專利名稱：便攜式脆性材料基底的開槽裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在玻璃、石材等脆性材料基板上進(jìn)行開槽、劃線和切割時(shí)使用 的一種便攜式脆性材料基底的開槽裝置及方法。
背景技術(shù)：
過去，在對(duì)玻璃板、石板等脆性材料基底進(jìn)行開槽或切割操作時(shí)，通常采 用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的砂磨輪等由脆性材料基底表層處垂直切進(jìn)磨削的方式，因各種脆 性材料的性能和開槽深淺不同，加工人員通常需要憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)以人工方式適 時(shí)調(diào)節(jié)砂磨輪與脆性材料基底的接觸高度，這樣的方式不僅工作速度慢、效率 低，且往往使脆性材料基底上形成的槽狀結(jié)構(gòu)質(zhì)量較差，在深度、寬度及內(nèi)壁 光滑度等方面均難以符合要求，同時(shí)，這種方式還易引起脆性材料基底表面在 開槽過程中因受到砂磨輪于豎直方向的劇烈沖擊而形成裂紋。
其后，隨著科技的不斷發(fā)展，人們又發(fā)展出諸如化學(xué)刻蝕、激光刻蝕等方法 以對(duì)玻璃等脆性材料基底進(jìn)行開槽，并可取得良好效果，但此類方法一般操作 較為復(fù)雜，且所使用的藥劑、裝置等價(jià)格均較為高昂，不適于在日常生活或工 業(yè)化生產(chǎn)中大規(guī)模應(yīng)用。為此，人們對(duì)過往的砂磨輪開槽裝置進(jìn)行了各種改造， 如在該等裝置上添加各種數(shù)控機(jī)構(gòu)，使開槽裝置可根據(jù)各種脆性材料性能不同 和開槽深淺不同而自動(dòng)對(duì)砂磨輪的轉(zhuǎn)速、高度等進(jìn)行調(diào)節(jié)，經(jīng)改造后的該類裝 置雖然可提高工作效率，形成的槽狀結(jié)構(gòu)亦比過往有所改善，但仍有未能克服 的缺陷如

圖1所述，首先是該等裝置中砂磨輪1僅可在脆性材料基底2上沿 直線軌跡(A向)切割，從而形成直線型的槽狀結(jié)構(gòu)，而不能形成曲線或其它不 規(guī)則線形的槽狀結(jié)構(gòu)；其次是該等裝置所開掘的槽狀結(jié)構(gòu)3底端面通常是不平 坦的，特別是槽狀結(jié)構(gòu)端部和尾部通常為下凹的弧形(如圖2所示)，這樣就可 能導(dǎo)致在將該等槽狀結(jié)構(gòu)作為滑槽應(yīng)用時(shí)，與之配合的滑輪、滑塊件易于與之 滑脫，使用較為不便。另外，該等裝置一般體積較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)維護(hù)成 本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種可在玻璃等脆性材料基底上形成具有均一三維 構(gòu)造，底端面平整度良好的多種線形槽狀結(jié)構(gòu)，且操作簡(jiǎn)便，效率較高的脆性 材料基底的開槽方法及裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
一種脆性材料基底的開槽方法，主要用于在脆性材料基底上形成槽狀結(jié)構(gòu)， 其特征在于使一側(cè)面布滿微小磨齒，且具有平滑端面的柱形磨頭繞其縱向軸旋 轉(zhuǎn)，同時(shí)使該磨頭在預(yù)設(shè)的高度以垂直于脆性材料基底表面的方向與脆性材料 基底內(nèi)層接觸，并沿預(yù)設(shè)的軌跡在脆性基底材料上橫向移動(dòng)，使脆性材料基底 表面形成槽狀結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步講，所述柱形磨頭由一驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)裝置通過一水平及升 降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置于一支架上部。
所述支架下部設(shè)置一板材推進(jìn)及定位機(jī)構(gòu)，該板材推進(jìn)及定位機(jī)構(gòu)包括至 少兩對(duì)相同輥輪組，各輥輪組主要由互相配合的上輥輪和下輥輪組成，上輥輪 和下輥輪之間留有大小可調(diào)的間距。
所述板材推進(jìn)及定位機(jī)構(gòu)中設(shè)有上輥輪與下輥輪間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該調(diào)節(jié)機(jī) 構(gòu)設(shè)置在支架下部一側(cè)，并與上輥輪和下輥輪分別連接。
所述支架還設(shè)置一水流噴淋裝置，以在開槽過程中向柱形磨頭與脆性材料 基底接觸處噴淋水流。
用于上述方法的一種便攜式脆性材料基底的開槽裝置，包括一支架，其特 征在于所述支架上設(shè)置一側(cè)面布滿微小磨齒，且具有平滑端部的柱形磨頭，該 磨頭由一驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)而繞其縱向軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)以垂直于脆性材料基底表面的 方向與脆性材料基底內(nèi)層接觸，并在脆性材料基底上橫向移動(dòng)，以使脆性材料 基底表面形成槽狀結(jié)構(gòu)。
具體而言，所述驅(qū)動(dòng)裝置通過一水平及升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置于支架上部。
