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                立銑刀是如何加工玻璃材料的?

                發布者:銳峰五金機械   發布時間:2019-4-19 14:42:06

                       玻璃屬于硬脆材料,很早以前就被用于我們的日常生活中。近年來,隨著IT產業的發達,玻璃作為光學器件的結構材料,其需求量不斷增加。此外,在材料開發 、醫療、制藥、環保等各個領域,玻璃作為檢查基板的制作材料,其用量也越來越大。這些構件所需玻璃制品的生產,可大致分為兩類:平面或曲面加工和微細形狀加工。前者通過化學機械研磨(CMP)工 序,目前已確立了納米級的高水平表面加工技術。而對于后者,由于玻璃具有易碎、易缺損的特性,以前,用機械方法直接進行加工被認為十分困難,因此一般是利用氫氟酸進行化學去除法加工。
                      近年來,采用激光、等離子等各種加工方法,也可以實現對軟玻璃的微細加工。但是,這些加工方法所使用的設備復雜,所需費用也相當高。大家都寄希望于開 發出價格低廉、操作簡單的加工方法?;谶@種現狀,近年來,利用機械加工方法對玻璃材料進行切削試驗的研究以及技術開發不斷增多。日本的竹內教授等人報告了利用立銑刀對玻璃進行三維形狀加 工的研究,其可行性和實用性值得期待。作者著眼于立銑刀的切削機理,對玻璃材料進行了10μm以上的溝槽加工試驗,以考察其切削特性。本文介紹了用球頭立銑刀加工玻璃材料的切削特性及應用實例 。
                      立銑刀對玻璃的塑性-脆性混合模式切削從刀具軸對應的垂直斷面內的刃口軌跡,以及刃口軌跡與后續刃口軌跡的干涉曲線模式可以看出,立銑刀在旋轉的同時由 下向上運動,每旋轉一次就將切除一部分材料。在這種加工過程中,刃口不斷地切入和切出(脫離)材料。因此,刃口每旋轉一次的切削厚度由0增加到最大切削厚度,然后又逐漸減少到0。
                      隨著刀具的移動,其余部分隨后也被切削。如果玻璃的切削厚度在1μm以下,就會與金屬一樣生成切屑,在不發生脆性龜裂的情況下實現材料的去除。因此,將 切削厚度保持在 1μm以下,可使加工表面不受到脆性損傷。在實際加工過程中,由于主軸的振動及刀具彎曲的影響,并不能得到理想的切削軌跡。在刃口切入部位和切出部位附近,加工表面的創建機理 也存在同樣的情況。
                      因此,要設定適當的主軸轉速和進給速度,才能實現對玻璃的塑性加工。用球頭立銑刀加工時,切削刃軌跡的旋轉半徑隨著刀具軸方向高度的提升而增大。因此 ,根據上述機理,從溝槽底部到溝槽上部形成加工表面時,即使沿軸向的切深較大,加工表面也不會發生脆性損傷。但是,刃口底部的旋轉半徑過小,切削速度很低。因此,為了提高切削性能,將刀具 向進給方向傾斜一定角度,以保持一定的切削速度來進行加工。

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