[发明专利]一种切割玻璃材料的刀轮及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种切割玻璃材料的刀轮及其加工方法。

背景技术

随着科技水平的迅猛发展，许多领域要求玻璃的厚度薄，硬度大，且对于玻璃的切割质量要求也越来越高，下面就以液晶显示器所用玻璃材料为例来进行说明。

用来进行玻璃切割的盘状刀轮具有的共同特征是：均包括切割刃部、刀轮盘面和刀轮中心用来安装刀轴的轴孔。其中切割刃部呈V形，便于切入玻璃，刀轮材料主要是金刚石、聚晶或多晶金刚石、硬质合金材料等。

目前液晶显示器所用玻璃的厚度从2mm到0.1mm越来越薄，硬度越来越大，同时对玻璃裂断面的质量要求也更高，使得切割时的压力、切入技术、裂断效率等要求以及精度要求也都更高，给切割工具-刀轮的研究开发提出了很大的挑战。

专利ZL01124992.7和CN200680003956.0，以及本申请人申请的专利ZL200410104603.2等提出了几种在切割刃部加工的微结构，这几种微结构都分别使切割刃部产生周期性的凹凸槽，具体参见图6所示。图6(a)至(f)分别为圆弧、矩形和梯形状凹凸结构刀轮的正视图和侧视图。切割玻璃材料的原理是：在切割时给刀轮施加一定压力，使刃部凸起的部分切入玻璃内部，而凹陷部分不能切入玻璃内部，则形成了间断的周期性切痕。相邻切痕在应力作用下可以产生裂线，并由裂线相连接，使得玻璃被切开并裂断。

但是这几种结构的刀轮在切割玻璃时，存在的最主要的问题是，刀轮会被切割时产生的玻璃微粉末填充，造成刀轮微结构堵塞，导致刀轮失去切割能力；另外凹陷结构中与玻璃11接触的部位会对切割产生的裂线造成严重破坏，如附图7(d)所示。附图7(a)为圆弧状凹凸结构刀轮切割玻璃以及切割效果的示意图；图7(b)为图7(a)中的A₇的局部放大图；图7(c)为图7(b)中的B₇的局部放大图。在切割玻璃时，除了产生切痕12’外，还会产生如附图7(d)所示的放射状裂线13’。

对于刀轮的加工方法，本申请人申请的专利ZL200410104603.2和另外的一个专利CN200680003956.0中提出的用激光加工的方法，激光束的方向相对于刀轮盘面是垂直的。在刀轮外边缘棱线部位加工微结构时，激光束必须贯穿材料或者说切断材料才能形成微结构，而专利CN200680003956.0中提出的激光束相对于刀轮盘面的运行轨迹是一个闭合或者不闭合的曲线，激光加工时必须把包含在曲线内的刀轮材料整个切除下来，达到与原刀轮分离的目的。此方法不能够在材料上去除一个具有一定深度的区域。

针对上述这些问题，本发明提供一种用于切割玻璃以及其它玻璃材料的刀轮及其加工方法，此种新结构的刀轮，既不会造成堵塞，又能够避免出现碰伤玻璃以及避免破坏裂线，而且可以得到很高的切割质量。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种切割玻璃材料的刀轮，特别是能够避免造成刀轮堵塞，并且避免碰伤玻璃以及破坏裂线，而且可以高质量切割玻璃的刀轮。

为了实现上述目的，采用以下技术方案一：一种切割玻璃材料的刀轮，包括由曲面a₁、a₂以及外边缘棱线l形成的角度为ψ₁的V形切割刃部，V形切割刃部的外边缘棱线l一周具有交替分布的切割刃和凹陷结构，所述的切割刃部具有两层V形刃口，其中所述的交替分布的切割刃形成角度为ψ₁的第一层V形刃口，所述的交替分布的凹陷结构的底部形成第二层V形刃口。

为了实现上述目的，采用以下技术方案二：一种切割玻璃材料的刀轮，包括由曲面a₁、a₂以及外边缘棱线l形成的角度为ψ₁的V形切割刃部，V形切割刃部的外边缘棱线l一周具有交替分布的切割刃和凹陷结构，其特征在于：所述的切割刃部具有两层V形刃口，其中所述的交替分布的切割刃形成角度为ψ₁的第一层V形刃口，所述的交替分布的凹陷结构的底部形成第二层V形刃口。在加工出两层V形刃口以后，在刀轮的V形切割刃部(1)两侧的曲面a₁和a₂上并且靠近刀轮盘面处再加工出来相应的两个曲面a₅和a₆，曲面a₅和a₆的夹角为ψ₃，ψ₃的角度小于所述的第一层V形刃口(6)的角度，其范围为60度至160度。