屑孔直径为3mm左右。

图2中，“cnc精修外形”的外形是指面板玻璃除两个大表面以外的其它侧面，包括r角位置，具体是先用且砂粒为450目的砂棒外圆面修外形，再用且砂粒为800目的砂棒外圆面(图中砂棒上800目的两凹槽中的一个)修外形，并用且砂粒为1200目的外圆面精修外形。“倒边”是指外形侧面与玻璃大表面连接处，该步骤包括使用且砂粒为450目的砂层上方的弧形砂粗修产品的面弧面(面板上表面与外形侧面的弧形过渡面)，还包括使用且砂粒为1200目的砂层上方的弧形砂精修产品的面弧面。“再度加工圆孔”包括使用且砂粒为450目的砂棒外圆面扩圆孔(按键孔)，将其扩孔至直径为10.6mm，最终按键孔的直径为10.68mm；且用且砂粒为800目的砂棒外圆面(图中砂棒上800目的两凹槽中的另一个)加工圆孔的倒边。“打扩方孔”的对象是手机玻璃面板的听筒孔，其尺寸约为10.5mm×1.0mm；先用且砂粒为450目的砂棒的棒头打穿面板，再呈螺旋形轨迹扩孔形成方孔。

图3中，砂轮棒的整体长度为41.3mm，棒柄砂粒均为800目，使用 的圆柱部分(圆柱形砂轮棒的外圆面及45°的上下c角)来实现“精修方孔”和“方孔面底倒边”。

现有技术中通用的方法即上述依次使用图1～图3中所示工具加工的方法。该方法人工成本很高，完成整个cnc加工的加工效率及加工良率相对较低。

因而，本领域需要一种新的砂轮棒能在同一支砂轮棒下完成上述三支砂轮棒才能完成的加工工序，且满足砂轮棒整体不易断刀、寿命长的需求。

技术实现要素：

因此，本发明提供一种玻璃加工用砂轮棒，包括从棒头至棒柄依次设置的第一中砂段、粗砂段、第二中砂段和细砂段，同一砂段中的砂粒粒径一致，第一中砂段与第二中砂段中砂粒的粒径相同或不同；所述细砂的粒径为1000～2000目，中砂的粒径为600～950目，粗砂的粒径为300～550目；且从棒头起往棒柄方向依次具体包括中砂的打孔段11、中砂的精修孔段12、粗砂的扩孔段21、粗砂的扩圆孔段22、粗砂的粗修弧面段23、粗砂的粗切粗修段24、中砂的精修段31和细砂的精修弧面段41；精修孔段12的直径小于打孔段11的直径，扩孔段21的直径小于等于打孔段11的直径且二者的外径均为0.8～1.5mm。

在一种具体的实施方式中，所述砂轮棒为电镀砂轮棒。

在一种具体的实施方式中，所述扩圆孔段22的外径为1.2～4.0mm，且扩圆孔段22的外径大于等于扩孔段21的外径。

在一种具体的实施方式中，第一中砂段1的砂粒尺寸为750～850目。本发明中，单独对于打孔段11来说，可以使用较粗的砂粒，如此能对应较快的打孔速度，优选其砂粒尺寸在850目以下；而精修孔段12的砂粒尺寸优选在750目以上，因而为使得整根砂轮棒的大段数更少，将打孔段11和精修孔段12的砂粒尺寸均设置为750～850目。且打孔段11的砂粒尺寸设置为750～850目时，第一中砂段1不会成为整个砂轮棒寿命的瓶颈，因而优选第一中砂段的砂粒尺寸为750～850目，例如800目。

在一种具体的实施方式中，所述第一中砂段、粗砂段、第二中砂段和细砂段的相邻两个砂段间均设置有过渡段5。

在一种具体的实施方式中，所述粗砂、中砂和细砂的粒径分别为400～500目、700～900目和1000～1500目，优选450目、800目和1200目。

在一种具体的实施方式中，所述打孔段11的工作面包括其轴向端面，所述精修孔段12和扩孔段21的工作面均包括其外圆面。

本发明还提供一种cnc玻璃成型方法，包括使用如上所述砂轮棒对玻璃进行加工。

在一种具体的实施方式中，所述方法包括如下步骤：

步骤a、加工方孔：先用砂轮棒的打孔段11以z字型运动轨迹从上往下打出方孔的下刀孔，再用扩孔段21扩方孔，最后用精修孔段12精修方孔及方孔的面底倒边；

步骤b、加工产品外形：先用粗切粗修段24进行粗切四角和粗修外形，再以精修段31精修外形轮廓及底倒边，再用粗修弧面段23粗修面弧面，最后用精修弧面段41精修面弧面；

