[发明专利]一种降低玻璃孔加工应力集中的方法

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃加工技术领域，特别涉及一种降低玻璃孔加工应力集中的方法。

背景技术

玻璃的孔加工普遍采用粉末冶金方法制造的金刚石工具进行，通常指钻孔及倒角。现有技术也有采用电镀金刚石工具的，但由于属于表镶式工具，使用寿命短，制造方法不利于环保，故逐渐被放弃。

目前薄玻璃普遍采取对钻工艺，相向先后钻孔，这种方法将单向钻在贯穿时玻璃端面较大崩边的现象转移并缓解到了玻璃中部的交接口处。然而，由于机器、工具的装配精度，工具本身的精度，以及对钻的两只钻头直径磨耗速率不同等因素的影响，无法避免交接口的错位及崩边。同时，钻头钻进时，在玻璃端面形成了直角边及崩边。上述种种，均形成了应力集中。

薄玻璃一般指厚度小于3㎜(其中厚度在1.1㎜以下的又称为超薄玻璃)，对于应力集中极为敏感，其应力集中是玻璃爆裂的重要因素之一。

为了降低应力集中，目前通常采用对玻璃孔实施倒角加工处理，一方面将90°直角放大到钝角(通常是90°+45°＝135°)，一方面将端面及内倒角处的崩边宽(深)度缩小，同时还必须尽可能的保证孔壁厚度满足强度的要求。常用方式一：采用组合式金刚石倒角钻头，倒角环组合装配在钻头工作环的外壁上，对打方式，玻璃两端的钻孔和倒角分别一次性完成。常用方式二：采用整体式金刚石倒角钻头，倒角环和钻环整体制造而成，对打方式，玻璃两端的钻孔和倒角分别一次性完成。上述方式，均难以避免或消除交接口处的应力集中。

方式一还存在如下问题：第一，倒角环的内径大于钻头的直径，必然和钻头形成一定量的间隙，组合装配在钻头上的倒角环极易出现偏心工作而带来内倒角处的崩边。第二，倒角环和钻头圆周配合的交界面是个薄弱环节，极易出现拉槽现象，造成玻璃凸起或挤碎爆边现象。第三，倒角环的端部尖角为锐角，受到形状的约束和受力的影响，尖部的金刚石极易脱落而失角变形为小平台，造成玻璃内倒角处趋于形成直角。上述这些问题，都带来应力集中的问题。

方式二还存在如下问题：第一，由于倒角环和钻头的工作原理不尽相同，加工量悬殊，磨损程度差异较大，易造成几何关系失配，需要频繁的修复以恢复几何关系。第二，采用同种配方制作整体倒角钻头，则难以兼顾钻孔和倒角的加工性能和质量要求，顾此失彼。但采用不同的两种配方制作倒角环和钻头，制造工艺复杂，成本较高。第三，由于倒角环属于不等量磨削，使用过程中，尤其倒角环尖部处，不断发生变形，需要频繁的修复以恢复形状。但是，由于强度对薄玻璃孔壁厚度的限制，倒角量很小，倒角环尖部处的修复范围很小，因此需要专业设备和精细加工，这给实际的应用带来多方面的障碍。

目前，采用粉末冶金金刚石工具及加工方法都难以满足对薄玻璃孔加工的技术要求，玻璃越薄，其难度越大。

发明内容

本发明的目的，针对上述问题，提供一种降低玻璃孔加工应力集中的方法，实现端面、内倒角崩边小，无交接口，孔壁均匀光滑，确保内倒角为钝角，解决或缓解了玻璃孔加工中应力集中的问题，使玻璃强度得到保证。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种降低玻璃孔加工应力集中的方法，包括以下步骤：

步骤1.装配倒角钻头，将外径小于设定玻璃孔孔径的端头靠近钻头工作环，倒角环处于钻头工作环的后侧且倒角环装配在钻头基体上；

步骤2.下钻加工，钻头在玻璃的下端面钻过渡槽，钻头工作环的端面外径处的钻槽深度小于玻璃下端面设定的倒角深度，完成后退回；

步骤3.上钻加工，钻头在玻璃的上端面对应过渡槽处进行钻孔和钻外倒角，钻头工作环的端面外径处钻孔至过渡槽的底部或贯穿过渡槽的底部，完成后退回；

步骤4.二次下钻加工，钻头在玻璃的过渡槽处钻内倒角，完成后退回，完成玻璃孔加工。

本发明的有益效果是：倒角环处于所述钻头工作环的后侧，能有效保障倒角环尖部加工处的强度，提高抗失形能力，便于进行精细钻孔和倒角，提升了加工精度；再者倒角环处于所述钻头工作环的后侧，还能有效避免或消除玻璃交接口处的应力集中；倒角环可拆卸的装配在钻头基体上，便于对倒角环进行修复，同时也便于制造，降低了钻头的生产难度；端头的外径小于玻璃孔的孔径，避免钻内倒角过程中产生内倒角崩边的现象；下钻加工过程中进行钻过渡槽，过渡槽能将贯穿时玻璃端面时产生的较大崩边现象转移并缓解到玻璃孔内的交接口处，避免出现玻璃端面较大崩边，提升了加工精度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。