硬脆材料的鉆孔加工方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應用于硬脆材料的鉆孔作業(yè)，使刀具可有效降低對硬脆材料所產(chǎn)生的下壓力及加工應力，進而確保硬脆材料不易碎裂的鉆孔加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硬脆材料如玻璃面板的使用相當廣泛，以手機的面板而言，其采用強化玻璃，該強化玻璃不論是采用化學方式強化或是物理方式強化，都是使玻璃的表面強化；由于部份手機的設計會在玻璃面板上設有實體的按鍵，使得玻璃面板必須鉆孔以供裝設實體的按鍵，傳統(tǒng)玻璃面板的鉆孔加工方式，主要將玻璃面板固定于載臺上，一外表面具有研磨材的刀具則架設于一作高速旋轉(zhuǎn)及升降移動的Z軸向進給機構(gòu)上，而憑借Z軸向進給機構(gòu)帶動刀具高速旋轉(zhuǎn)及下降，直接對玻璃面板進行研磨切削的鉆孔作業(yè)。然而，隨著玻璃面板強化技術(shù)的精進，使得玻璃面板表面強化的深度不斷地加深，例如康寧公司第三代的玻璃面板，其上、下表面的強化深度均可達到40 μ m,而相對的也使得玻璃面板的質(zhì)地更加硬脆，在這種情形下，傳統(tǒng)玻璃面板的鉆孔加工方式，由于其刀具對于玻璃面板所產(chǎn)生的下壓力及加工應力過大，而非常容易使質(zhì)地更加硬脆的玻璃面板碎裂，造成鉆孔的合格率過低，在無法有效提升鉆孔的合格率下，目前手機的玻璃面板上只好設計成非實體的按鍵，當然這樣的限制，也會影響手機未來的發(fā)展，因此根本的解決的道仍在于有效提升玻璃面板的鉆孔合格率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明人遂以其多年從事相關(guān)行業(yè)的研發(fā)與制作經(jīng)驗，針對目前所面臨的問題深入研究，經(jīng)過長期努力的研究與試作，終究研創(chuàng)出一種可使刀具有效降低對硬脆材料所產(chǎn)生的下壓力及加工應力，進而確保硬脆材料不易碎裂的鉆孔加工方法，此即為本發(fā)明的設計宗旨。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種硬脆材料的鉆孔加工方法，其將硬脆材料架置于一作X-Y軸向水平移動的載臺上，一外表面具有研磨材的刀具，該刀具外徑小于預設鉆孔的孔徑，該刀具架設于一作高速旋轉(zhuǎn)及升降移動的Z軸向進給機構(gòu)上，并使該Z軸向進給機構(gòu)對刀具產(chǎn)生高頻振動；其特征在于，該鉆孔加工方法包括有:
[0006]螺旋運動進給研磨切削:是在硬脆材料預設位置處預設鉆孔孔徑，在Z軸向進給機構(gòu)帶動刀具高速旋轉(zhuǎn)及進給時，載臺同時配合帶動硬脆材料沿著預設鉆孔孔徑位置作X-Y軸向水平移動，而使刀具對硬脆材料形成側(cè)向的擴孔研磨切削；
[0007]高頻振動進給研磨切削:是在刀具對硬脆材料進行螺旋運動進給研磨切削時同時進行該高頻振動進給研磨切削，該高頻振動進給研磨切削是在Z軸向進給機構(gòu)帶動刀具作高速旋轉(zhuǎn)及Z軸向進給時，使刀具產(chǎn)生高頻的Z軸向機械振動，而使刀具高頻地與硬脆材料的切削面分離。
[0008]其中，該載臺憑借程式的控制，使載臺帶動硬脆材料作預設鉆孔孔徑位置的X-Y軸向水平移動。
[0009]其中，該刀具的表面是金屬粘結(jié)式磨石或是電解沉積式磨石。
[0010]其中，該Z軸向進給機構(gòu)上裝設高頻振動主軸或高頻振動刀把，以使刀具產(chǎn)生高頻振動。
[0011]其中，該Z軸向進給機構(gòu)設有高頻振動刀把，該高頻振動刀把則插套于加工主軸上，而由加工主軸帶動高頻振動刀把作高速旋轉(zhuǎn)及Z軸向進給，該高頻振動刀把于刀把本體上連結(jié)固定有一擴張桿，該擴張桿的第一端裝設有復數(shù)個壓電片，第二端則連結(jié)固定刀具，于壓電片輸入電壓時，使刀具產(chǎn)生高頻的軸向機械振動，而作高頻振動進給研磨切削。
[0012]其中，該Z軸向進給機構(gòu)的加工主軸的轉(zhuǎn)速為3000?6000rpm，該加工主軸的Z軸向進給速度為蘭2000mm/min。
[0013]其中，該Z軸向進給機構(gòu)的高頻振動刀把，其振動頻率為20KHZ?60KHZ，振幅為5 μ m ?10 μ m0
