本發(fā)明涉及如3D玻璃、陶瓷、藍(lán)寶石等脆性材料外形技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種加工脆性材料的方法。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)水平的進(jìn)步和人民生活水平的日益提高，脆性材料如3D玻璃、陶瓷、藍(lán)寶石等應(yīng)用場(chǎng)合的使用也越來越多，對(duì)脆性材料的外形要求也比較復(fù)雜。脆性材料在家具、水族館、、柜臺(tái)、裝飾品，特別是智能手機(jī)或智能手表等佩戴類電子材料。中國(guó)智能手機(jī)市場(chǎng)規(guī)模由2011年的1.2億部升至2015年的4.341億部，但是年增速已經(jīng)大幅下滑近僅有個(gè)位數(shù)，受中國(guó)經(jīng)濟(jì)放緩以及人口紅利的結(jié)束，且從3G換機(jī)到4G市場(chǎng)難以再現(xiàn)2G換3G的規(guī)模表現(xiàn)，從2015年開始，國(guó)內(nèi)智能手機(jī)市場(chǎng)呈現(xiàn)飽和的趨勢(shì)，2016年的市場(chǎng)規(guī)模在4.4億部左右，較2015年大體持平?，F(xiàn)在市場(chǎng)提出的5G將會(huì)再次激發(fā)市場(chǎng)的換機(jī)需求，因此智能手機(jī)未來的發(fā)展還是有增長(zhǎng)趨勢(shì)的，那么主要是因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)的提出，對(duì)于5G網(wǎng)絡(luò)的提出，在智能手機(jī)上是有要求的，比如手機(jī)背后的面板將不再采用金屬，智能手表、平板電腦的市場(chǎng)越來越大，為了各個(gè)方位更好的接收信號(hào)，3D玻璃或是3D陶瓷將是非常重要的選擇；目前不乏有一些公司采用熱壓的辦法生產(chǎn)3D玻璃。

對(duì)于3D的熱彎工藝，通常熱彎工藝就是這種形式。將平板玻璃放在一個(gè)帶有曲面的模具里，然后在接近玻璃軟化點(diǎn)的高溫下，即800度左右，下壓，保持一段時(shí)間，然后取出來，這樣我們就得到彎曲的玻璃。

采取這種工藝最大的問題點(diǎn)在于，投資成本高，效率低，成品率低，不適合大批量制作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種效率高、成品率高的加工脆性材料為任意形狀的方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

本發(fā)明一種加工脆性材料的方法，先根據(jù)材料外形的目標(biāo)寬度、目標(biāo)高度以及材料的硬度制備得到相應(yīng)外形尺寸、一定砂粒大小以及砂層材質(zhì)的燒結(jié)砂輪，再使用CNC、刀具結(jié)合燒結(jié)砂輪對(duì)材料外形所需的任意形狀進(jìn)行成型。

進(jìn)一步地，CNC上三軸聯(lián)動(dòng)的高速主軸的轉(zhuǎn)速為20000-30000r/min。

進(jìn)一步地，使用CNC結(jié)合燒結(jié)砂輪對(duì)材料外形所需的任意形狀進(jìn)行成型時(shí)，CNC主軸轉(zhuǎn)速為22000-28000r/min，切削進(jìn)給速度為100-3000mm/min，切削進(jìn)給量為0.1-0.8mm/r。

進(jìn)一步地，CNC主軸轉(zhuǎn)速為24000-26000r/min，切削進(jìn)給速度為300-1000mm/min，切削進(jìn)給量為0.2-0.5mm/r。

本發(fā)明中的工藝流程具體包括：

A，根據(jù)被加工的材料硬度、寬度、深度以及強(qiáng)度要求選定切削速度；

B，根據(jù)選定的切削速度以及切削進(jìn)給量的要求，設(shè)計(jì)砂輪外形、砂粒大小以及材料；

C，具體地，根據(jù)切削速度要求設(shè)計(jì)出粗修、精修的砂輪外形以及選用砂粒材料；

D，根據(jù)被加工的材料的形狀要求及切削量的要求，編寫產(chǎn)品加工程序；

E，在機(jī)床上試加工，測(cè)試加工的性能，包括被加工的材料表面質(zhì)量和加工效率，優(yōu)化程序和工藝參數(shù)；

F，根據(jù)優(yōu)化后的工藝參數(shù)，進(jìn)行批量生產(chǎn)。

本發(fā)明中，CNC即一種由程序控制的自動(dòng)化機(jī)床，也即本領(lǐng)域內(nèi)涉及和常用的數(shù)控機(jī)床。機(jī)床采用多軸聯(lián)動(dòng)為基礎(chǔ)的CNC機(jī)床。

