一种玻璃工艺性倒角数控铣削加工方法

技术领域

本发明涉及光学加工技术领域，尤其涉及一种玻璃工艺性倒角数控铣削加工方法。

背景技术

部分密闭型光学系统，要求密闭空间内无任何杂质，其内部光学零件的倒角即认为是对系统性能有影响的工艺性倒角，因此对倒角提出更高要求。相对于一般的保护性倒角，工艺性倒角必须保证无破损崩边，表面粗糙度好。

传统的倒角加工方式，使用散粒磨料和对应的圆盘状磨具，通过研磨方式可以得到加工质量很高的倒角，但是该方式只适用于光学零件的直边或外圆，对于复杂曲线边缘、沟槽等难以利用磨具和散粒磨料加工的零件，则需要数控加工成型，利用固着磨料刀具铣削倒角，由于玻璃材料的硬脆特性，该方式极易产生破损崩边，且表面粗糙度一般较差。

因此，针对上述问题，业内急需一种玻璃工艺性倒角数控铣削加工方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种玻璃工艺性倒角数控铣削加工方法，解决固着磨料刀具铣削倒角极易产生破损崩边及表面粗糙度差的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种玻璃工艺性倒角数控铣削加工方法，包括以下步骤：

利用杯型刀具的端面以预设加工轨迹铣削倒角；

铣削倒角过程中加载超声振动沿所述杯型刀具的轴向施加高频振动。

进一步地，所述杯型刀具为烧结金刚石刀具。

进一步地，所述杯型烧结金刚石刀具包括粗砂杯型烧结金刚石刀具及细砂杯型烧结金刚石刀具。

进一步地，铣削倒角过程中先使用所述粗砂杯型烧结金刚石刀具，再使用所述细砂杯型烧结金刚石刀具。

进一步地，所述杯型烧结金刚石刀具为细砂杯型烧结金刚石刀具。

进一步地，所述杯型烧结金刚石刀具的金刚石粒度≤W20。

进一步地，所述预设加工轨迹为沿倒角方向设计数控机床沿XZ方向/YZ方向的二轴联动形成的加工轨迹。

进一步地，以所述杯型刀具的端面接触倒角边缘作为加工零点。

进一步地，使用数控机床的超声振动沿所述杯型烧结金刚石刀具的轴向施加高频振动。

进一步地，加工后的玻璃工件的表面粗糙度Ra≤0.2μm。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明的玻璃工艺性倒角数控铣削加工方法，利用杯型刀具端面铣削倒角，而非常规的刀具侧面铣削倒角，可以减小切削压力，避免崩边；同时超声振动辅助铣削可以产生高频微撞击，提升表面粗糙度质量。

附图说明

图1为本发明的玻璃工艺性倒角数控铣削加工方法的流程示意图；

图2为本发明的杯型烧结金刚石刀具的结构示意图；

图3为本发明的超声振动辅助铣削的结构示意图；

图中：1-杯型烧结金刚石刀具；101-刀具侧面；102-刀具端面；2-超声波发生器；3-主轴；4-发射架；5-接收器；6-玻璃工件；A-高频振动；B-二维运动轨迹；C-加工零点。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1，本发明提供了一种玻璃工艺性倒角数控铣削加工方法，该方法可以包括以下步骤：

S100、利用杯型刀具的端面以预设加工轨迹铣削倒角；

S200、铣削倒角过程中加载超声振动沿杯型刀具的轴向施加高频振动。

在上述实施方式中，步骤S100中，以杯型刀具的端面接触倒角边缘作为加工零点；步骤S200中，如图3所示，使用数控机床的超声振动沿杯型烧结金刚石刀具1的轴向施加高频振动A加工玻璃工件6，超声波发生器2与发射架4连接，接收器5在接收到发射架4的相关信号后带动主轴3沿刀具轴向进行高频振动，并以杯型烧结金刚石刀具1的端面接触倒角边缘作为加工零点C。

该加工方法的加工效率高，零件一次装夹即可成型，数控加工过程无需任何操作。加工后的玻璃工件的表面粗糙度Ra≤0.2μm。

作为一种可选的实施方式，杯型刀具为烧结金刚石刀具。如图2所示，加工过程中使用其刀具端面101进行铣削，而并非传统的刀具侧面102，采用烧结金刚石刀具自锐性好，磨损低，可以降低加工成本。

作为一种可选的实施方式，杯型烧结金刚石刀具包括粗砂杯型烧结金刚石刀具及细砂杯型烧结金刚石刀具，在此情况下，铣削倒角过程中先使用粗砂杯型烧结金刚石刀具进行粗加工，再使用细砂杯型烧结金刚石刀具进行精加工。

作为一种可选的实施方式，杯型烧结金刚石刀具为细砂杯型烧结金刚石刀具。在此情况下，铣削倒角过程中可以直接使用细砂杯型烧结金刚石刀具进行精加工，不再使用粗砂杯型烧结金刚石刀具，加工过程更加便捷。

作为一种可选的实施方式，杯型烧结金刚石刀具的金刚石粒度≤W20。该粒度能够满足倒角铣削加工出的表面粗糙度较小，更加光滑，以达到光学元件的使用要求。

作为一种可选的实施方式，预设加工轨迹为沿倒角方向设计数控机床沿XZ方向/YZ方向的二轴联动形成的加工轨迹。其中，如图3所示，该二维运动轨迹B可以有效去除铣削纹路。

实施例1

该加工工艺具体包括以下步骤：

1)杯型烧结金刚石刀具和固定玻璃工件；

2)打开数控机床超声功能，沿刀具轴向产生高频振动；

3)杯型烧结金刚石刀具端面接触倒角边缘作为加工零点；

4)设置倒角大小和角度，运行二维移动轨迹程序加工倒角。

通过综合运用刀具端面铣削，超声振动辅助铣削，结合二维运动轨迹，解决了固着磨料刀具铣削倒角极易产生破损崩边且表面粗糙度差的难题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。