一种金刚石磨头磨除陶瓷滤波器金属镀层的防粘附方法

技术领域

本发明涉及陶瓷滤波器金属镀层生产加工技术领域，具体而言，涉及一种金刚石磨头磨除陶瓷滤波器金属镀层的防粘附方法。

背景技术

随着信息时代的快速发展，小型化、轻量化、低成本已成为滤波器未来的发展趋势。陶瓷滤波器通常使用的是具有高介电常数和低损耗的陶瓷材料，如铝氧化物(Al2O3)、钛酸锶(SrTiO3)等。采用这些材料制作的陶瓷滤波器适用于高频率的应用场景，特别是5G、无线通信设备、雷达系统、医疗仪器等领域，用于滤除干扰信号和选择特定频段的信号。

陶瓷滤波器表面金属镀层加工工艺过程中，需要在陶瓷表面金属化后镀金属层表面局部完成端口激励图形和耦合窗口图形的刻制。在目前常用的介质陶瓷银面去银方法包括银层激光雕刻加工工艺和金刚石磨粒刀具雕铣加工去除局部银层等。但银层激光雕刻加工工艺中，需要采用大功率雕刻图层配合小功率清扫图层相结合的方式轰击烧结后的介质波导滤波器的介质陶瓷表面，完成介质陶瓷表面局部刻制及去银，可激光轰击的刻制及去银的方式对烧结后的介质陶瓷表面的热损伤较大，易导致表面产生裂痕，影响介质波导滤波器的可靠性，且刻制及去银后的介质陶瓷表面边缘留有碳化物残留，对高敏感耦合窗口有重大影响。由于陶瓷滤波器在边加工需要边测试各种滤波参数，所以加工过程中不能使用冷却液避免热损伤。而在金刚石磨头雕铣加工去除局部银层的加工工艺得到陶瓷滤波器表面虽然造成的热损伤较小，但是由于金属化镀层多为富延展性金属，加工过程中产生的金属碎屑会堵塞在刀具表面，从而使得加工表面质量下降且刀具使用寿命因堵塞而变短。

有鉴于此，申请人在研究了现有的技术后特提出本申请。

发明内容

本发明提供了一种金刚石磨头磨除陶瓷滤波器金属镀层的防粘附方法，旨在改善上述技术问题中的至少一个。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种金刚石磨头磨除陶瓷滤波器金属镀层的防粘附方法，包括以下几个步骤：步骤S00：将金刚石磨头和待加工陶瓷滤波器分别安装在机床的输出端和所述机床的输出端下方；步骤S10：对陶瓷滤波器的加工区域加入固体粉末除屑剂；步骤S20：对机床预设过程控制刀路参数；步骤S30：机床接收过程控制刀路参数，金刚石磨头按照清扫图层及所述过程控制刀路参数对所述陶瓷滤波器表面的富延展性金属镀层进行加工，去除陶瓷滤波器表面富延展性金属镀层；步骤40：使用高压气枪将固体粉末除屑剂及镀层切屑吹除。在金刚石磨头加工金属镀层的过程中固体粉末除屑剂会填充磨头，从而使得磨头通过摩擦、挤压等行为使得粘附在磨头表面的磨粒和磨粒间的容屑空间上的金属粘附层及时脱落，使得磨头保持锋利工作状态，去除切屑，使切屑脱落

作为进一步优化,所述步骤S10中还包括步骤S11，步骤S11：当陶瓷滤波器的加工区域为盲孔底部或工件上表面时，采用将固体粉末除屑剂直接加入到加工区域全域表面；当加工位置为盲孔侧壁和工件侧表面时采用将固体粉末除屑剂持续性小流量注入到加工区域全域表面。即在磨头加工同时提前注入或不断将除屑剂注入到加工区，以便于及时有效进入磨头和工件加工接触界面，及时移除黏附金属屑。

作为进一步优化,还包括储粉槽，所述储粉槽设置在所述陶瓷滤波器的加工区域上方；当工作时，所述金刚石磨头穿过所述储粉槽对所述陶瓷滤波器表面进行加工。以此能够保证固体粉末除屑剂的充足供应，确保磨头始终保持锋利。

作为进一步优化,在所述步骤S20中过程控制刀路参数为以磨代铣的无冷却液体的螺旋式贴壁干式磨削加工刀路参数。由于陶瓷滤波器在边加工需要边测试各种滤波参数，所以加工过程中采用不能使用冷却液的干式磨削；且其对精度要求较高，以磨削代替铣削的工艺方法使得加工质量达到标准。

