[发明专利]一种玻璃异形面加工方法

说明书

本发明涉及玻璃加工技术领域，特别涉及一种玻璃异形面加工方法，通过对加工工具的振动频率、振幅，调节工具与加工件的静压力、对超声设备的相关输出参数进行调节以及对磨料悬浮液的种类、浓度等参数进行调节，从而实现异形玻璃通孔的加工，具有更小的工具损耗，更高的加工效率，更好的加工精度与表面质量。

技术领域

本发明涉及玻璃加工技术领域，特别涉及一种玻璃异形面加工方法。

背景技术

异形曲面玻璃因具有良好的握持手感、弧形边缘触控功能及更好的外观形象，使用越来越普及，被广泛应用于高端智能手机、VR眼镜等产品上，光学玻璃是典型的脆性材料，它具有硬度高、强度大、质地脆的特点，使得传统的切削加工方法难以胜任制造任务，所以对这些材料的精密和超精密加工已成为先进制造技术领域的一个重要研究方向。光学玻璃硬度高，对工具的选择具有局限性；质地脆，容易在已加工表面产生裂纹和凹纹，严重影响其表面的质量和精度。由于光学玻璃的可加工性极差，如果仍采用传统的粗磨、精磨、研磨及抛光等复杂的工艺，加工生产率低、成本很高，加工精度不易保证，对于面形复杂的工件甚至无法加工，远远不能适应现代高科技发展和高效率的要求。传统方法加工阶梯孔是采用金刚石磨头高速转动接触玻璃材料进行加工，属于接触式加工，存在如下缺点：①玻璃有爆边及划伤问题；②小于钻头尺寸的异形孔无法加工；③加工能力有限，无法加工形状复杂异形孔；④金刚石易磨损，更换成本较大。如何发明一种玻璃异形面加工方法是一项有待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种玻璃异形面加工方法。

本发明采用的技术方案如下：一种玻璃异形面加工方法，包括以下步骤：

S1.根据待加工异形玻璃通孔的加工需求，进行表面前处理；所述表面前处理为掩膜、清洗和干燥步骤中的任意一种或多种的组合；

S2.将待加工件置于超声设备中，加入磨料悬浮液；加工过程中，磨料悬浮液与加工件充分接触，在加工工件较深孔时，需定时抬起工具，以便加工产物的及时排除和磨料悬浮液的及时补充。

S3.根据待加工件通孔的加工需求调节超声设备的输出参数；

S4.调节加工工具的振动频率、振幅及与加工件的静压力，对加工件进行微孔加工，得到异形玻璃通孔。

本方案利用变幅工具结合超声湿磨的方式对异形玻璃通孔进行加工，通过对加工工具的振动频率、振幅及与加工件的静压力进行调节、对超声设备的相关输出参数进行调节以及对磨料悬浮液的种类、浓度等参数进行调节，从而实现异形玻璃通孔的加工，有效解决现有玻璃微加工成孔方法存在的精度低、成本高、过孔结构差、刻蚀速率低等问题。

优选的，所述S2中磨料悬浮液为质量分数为12-18％wt。具体的，磨料质量分数越低，加工间隙内磨粒总数偏少，加工速度下降，随着磨料质量分数的加大，加工速度会有所增加。但质量分数太高，磨粒在加工区域的循环运动和对工件的撞击运动相互影响，又会导致加工速度降低，更优的磨料悬浮液为质量分数为15-18％wt。

优选的，所述磨料的粒径为10-15μm，莫氏硬度为9-10。具体的磨料的种类、硬度、粒度对加工材料有明显影响，更优的方案中，磨料选用粒径为12-15μm的W10碳化硼。

优选的，所述超声振动频率为16-24KHz。

优选的，所述S4中加工工具包括变幅杆及固定在变幅杆上的工具头，工具尺寸采用式I确定：