步骤c、加工圆孔：先用砂轮棒的打孔段11从上往下打出圆孔的下刀孔，再用扩孔段21扩孔以便更大直径的砂轮棒段下刀，然后用扩圆孔段22扩孔形成按键圆孔的轮廓，最后用精修段31精修圆孔及圆孔的面底倒边。

在一种具体的实施方式中，步骤c中用扩圆孔段22以螺旋形轨迹扩孔形成按键圆孔的轮廓，螺旋形轨迹整体呈圆环型，使得扩圆孔后有小圆片从玻璃面板上掉落。

本发明通过重新设计砂轮棒结构，将原来多根砂轮棒组合在一起，节约砂轮棒棒体用材，且克服了因不同工序不同机台造成的累积误差，提高了产品整体精度，且减少了多工序重复操作所造成的人为不良。

附图说明

图1为现有技术中的切角砂轮棒结构示意图，

图2为现有技术中的外形砂轮棒结构示意图，

图3为现有技术中的方孔砂轮棒结构示意图，

图4为本发明中玻璃加工用砂轮棒结构示意图。

图中，1、第一中砂段，2、粗砂段，3、第二中砂段，4、细砂段；5、过渡段，11、打孔段，12、精修孔段，21、扩孔段，22、扩圆孔段，23、粗修弧面段，24、粗切粗修段，31、精修段，41、精修弧面段。

具体实施方式

本发明所述砂轮棒中，粗砂是指300～550目砂粒，中砂是指600～950目砂粒，细砂是指1000～2000目砂粒。本发明中粗修一般使用粗砂，而精修则使用中砂和/或细砂。

本发明使用如图4所示的玻璃加工用砂轮棒。

本发明中第一步、加工听筒方孔：以且砂粒为800目(中砂)的砂轮棒外圆面及尖头(即打孔段11)以z字型即折线型的运动轨迹打方孔的下刀孔。再以且砂粒为450目(粗砂)砂轮棒外圆面(即扩孔段21)扩方孔，最后用且砂粒为 800目(中砂)的砂轮棒外圆面及其上下的弧形面(即精修孔段12)精修方孔及方孔的面底倒边，因而完成了方孔的加工步骤。其中，打孔段11、精修孔段12和扩孔段21依次设置在从棒头至棒柄的位置。

本发明中，例如，听筒孔尺寸为10.5mm×1.0mm，先用直径为0.9mm的中砂打孔段11在玻璃片的厚度方向从上往下呈z字型路径打出一个尺寸约1.2mm×0.95mm的孔作为下刀孔，刀尖在听筒孔的长度方向做往复运动(运动的行程为0.2～0.3mm长)，每次单向运动会往下推进0.01mm，大约30s后打出下刀孔。而后再用直径为0.85mm的粗砂扩孔段21扩孔形成长条形的听筒孔。

本发明中，面弧面是指用户接触的玻璃大表面与外形之间的圆弧过渡面，其主要目的是为了外观美观而设置，而外形的倒边是指用户不接触的玻璃大表面与外形之间的过渡面，其主要目的是为了防崩和边角免尖锐。

第二步、加工产品外形：以且砂粒为450目(粗砂)的砂轮棒外圆面(即粗切粗修段24)进行粗切四角和粗修外形，再以且砂粒为800目(中砂)的砂轮棒外圆面及其上下的弧形面(即精修段31)精修外形轮廓及底倒边(外形与玻璃片底面的连接)，然后以且砂粒为450目(粗砂)的砂轮棒弧形段(即粗修弧面段23)粗修面弧面(外形与玻璃片正面的连接)，最后用且砂粒为1200目(细砂)的砂轮棒外圆面及弧形段(即精修弧面段41)精修面弧面，以及可选择地使用细砂修磨外形。