[0014]其中，該刀具在高頻振動進給研磨切削時,該Z軸向進給機構(gòu)的高頻振動刀把可視硬脆材料強化的深度而配合改變振幅。
[0015]其中，該刀具在高頻振動進給研磨切削硬脆材料的上、下表面層時，該高頻振動刀把的振幅為?ο μ m,該刀具在高頻振動進給研磨切削硬脆材料的中間層時，該高頻振動刀把的振幅為5 μ m。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果是:
[0017]本發(fā)明提供一種硬脆材料的鉆孔加工方法，其將硬脆材料架置于一作X-Y軸向水平移動的載臺上，一外表面具有研磨材的刀具則架設于一作高速旋轉(zhuǎn)及升降移動的Z軸向進給機構(gòu)上，并使該Z軸向進給機構(gòu)產(chǎn)生高頻振動；該鉆孔加工方法包括有螺旋運動進給研磨切削及高頻振動進給研磨切削，該螺旋運動進給研磨切削是在Z軸向進給機構(gòu)帶動刀具高速旋轉(zhuǎn)及進給時，載臺同時配合帶動硬脆材料作X-Y軸向水平移動，而以側(cè)向擴孔研磨切削的方式，以降低刀具于Z軸向進給時對硬脆材料所產(chǎn)生的下壓力，該高頻振動進給研磨切削則是在Z軸向進給機構(gòu)帶動刀具高速旋轉(zhuǎn)及進給時，以高頻振動的方式，有效降低刀具于Z軸向進給時對硬脆材料所產(chǎn)生的加工應力，進而確保硬脆材料于鉆孔作業(yè)時不易碎裂。
[0018]本發(fā)明提供一種硬脆材料的鉆孔加工方法，其中，該高頻振動進給研磨切削是在Z軸向進給機構(gòu)上裝設高頻振動主軸或高頻振動刀把，于采用高頻振動刀把時，該高頻振動刀把是在刀把本體上連結(jié)固定有一擴張桿，該擴張桿的第一端裝設有復數(shù)個可作反轉(zhuǎn)壓電效應的壓電片，第二端則連結(jié)固定具有研磨材的刀具，于輸入電壓時使擴張桿帶動刀具產(chǎn)生高頻的軸向機械振動，使得刀具可作高頻的振動研磨切削，以有效降低刀具于Z軸向進給時對硬脆材料所產(chǎn)生的加工應力，進而確保硬脆材料于鉆孔作業(yè)時不易碎裂。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的架構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明Z軸向進給機構(gòu)的示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明鉆孔前位置的俯視示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明鉆孔前位置的側(cè)視示意圖；
[0023]圖5是本發(fā)明鉆孔時位置的俯視示意圖；
[0024]圖6是本發(fā)明鉆孔時位置的側(cè)視示意圖；
[0025]圖7是本發(fā)明鉆孔后位置的俯視示意圖；
[0026]圖8是本發(fā)明鉆孔后位置的側(cè)視示意圖。
[0027]附圖標記說明:10_玻璃面板；11_載臺；111-定位治具；20_刀具；30_Z軸向進給機構(gòu)；31_高頻振動刀把；311_刀把本體；312_擴張桿；313_壓電片；32_加工主軸；A-預設鉆孔孔徑；B-刀具外徑。
【具體實施方式】
[0028]為使貴審查委員對本發(fā)明作更進一步的了解，茲舉一較佳實施例并配合圖式，詳述如后:
[0029]請參閱圖1，本發(fā)明將如玻璃面板10的硬脆材料架置于一作X-Y軸向水平移動的載臺11上，于本實施例中，該載臺11上設有一定位治具111，以供架置定位玻璃面板10，并憑借程式的控制，使載臺11帶動玻璃面板10作預設鉆孔孔徑位置的X-Y軸向水平移動；一外表面具有研磨材的刀具20，該刀具20的表面可為金屬黏結(jié)(metal-bonded)式磨石或為電解沉積(electrodeposited)式磨石,而可對硬脆材料進行研磨切削，另該刀具20的外徑小于預設鉆孔的孔徑，例如預設鉆孔的孔徑為5 mm，則可選擇外徑為3?4 mm的刀具20，該刀具20架設于一可作高速旋轉(zhuǎn)及升降移動的Z軸向進給機構(gòu)30上，并使該Z軸向進給機構(gòu)30可對刀具20產(chǎn)生高頻振動。請參閱圖2，為了使該Z軸向進給機構(gòu)30對刀具2