[发明专利]硬脆材料的钻孔加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于硬脆材料的钻孔作业，使刀具可有效降低对硬脆材料所产生的下压力及加工应力，进而确保硬脆材料不易碎裂的钻孔加工方法。

背景技术

硬脆材料如玻璃面板的使用相当广泛，以手机的面板而言，其采用强化玻璃，该强化玻璃不论是采用化学方式强化或是物理方式强化，都是使玻璃的表面强化；由于部份手机的设计会在玻璃面板上设有实体的按键，使得玻璃面板必须钻孔以供装设实体的按键，传统玻璃面板的钻孔加工方式，主要将玻璃面板固定于载台上，一外表面具有研磨材的刀具则架设于一作高速旋转及升降移动的Z轴向进给机构上，而凭借Z轴向进给机构带动刀具高速旋转及下降，直接对玻璃面板进行研磨切削的钻孔作业。然而，随着玻璃面板强化技术的精进，使得玻璃面板表面强化的深度不断地加深，例如康宁公司第三代的玻璃面板，其上、下表面的强化深度均可达到40μm，而相对的也使得玻璃面板的质地更加硬脆，在这种情形下，传统玻璃面板的钻孔加工方式，由于其刀具对于玻璃面板所产生的下压力及加工应力过大，而非常容易使质地更加硬脆的玻璃面板碎裂，造成钻孔的合格率过低，在无法有效提升钻孔的合格率下，目前手机的玻璃面板上只好设计成非实体的按键，当然这样的限制，也会影响手机未来的发展，因此根本的解决的道仍在于有效提升玻璃面板的钻孔合格率。

发明内容

有鉴于此，本发明人遂以其多年从事相关行业的研发与制作经验，针对目前所面临的问题深入研究，经过长期努力的研究与试作，终究研创出一种可使刀具有效降低对硬脆材料所产生的下压力及加工应力，进而确保硬脆材料不易碎裂的钻孔加工方法，此即为本发明的设计宗旨。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种硬脆材料的钻孔加工方法，其将硬脆材料架置于一作X-Y轴向水平移动的载台上，一外表面具有研磨材的刀具，该刀具外径小于预设钻孔的孔径，该刀具架设于一作高速旋转及升降移动的Z轴向进给机构上，并使该Z轴向进给机构对刀具产生高频振动；其特征在于，该钻孔加工方法包括有：

螺旋运动进给研磨切削：是在硬脆材料预设位置处预设钻孔孔径，在Z轴向进给机构带动刀具高速旋转及进给时，载台同时配合带动硬脆材料沿着预设钻孔孔径位置作X-Y轴向水平移动，而使刀具对硬脆材料形成侧向的扩孔研磨切削；

高频振动进给研磨切削：是在刀具对硬脆材料进行螺旋运动进给研磨切削时同时进行该高频振动进给研磨切削，该高频振动进给研磨切削是在Z轴向进给机构带动刀具作高速旋转及Z轴向进给时，使刀具产生高频的Z轴向机械振动，而使刀具高频地与硬脆材料的切削面分离。

其中，该载台凭借程式的控制，使载台带动硬脆材料作预设钻孔孔径位置的X-Y轴向水平移动。

其中，该刀具的表面是金属粘结式磨石或是电解沉积式磨石。

其中，该Z轴向进给机构上装设高频振动主轴或高频振动刀把，以使刀具产生高频振动。

其中，该Z轴向进给机构设有高频振动刀把，该高频振动刀把则插套于加工主轴上，而由加工主轴带动高频振动刀把作高速旋转及Z轴向进给，该高频振动刀把于刀把本体上连结固定有一扩张杆，该扩张杆的第一端装设有复数个压电片，第二端则连结固定刀具，于压电片输入电压时，使刀具产生高频的轴向机械振动，而作高频振动进给研磨切削。

其中，该Z轴向进给机构的加工主轴的转速为3000～6000rpm，该加工主轴的Z轴向进给速度为≦2000mm/min。

其中，该Z轴向进给机构的高频振动刀把，其振动频率为20KHZ～60KHZ，振幅为5μm～10μm。

其中，该刀具在高频振动进给研磨切削时，该Z轴向进给机构的高频振动刀把可视硬脆材料强化的深度而配合改变振幅。

其中，该刀具在高频振动进给研磨切削硬脆材料的上、下表面层时，该高频振动刀把的振幅为10μm，该刀具在高频振动进给研磨切削硬脆材料的中间层时，该高频振动刀把的振幅为5μm。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：