玻璃加工流程

一、根据加工需求选择机床与刀具

1、加工图纸分析

分析图纸中所加工产品厚度、尺寸、所需要加工的位置及形状，还有加工所要求的精度。分析好后将数据记下待以后使用。

2、根据所加工的产品是否有特殊要求选择机床

（1）丝印或镀膜后要求加工精度较高的要选择带CCD系统的机床，如CarverLGC-P。

（2）如果加工的玻璃没有特殊要求，只要选择普通的机床就可以，如JDLGS230，JDLGC230，PMS-U等。

（3）是否要带刀库就要根求客户的要求而定。

3、根据图纸选择磨头

（1）加工外形的磨头选择。

加工外形的刀选择用异形磨头,如图一，即粗磨外形与精磨外形及倒边用同一把磨头。图中C处为300M做外形开粗；图中A、B、D处为600M做外形精修与倒边用。因为外轮廓外面是开阔的磨头的大小就没有太多限制。对于批量生产的磨头对倒边A处就要做一下修改，如下图一：矩形a的宽等于产品的厚度减去两倒边的长度，矩形A的长度可以选择7mm或8mm。角D等于玻璃倒边的角度,精修后可一次成形，这样就可以节省一次倒边的时间。A、B、D处镀砂的目数为600M做精修用，C处镀300M做外形粗修用。如果坯料的余量较大于0.2mm最好在加一段180M的砂轮既可以节省开粗时间，又可以提高磨头的使用寿命。

 
【 图 一 】

（2）加工内孔的磨头要根据内孔的尺寸大小可灵活控制。

A、如果孔的尺寸足够大能用加工外形的磨头加工就用加工外形的磨头一同加工。

B、如果不能用外形的磨头加，磨头尺寸就要由内孔的尺寸与内孔中最小的圆弧来决定，磨头的最大尺寸要小于产品尺寸。例如小于1.5mm的内孔均不能用异形磨头倒下边，如果倒边的话只能翻面加工，用普通形状的刀。刀具形状的选择相对较容易，具体的尺寸要根据加工的需要选择，依据是与其它材料加工选刀一样。

二、工艺装备

玻璃的磨削到目前为止还是使用真空定位，其它的为法还没有被应用。对于玻璃的工艺装备可分为以下两个部分：1、吸盘；2、吸盘连接部分；3、真空系统。

1、吸盘结构。

吸盘可分为两个部分：形腔部分与连接部分。如下图二

 
【 图 二 】

（1）吸盘形腔部分的材料要求：

A、硬度要小于玻璃的硬度，不然会在取放玻璃的时候划伤玻璃；

B、韧性与耐磨性要好；

C、受环境形响影响量时变形量要小，保证正常停机时间、正常温升不变形。

这部分材料较好的是选择是20mm-25mm厚的赛钢板，纤维板也可以用。

吸盘的尺寸及形状确定。玻璃的加工绝大部分是轮廓的加工，由于磨头上不能做避空位，所以避空位只能做在吸盘上。吸盘的外形尺寸的确定原则：加工过程中异形磨头的最大直径部分与吸盘不发生干涉，如下图三；

 
【 图 三 】

吸盘形腔高度的确定原则：加工到最大深度时，异形磨头的最下端不与底面发生干涉。孔位的尺寸和设计与外形的原理相同。

吸盘的形状主要是内部气道与形腔凸出的高度的设计，原则是

A、气道壁的上部平面度要好；

B、气道尺寸不要太小，气道壁与气道面积与分布要均匀；

C、气道的外轮廓要封闭；

D、气道中要有与吸盘连接部分相通的通气孔；

E、凸台的高度要大于路径中设置深度减去一个玻璃的厚度。如下图四

 
【 图 四 】

玻璃的定位还要用到直角尺，直角尺与吸盘形腔配合才能将玻璃的四边与吸盘形腔的四边对应平行。四边的余量控制要留在直角尺上，如下图五中A部分的宽度为毛坯所留余量的一半；高度要小于吸盘形腔凸台的高度。图五中B部分的宽度上没有严格的要求，高度上要大于吸盘形腔凸台加上玻璃的厚度。图五中C部的圆弧是为了壁开玻璃的尖角处对定位的影响。