使用本發(fā)明提供的方法成型材料外形所需的任何形狀，使得材料表面不容易留下刀痕、砂輪線、臺(tái)階等外觀不良，成型產(chǎn)品的表面品質(zhì)高；加工效率高，由12分鐘每件提高到2分鐘每件；成品率由80％提高到95％。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明所列舉的實(shí)施例，只是用于幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明思想的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)的范圍內(nèi)。

本發(fā)明提供一種加工3D玻璃為任意形狀的方法，包括先根據(jù)3D玻璃外形的目標(biāo)寬度、目標(biāo)高度以及3D玻璃的硬度制備得到相應(yīng)外形尺寸、一定砂粒大小以及砂層材質(zhì)的燒結(jié)砂輪，再使用CNC、刀具結(jié)合燒結(jié)砂輪對(duì)3D玻璃外形所需的任意形狀進(jìn)行成型。本發(fā)明中，CNC上三軸聯(lián)動(dòng)的高速主軸的轉(zhuǎn)速為24000-26000r/min，切削進(jìn)給速度為300-1000mm/min，切削進(jìn)給量為0.2-0.5mm/r。

本發(fā)明中的工藝流程具體包括：

A，根據(jù)被加工的3D玻璃硬度、寬度、深度以及3D強(qiáng)度要求選定切削速度；

B，根據(jù)選定的切削速度以及切削進(jìn)給量的要求，設(shè)計(jì)砂輪外形、砂粒大小以及材料；

C，具體地，根據(jù)切削速度要求設(shè)計(jì)出粗修、精修的砂輪外形以及選用砂粒材料；

D，根據(jù)被加工的3D玻璃的形狀要求及切削量的要求，編寫產(chǎn)品加工程序；

E，在機(jī)床上試加工，測(cè)試加工的性能，包括被加工的3D玻璃表面質(zhì)量和加工效率，優(yōu)化程序和工藝參數(shù)；

F，根據(jù)優(yōu)化后的工藝參數(shù)，進(jìn)行批量生產(chǎn)。

本發(fā)明中，CNC即一種由程序控制的自動(dòng)化機(jī)床，也即本領(lǐng)域內(nèi)涉及和常用的數(shù)控機(jī)床。機(jī)床采用多軸聯(lián)動(dòng)為基礎(chǔ)的CNC機(jī)床。

本發(fā)明中燒結(jié)砂輪的制備方法和整形方法均可以使用本領(lǐng)域已知的方法。例如：

燒結(jié)砂輪的制備可以以青銅等金屬作為結(jié)合劑結(jié)合金剛石顆粒，用高溫?zé)Y(jié)法制造，其結(jié)合強(qiáng)度高，成型性好，耐高溫，導(dǎo)熱性耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，可承受較大負(fù)荷。而燒結(jié)砂輪的整形方法例如為電解修整法、電火花修整法、復(fù)合修整法等。其中，電解修整法速度快，但整形精度不高；電火花修整法整形精度高，既可整形又可修銳，但整形速度較慢；復(fù)合修整法有電解電火花復(fù)合修整法、機(jī)械化學(xué)復(fù)合修整法等，修整效果較好，但系統(tǒng)較復(fù)雜。本發(fā)明中，燒結(jié)砂輪的修整法更優(yōu)選使用電火花修整法或復(fù)合修整法。

本發(fā)明中，切削速度正比于燒結(jié)砂輪的周長(zhǎng)和砂輪轉(zhuǎn)速。而切削進(jìn)給量大小與切削速度相關(guān)，也與3D玻璃寬度、深度、強(qiáng)度以及3D玻璃硬度相關(guān)；如切削進(jìn)給量∝切削速度/(3D玻璃寬度*3D玻璃深度*3D玻璃強(qiáng)度*硬度)。由于是3D玻璃大面積加工，切削力較大，需要控制加工的切削進(jìn)給量。

本發(fā)明中，以CNC的多軸聯(lián)動(dòng)為基礎(chǔ)。成型加工的燒結(jié)砂輪需要準(zhǔn)確地按照3D玻璃外形的形狀要求設(shè)計(jì)，配合機(jī)床加工代碼讓CNC機(jī)床實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)3D玻璃加工?，F(xiàn)有3D玻璃成型方法直接采用電鍍砂輪加工，它隨著3D玻璃形狀的復(fù)雜而使加工效率太低，同時(shí)加工3D玻璃的鏡面效果差；并且多樣化和精度方面也不能滿足客戶要求。

因本發(fā)明中采用多軸聯(lián)動(dòng)的高速主軸驅(qū)動(dòng)燒結(jié)砂輪加工3D玻璃，可以加工不同設(shè)定要求的產(chǎn)品，與現(xiàn)有的電鍍砂輪加工方式相比較，本發(fā)明技術(shù)方案具有提高被加工3D玻璃品質(zhì)，提高加工效率、可重復(fù)對(duì)燒結(jié)砂輪整形并用于多次加工、以及提高成品率的有益技術(shù)效果。