作为进一步优化,陶瓷滤波器包括陶瓷介质谐振滤波器、陶瓷介质滤波器、声表面波滤波器、体声波滤波器和LTCC滤波器等。

作为进一步优化,所述的富延展性的金属镀层有银镀层、铜镀层、金镀层、钨镀层等。

作为进一步优化,所述的金刚石磨头为由金刚石磨粒制作的磨头，制作工艺为钎焊、烧结、电镀等，金刚石磨粒可以是表面没有处理的，也可以是表面经过镀金属等金属化处理。

作为进一步优化,所述固体粉末除屑剂的材料可以是氧化铝、氧化钙、碳酸钙、碳化硼、氯化钠、碳化硅和氮化硼等耐磨性硬质颗粒粉末，粒径为磨头表面磨粒出刃高度平均值的20-50％。

作为进一步优化,固体粉末除屑剂的粒度小于金刚石磨粒刀具的磨粒粒度。

通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：

本申请提供的一种金刚石磨头磨除陶瓷滤波器金属镀层的防粘附方法。在该申请中提供了使金刚石磨粒刀具“以磨代铣”干式磨削去除陶瓷滤波器富延展性金属镀层时使得切屑细化而从金刚石磨粒的缝隙中脱落以防止切削堵塞问题的方法。根据加工区域的不同从而选择不同的注入方式将固体粉末除屑剂适时的布置在加工区域，从而使得金刚石磨头加工时除屑剂能及时发挥作用，磨粒之间的缝隙能保证锋利，保证加工效果；并通过设置储粉槽提前提前预备加入除屑剂，保证加工时能够具有充足的除屑剂保证加工的质量；根据本申请的方法可以防止金刚石磨粒刀具切屑堵塞以提高金刚石磨粒刀具的使用寿命和陶瓷滤波器的加工效率与质量可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明一种金刚石磨头磨除陶瓷滤波器金属镀层的防粘附方法加工过程示意图；

图2是本发明一种金刚石磨头磨除陶瓷滤波器金属镀层的防粘附方法未加入固体粉末除屑剂的加工效果示意图；

图3是图2中A处放大示意图；

图4是本发明一种金刚石磨头磨除陶瓷滤波器金属镀层的防粘附方法加入固体粉末除屑剂的加工效果示意图；

图5是图3中B处放大示意图；

图6是本发明一种金刚石磨头磨除陶瓷滤波器金属镀层的防粘附方法未加入固体粉末除屑剂的实际加工磨头部位效果图；

图7是本发明一种金刚石磨头磨除陶瓷滤波器金属镀层的防粘附方法加入固体粉末除屑剂的实际加工磨头部位效果图。

图中：1、金刚石磨头刀具；2、固体粉末除屑剂；3、储粉槽；4、陶瓷滤波器；5、金刚石磨粒；6、刀柄；7、金属镀层。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

参阅图1，本发明实施例提供了一种金刚石磨头磨除陶瓷滤波器金属镀层的防粘附方法，包括以下几个步骤：步骤S00：将金刚石磨头和待加工陶瓷滤波器4分别安装在机床的输出端和所述机床的输出端下方。在一优选的实施例方式中，机床采用高速数控雕铣机床，其中，本实施例中，金刚石磨头为由金刚石磨粒制作的磨头，配合刀柄6形成金刚石磨头刀具1，将金刚石磨头刀具1装夹到机床主轴上，并使用专用夹具将陶瓷滤波器4装夹在机床的工作台上以保持稳定性。

步骤S10：对陶瓷滤波器4的加工区域加入固体粉末除屑剂2；参阅图2-7，在本申请的优选的实施例方式中通过在加工时加入固体粉末除屑剂2后，固体粉末除屑剂2能将金刚石磨头表面磨粒缝隙中的金属镀层碎屑挤出、切断，使之排出金刚石磨头磨粒缝隙，大大减少了切屑粘附堵塞的问题。

步骤S20：对机床预设过程控制刀路参数；

步骤S30：高速数控雕铣机床接收过程控制刀路参数，金刚石磨头按照清扫图层及所述过程控制刀路参数对所述陶瓷滤波器4表面的富延展性金属镀层7进行加工，去除陶瓷滤波器4表面富延展性金属镀层7。优选的，在所述过程控制刀路参数主要包括：主轴转速、进给速度、下刀角度、横向刀路间距。所述的主轴转速设置范围在0-100000r/min，进给速度设置范围在0-1000mm/min，采用下刀角度为0至5度螺旋角的螺旋下刀的方式，横向刀路间距设置与刀具直径相关，故以重叠率为设置标准，设置重叠率在25％至99％之间的任意值；在遵循上述参数的设置的前提下，所述过程控制刀路的参数由所述清扫图层的刀路路径所决定。