 
【 图 五 】

2、吸盘连接部分。

这一部分材料的要求与吸盘形腔部分一样，主要差别是在形状上。这部分的主要作用是：连通真空管路与吸盘形腔的气道；将吸盘形腔与机床台面连接并固定。

具体形状如图六，材料厚度20mm以上。A处部分内的矩形深槽通过通孔C与外部气管连接。B处作用是将此部分与用螺钉固定机床的工作台面上。4个D均为螺纹孔，作用是将吸盘形腔部分与此部连接。

装配过程：

（1）将成形的吸盘连接部分、密封胶、4个内六角螺钉准备好；

（2）将吸盘形腔坯料依照4个螺纹孔的位置及尺寸在相应位置做出4个沉头孔；

（3）将密封胶涂在图中A处矩形深槽的边缘处，然后将吸盘坯料的4个沉头孔与连接部分的4个螺纹孔对应好后把两部分合在一起并用螺钉固定；

（4）放置12小时待密封胶固化后即可加工上部的吸盘形腔部分。

 
【 图 六 】

如果机床Z轴的行程较大的话可以使用圆形电木做连接部，可以起到二次台面的做用。

3、真空系统。

真空系统主要由管路、控制阀、过滤系统、真空泵组成。

（1）管路的外径要大于8mm，壁厚要大于5mm，管路质量要保证能承受一个大气压的压力。

（2）控制阀使用普通的水控制阀即可，根据客户的需求也可以使用电磁阀。

（3）过滤系统的容积要大于0.3L，最低要求是出口不能有液态水，最好是将水蒸汽也过滤掉。 

（4）真空泵。

真空的主要来源就是真空泵，真空泵是一个相对复杂的部分，其分类有很多种。按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分为两种类型，即气体传输泵和气体捕集泵。这两种大类下面还有很小的分类，我们所能用到的只有气体传输泵，这种泵下面不家很多分类：⑴往复真空泵；⑵旋转真空泵；

选择真空泵注意事项：

A、真空泵在其工作压强下，所能达到的真空度及流量是否能满足使用。

B、真空泵工作时产生的振动对工艺过程及环境有无影响。若工艺过程不允许，应选择无振动的泵或者采取防振动措施。

C、了解被抽气体成分，气体中含不含可冷凝蒸气，有无颗粒灰尘，有无腐蚀性等。选择真空泵时要针对被抽气体选择相应的泵。如果气体中含有水蒸气、颗粒、及腐蚀性气体，应该考虑在泵的进气口管路上安装辅助设备，如过滤器。

D、真空设备对油污染的要求。若设备严格要求无油时，应该选各种无油泵。

E、正确地选择真空泵的工作点。每种泵都有一定的工作压强范围，如：2BV系列水环真空泵工作压强范围760mmHg~25mmHg（绝压），在这样宽压强范围内，泵的抽速随压强而变化，其稳定的工作压强范围为760~60mmHg。因而，泵的工作点应该选在这个范围之内较为适宜，而不能让它在25~30mmHg下长期工作。

F、真空泵排出来的油蒸气对环境的影响如何。如果环境不允许有污染，可以选无油真空泵，或者把油蒸气排到室外。

G、真空泵参数中最重要的两个是：为真空泵抽气速率(l/s)（流量）与真空度。对于玻璃的加工过程要求每一台机所要求的流量为135L/S；真空度要达到0.7mp以上。