第三步、加工按键圆孔：先用且砂粒为800目(中砂)的砂轮棒外圆面及尖头(即打孔段11)加工一个圆形按键孔的下刀孔，所述下刀孔例如呈近圆形，再用且砂粒为450目(粗砂)砂轮棒外圆面(即扩孔段21)扩孔形成一个直径大于等于2mm的近圆孔，以便更大直径的砂轮棒段下刀。然后用且砂粒为450目(粗砂)砂轮棒外圆面(即扩圆孔段22)以螺旋形轨迹扩孔形成按键圆孔的轮廓，按键圆孔的直径为10.6mm，该扩孔过程中磨碎形成一个宽度略大于2mm的圆环空腔，以及有直径约6mm的小圆片掉落；掉落的小圆片玻璃不需磨成粉末(现有技术中加工按键圆孔时的去除部分全部磨碎)，因而该工艺与现有技术相比节约了能耗。最后使用且砂粒为800目(中砂)的砂轮棒外圆面及其上下的弧形面(即精修段31)精修圆孔及圆孔的面底倒边。

本发明中，加工听筒方孔的步骤优选放在最前作为第一步的原因是加工方孔的工程小，工作量少，对冷却液量的要求最低，在加工方孔时cnc底座中的冷却液尚未注满。本发明中，若将第三步加工按键圆孔置于第二步加工产品外形之前，则可能会影响外形加工时精修弧面的质量。

本发明中：扩孔段21的外径小于等于处于棒头位置的打孔段11的外径，如此能实现将扩孔段21方便地插入已经形成的孔中。精修孔段12的外径小于处于棒头位置的打孔段11的外径，如此能实现方便地将精修孔段12插入已经形成的孔中并对其打磨。打孔段11的外径为0.8～1.5mm，精修孔段12的外径为0.5～1.2mm，扩孔段21的外径也是0.8～1.5mm。在一种具体的实施方式中，精修孔段12的外径＜扩孔段21的外径＜打孔段11的外径。

本发明中，扩圆孔段22的外径范围为1.2～4.0mm，且其外径需≥扩孔段21的外径。本发明中，从粗修弧面段23至棒柄位置的精修弧面段41中的段落均可以选择与现有技术无异，例如与图2所示外形砂轮棒结构相同。

本发明中，首先成功地将现有技术中需要三个砂轮棒方能完成的工作在一个砂轮棒中完成，实现三道工序改为一次加工成型。其次，本发明将扩孔段21和打孔段11分别设置在精修孔段12(方孔精修段12)的两端，使得扩孔时方孔精修段12无需受力。第三，本发明还在打孔段11使用颗粒较为细小的中砂而扩孔段21使用粗砂，在打孔时较为细小的中砂对应使用较慢的打孔速度，切割量例如为往复运动的每单次向下推进0.01mm左右，能保证在打孔时方孔精修段12处不断刀。也就是说，本发明提供的砂轮棒在打孔和扩孔时方孔精修段12均不需承受较大的阻力，因而方孔精修段12处不易折断，因此本发明提供的砂轮棒的寿命更长。

由此可见，本发明中，具体加工是按玻璃面板的位置顺序加工，先加工听筒小方孔，再加工外形，最后加工按键圆孔。而不会按照砂轮棒上砂粒的粗细位置的顺序加工。

本发明的有益效果：本发明提供的砂轮棒操作方便、省力省时、可靠性较高，既能缩减工序，又能提高生产良率及效率，降低成本，因此实用性好，易于推广应用，具有较大的工业实用价值。

以下通过三个方面：人力及效率、砂轮棒寿命和良率对新旧砂轮棒做出对比，对比例中提供的旧砂轮棒组包括如图1～图3所示的三个砂轮棒，实施例中提供的新砂轮棒为如图4所示的砂轮棒。其中，二者的人力及效率对比情况见表1。

从表1可见，在二者产出率基本一致的情况下，新砂轮棒和工艺将会使得人力大为精简。此外，本发明将原来的三道工艺合为一道，因而工艺简化，cnc机械手自动化的导入同样也很顺利，加工效率大幅度提升且生产用人减少，车间更整洁、管理更规范。

砂轮棒寿命对比：改善前图2所示砂轮棒实测的寿命统计数据平均值为150片/支，改善后图4所示砂轮棒实测的寿命统计数据平均值为190片/支。此外，图1中的切角砂轮棒的寿命约为300～400片/支，图3中的方孔砂轮棒的寿命为约300片/支。

改善前后良率对比：改善前图1～3所示砂轮棒对应cnc三道工艺，其良率≈0.99*0.98*0.99＝96％；改善后图4所示砂轮棒对应cnc五合一工艺，其工序良率≈98.5％。

表1

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。