进一步的，在本申请的一种优选实施例中，所述主轴转速30000r/min，进给速度90mm/min，采用下刀角度为0.1°螺旋下刀的方式，路径间距重叠率为90％向内螺旋磨削底面。这一实施例的参数设置能够使高速数控雕铣机床以较高的效率完成加工步骤，并且经本方法全程处理后，所得制品的整体效果也较佳。

步骤40：最后在完成上述步骤实现去除陶瓷滤波器4表面富延展性金属镀层7的工作后，使用高压气枪将固体粉末除屑剂及镀层切屑吹除。

在一优选的实施方式中所述步骤S10中还包括步骤S11，步骤S11：当陶瓷滤波器4的加工区域为盲孔底部或工件上表面时，采用将固体粉末除屑剂2直接加入到加工区域全域表面；当加工位置为盲孔侧壁和工件侧表面时采用将固体粉末除屑剂2持续性小流量注入到加工区域全域表面。通过提前固体粉末除屑剂2加入加工区域中和持续性加入可以使得金刚磨头在工作时始终有充分的固体粉末除屑剂2与磨头产生效用，从而使得磨头能够始终保持锋利的状态进行工作。

一优选的实施方式中还包括储粉槽3，所述储粉槽3设置在所述陶瓷滤波器4的加工区域上方；当工作时，所述金刚石磨头穿过所述储粉槽3对所述陶瓷滤波器4表面进行加工，加工区域位于储粉槽3中心，储粉槽3的中心的贯穿孔也能对固体粉末除屑剂2产生导向的作用。其中，储粉槽3可以安装在陶瓷滤波器4上，也可以安装在金刚石磨头上，使得产生作用时可以随着输出产生轻微的振动效果，从而将粉末导向加工区域内。以此进一步的保证除屑剂的充足供应，使得金刚磨头在工作时始终有充分的固体粉末除屑剂2与磨头产生效用，从而使得磨头能够始终保持锋利的状态进行工作。

一优选的实施方式中在所述步骤S20中过程控制刀路参数为“以磨代铣”的无冷却液体的螺旋式贴壁干式磨削加工刀路参数。使用“以磨代铣”的无冷却液体的螺旋式贴壁干式磨削加工刀路路径是由于陶瓷滤波器在边加工需要边测试各种滤波参数，所以加工过程中采用不能使用冷却液的干式磨削；且其对精度要求较高，以磨削代替铣削的工艺方法使得加工质量达到标准。

一优选的实施方式中陶瓷滤波器4包括陶瓷介质谐振滤波器、陶瓷介质滤波器、声表面波滤波器、体声波滤波器和LTCC滤波器等。

一优选的实施方式中所述的富延展性的金属镀层7有银镀层、铜镀层、金镀层、钨镀层等。

一优选的实施方式中所述的金刚石磨头为由金刚石磨粒制作的磨头，制作工艺为钎焊、烧结、电镀等，金刚石磨粒可以是表面没有处理的，也可以是表面经过镀金属等金属化处理。

一优选的实施方式中所述固体粉末除屑剂2的材料可以是氧化铝、氧化钙、碳酸钙、碳化硼、氯化钠、碳化硅和氮化硼等此类耐磨性硬质颗粒粉末，粒径为磨头表面磨粒出刃高度平均值的20-50％。

一优选的实施方式中固体粉末除屑剂2的粒度小于金刚石磨粒刀具的磨粒粒度。

参阅图2到7，其中，作为一实施方式，从图2中可以看到金刚石磨粒5通过金刚石粘接剂固定在刀柄6表面形成金刚石磨头刀具1对陶瓷滤波器4表面的金属镀层7进行加工，从图3中可以看到金刚石磨粒5缝隙被镀层金属的碎屑堵塞，图6为实物未加入固体粉末除屑剂的放大情况，可以明确看到磨头表面被严重堵塞；进一步，根据图4-图7当加入固体粉末除屑剂2后金刚石磨头表面的磨粒之间的间隙能够变得明显清楚清晰，图5中金刚石磨粒5缝隙之间主要为镀层金属碎屑和固体粉末除屑剂的混合物，此时不会顽固粘附，能够保证加工的质量和磨头的使用寿命。

综上所述，本发明所提供的金刚石磨头磨除陶瓷滤波器金属镀层的防粘附堵塞加工方法，使用固体粉末除屑剂2及金刚石磨粒刀具1对陶瓷滤波器4金属镀层7进行去除加工，防止在激光雕刻过程中产生的热损伤，以及防止金刚石磨粒刀具1被富延展性金属镀层碎屑堵塞而降低加工使用寿命，提升工件加工质量、效率和陶瓷滤波器4整体可靠性。最后，通过加入固体粉末除屑剂2后，固体粉末除屑剂2将金属镀层碎屑挤出、切断使之排出金刚石磨粒缝隙，大大减少切屑粘附堵塞的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。