三、切削液 
切削液的作用.有以下四点： 
1、清洗作用； 
加工的同时沾污设备机床和工件，不易清洗，所以要求切削液有良好的清洗作用。 
2.、防锈作用； 
工件要与环境介质及切削液组分分解或氧化变质而产生的腐蚀性介质会腐蚀与机床内部件表面，如果切削液没有一定的防锈能力，在使用一段时间后，就会影响设备的寿命和产品的外观质量。 
3.、冷却作用； 
切削液通过和切削而发热的工件与磨头，降低切削温度，减少玻璃和磨头的烧伤以保证所需的玻璃尺寸。 
4.、润滑作用； 
切削液就是一种在加工时减少的摩擦形成部分润滑膜的润滑剂。 
四、加工工艺 
玻璃的加工工艺相对于其他行业就比较简单了，加工方法只会用到曲线加工组中的单线加工与轮廓加工，重点是掌握玻璃的加工性能。 
玻璃的加工形状都比较简单，一种是外轮廓的加工，一种是内孔的加工。需要设置的加工参数主要有下面几个：A、加工余量；B、加工深度；C、进刀方式；D、退刀方式；E、下刀方式；F、刀具几何形状；G、走刀速度。 
下面就分别说明一下这两个不同位置的加工与相应的参数设置。

图七 1、外轮廓的加工； 
现在就以毛坯余量0.5mm、厚度1mm、上下倒边均为45度、倒边长度为0.2mm说明一下工艺过程。前面我们已经把加工外形所用的磨头外形状定制好了，再具体确定一下各部分尺寸（如图七）。对于异形磨头的各部尺寸一定要准确不然很容易在加工过程中出问题。 
图中A处为300M粗修外形，B处为600M精修外形，C处为600M、角度为45度导上下边使用。 
（1）、用A处300M粗精修外形。所要设置的参数有： 
A、加工余量留0.1mm； 
B、加工深设定在1.2mm—1.8mm的范围内均可，因为A处的宽度是3mm在这个深度内都能完全加工到玻璃，如果是量产的话定制磨头时A处与B处的宽度可以设计为1.5mm； 
C、进刀方式要设置为“圆弧相切”其中圆弧半径与圆弧角度配合设置使进刀即平缓又能节省时间，图中八中2的设置路径就略长于1的设置。对于外形加工时可以把圆弧半径设置到很大，但在内孔加工时就有限制了。此工序的进刀位置要设置在直边上，不能设置在边角处，因边精修外形时边角处的磨削量较大。退刀可以与进刀相同，也可根据需要加工或缩短。

图八 
D、刀具几何形状的设置也就是我们用在此道工序的磨头直径，这里设置为[平底]JD-7.00。 
E、走刀速度要依据加工量的大小分段设置，如图九中红色的部分是要切削掉的部分。直边的走刀速度可以设置为0.2m/min；尖角处可设置为0.5mm/min.

图九 
F、对于进其它参数均可以先择关闭。 
（2）、用磨头B处600M对外形进行精修。所需要设置的参数有： 
A、加工余量设置为0； 
B、加工深度设置在4.7mm-5.3mm之间，原理与粗修时相同。 
C、进给速度可设置到0.85m/min。 
D、进刀方式可以是圆弧内切也可是外切，进刀位置要设在圆弧处，以防止进退刀是留下明显的痕迹。 
E、其它参数与粗修时一样即可。 
（3）、用C处600M倒边。 
倒边的要求是45度、倒边长度是0.2mm，磨头的角度就是45度只要能加工到位倒出的角就是45度了，关键是0.2mm倒边的确定，这个倒边的长度的控制设计在了磨头的直径上，所以调整参数设置中的刀具直径就能倒出我们所需要的长度。 
A、首先确定一下加工深度，依据是C处的中间位置要对应在玻璃的中间位置上，也就是10+3/2+1/2=10.65mm,1/2为玻璃厚度的一半。 
B、确定倒边的长度。除了倒掉的部分（图十中的两个D的直角边）剩余的边长A是0.6mm，所要倒的角度是45度所以图中B的长就与图中的两个D的直角边长度相同也就是0.2mm。此时刀具的直径就可以确定了：磨头到C处的直径加上B的长度也就是7mm+0.2mmX2＝7.4mm。 
C、余量。上一步的刀具直径也可设置7mm，倒边的长度用余量控制，余量设置为0.2mm即可。　　　　　　　　　　　　　　　　　 

　图十 
D、进刀与退刀参数的设置。进到位置与进刀方式与精修进刀相同，规则是磨头的异形处不要与玻璃发生干涉。刀异形处直径是9mm，所以退刀点到玻璃边缘的距离一定要大于9mm/2＝4.5mm。这个数值是通过进刀参数中的圆弧直径与圆角度共同确定的。 
2、内孔的加工 
图　 

图　十一 
跟据内孔最小处的圆弧直径可分为大孔与小孔。内孔最小圆弧处大于2mm的为大孔，加工过程中可用同一把磨头打孔扩孔，然后再用另一把异形磨头做精修与倒边；内孔小于2mm又需要双面倒边的玻璃就需要翻面加工了。图十一中A、B、C是所要使用的磨头，D、E、F分别为不同形状、尺寸的内孔。 
大孔与小孔的加工工艺过程是相同的，图十一中D的最小圆弧直径是3.34mm可用使用直径为3mm的刀进行打孔与扩孔，再使用异形磨头C进行倒边。内孔D可以直接用加工外形的磨头进行加工，内孔的加工除了刀具与外形的不同外其余的工艺过程都相同，下面就以较小的内孔E（孔的宽度是2mm）说明一下工艺过程以及要设置的参数： 
（1）打孔 
A、用300M的磨头A打孔，可留余量的最大值等于孔的直径减去刀的直径，也就是0.5mm，这里可以留0.05mm-0.1mm余量。 
B、加工深度的设置。因为磨头的前端是半个圆球，所以在设置深度的时候一定要加上一个圆球的半径,也就是玻璃的厚度加0.75mm再加上一点余量。这里设置为0.85mm。 
C、下刀方式的设置。打孔的过程是先在玻璃上打出一个小通孔然后进行轮廓切割。选用下刀方式就是为了打出一个小孔，打孔最好的下刀方式就是螺旋下刀，其参数设置如下： 

螺旋半径(L)。软件中能计算最小的螺旋半径就是0.05mm了，最大螺旋半径的计是：孔的宽度(2mm)-两倍的余量（0.08mm）-刀具直（1.5mm）]/2＝0.17mm。因为这一步只打出一个小孔，所以这个半没必要给的太大，0.05mm-0.15mm即可。 
表面预留（T）。设置为0.02mm可以防止快速下刀时扎伤玻璃。 
下刀角度（A）。这个参数与螺旋半径配合可以调整吃刀深度，上面螺旋半径已经确定，调解下刀角度就可以调整每层的吃刀深度。 
每层最大深度（B）。这个参数可以限定每层的最大吃刀深度，当上面的下刀角度过大时，这个参数就起作用，下刀角度就失效了。 
D、进刀与退刀方式的设置。这里的进刀方式还是圆弧进刀，但对进刀的位置要求的比较严格，进刀位置要调整到两条路径的中心线上，这样可以使切削量比较均匀，可避免进退刀时划伤玻璃。调整参数中的圆弧半径与圆弧角度就可以把进刀与退刀点调整到中心线上。 
E、走刀速度。打孔时的速度设置整段不要超过0.2m/min。 
（2）精修孔与倒边 
A、用600M的磨头精修孔A，余量设置为0，下刀方式关闭，其它的均与上一步相同。 
B、用600M异形磨头C倒边。到边的基本设置与精修相同，不同的是加工深度的设定，其计算方法与倒外形的计算一样。特别要注意的是：进退刀的位置一定要在两条路径的中心线上，不然很容易撞坏玻璃。 
如果孔的宽度小于1.5mm倒边的时候就要将玻璃翻面加工，翻面时一定要保证定位的准确。