所述支架下部設(shè)置一板材推進(jìn)及定位機(jī)構(gòu)，該板材推進(jìn)及定位機(jī)構(gòu)包括至 少兩對(duì)相同輥輪組，各輥輪組主要由互相配合的上輥輪和下輥輪組成，上輥輪 和下輥輪之間留有大小可調(diào)的間距。
所述板材推進(jìn)及定位機(jī)構(gòu)中設(shè)有上輥輪與下輥輪間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該調(diào)節(jié)機(jī) 構(gòu)設(shè)置在支架下部一側(cè)，并分別與上輥輪和下輥輪連接。
所述支架還設(shè)置一水流噴淋裝置，該水流噴淋裝置的噴射方向和柱形磨頭 與脆性材料基底接觸處一致。區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中以砂磨輪等裝置由脆性基底材料表面垂直切進(jìn)開槽的方 式，本發(fā)明采用了以柱形磨頭沿預(yù)設(shè)的軌跡于脆性基底材料橫向移動(dòng)開槽的方 式，因采用該方式時(shí)，基底材料受力主要為與柱形磨頭接觸面處的切向摩擦力， 而其槽狀結(jié)構(gòu)的側(cè)壁及底端和脆性材料基底表面處則較少受到力的作用，故不 致引起脆性材料基底在開槽過程中開裂或內(nèi)部結(jié)構(gòu)的受損。尤為重要的是，采 用這種方式，可于各種規(guī)格的脆性基底材料上開鑿多種線性、非線形的槽狀結(jié) 構(gòu)，且只需通過調(diào)整柱形磨頭的規(guī)格、柱形磨頭與脆性材料基底的相對(duì)位置等 參數(shù)即可得到具有特定寬度、深度等指標(biāo)的槽狀結(jié)構(gòu)，操作便捷，且成本低廉。 而需要強(qiáng)調(diào)的是，利用本發(fā)明的方法和裝置于脆性材料基底產(chǎn)生的槽狀結(jié)構(gòu)， 其底面平整度均一，便于后續(xù)使用。
本發(fā)明中的便攜式脆性材料基底的開槽裝置可主要由支架、水平及升降調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置和柱形磨頭組成，柱形磨頭由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，而驅(qū)動(dòng)裝置通 過水平及升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置于支架上，工作時(shí)，只需視脆性材料基底的規(guī)格和 待開槽狀結(jié)構(gòu)的規(guī)格預(yù)先通過調(diào)整水平及升價(jià)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，從而帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置和 柱形磨頭處于特定位置即可，上述的驅(qū)動(dòng)裝置一般為便攜式電機(jī)，支架可為常 規(guī)的金屬焊接件。該開槽裝置的構(gòu)架簡(jiǎn)單緊湊、造價(jià)低廉、易于操作，且體積 較小，便于攜帶。
因目前較多操作的是在平板玻璃等板狀脆性材料基底上開鑿直線型槽狀結(jié) 構(gòu)，故上述的便攜式脆性材料基底的開槽裝置中還可設(shè)置一板材推進(jìn)及定位機(jī) 構(gòu)，該板材推進(jìn)及定位機(jī)構(gòu)包括至少兩對(duì)相同輥輪組，各輥輪組主要由互相配 合的上、下輥輪組成，上、下輥輪之間留有大小可調(diào)的間距，且上、下輥輪之 間設(shè)置間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，具有不同厚度的脆性材料板材可由各輥輪組中上、下輥 輪之間穿過，便該等板材可與柱形磨頭保持相對(duì)固定的縱向距離，并可在開槽 過程中隨開槽進(jìn)度而逐歩推進(jìn)。該便攜式脆性材料基底的開槽裝置可用于中小 尺寸平板玻璃等板材的開槽操作，亦可用于大尺寸板材的開槽操作，此時(shí)只需 將板材保持固定，而將便攜式脆性材料基底的開槽裝置沿預(yù)設(shè)的槽狀結(jié)構(gòu)軌跡 與板材相對(duì)運(yùn)動(dòng)即可。
玻璃、瓷磚、石材等脆性材料基底在開槽過程中易產(chǎn)生大量粉塵和碎屑， 既污染環(huán)境，且可能造成電機(jī)等裝置運(yùn)行故障，同時(shí)，磨削裝置和脆性材料基 底接觸處還易產(chǎn)生大量的熱量，故而在開槽過程中常采用向磨削裝置與脆性材 料基底處噴淋水流的方式，以達(dá)到消除粉塵和降溫的功效，但需要指出的是， 現(xiàn)有技術(shù)中，砂磨輪與脆性材料基底產(chǎn)生的粉塵和碎屑通常沿砂磨輪的圓周切向方向向后甩出，動(dòng)能較大，僅以水流噴淋并不能完全消除，甚而會(huì)使含有粉 塵的污水四處飛濺而進(jìn)一步污染工作環(huán)境，而本案中柱形磨頭與脆性材料基底 產(chǎn)生的粉塵一般顆粒較小，且主要集中于凹槽結(jié)構(gòu)附近，以少量水流噴淋即可 完全消除，產(chǎn)生的污水量較少，且易于收集，另外，需要指出的是，本案發(fā)明 人經(jīng)長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，在噴淋水除塵降溫的同時(shí)，凹槽結(jié)構(gòu)側(cè)壁處的平整度還 得以進(jìn)一步提高。
又，本發(fā)明的方法和裝置亦可用于對(duì)板材狀的脆性材料基底進(jìn)行切割，其 操作過程與開槽過程相似，其區(qū)別僅在于需采用長(zhǎng)度大于板材厚度的柱形磨頭 穿透脆性材料板材進(jìn)行切割，釆用該種方式進(jìn)行切割所得板材的周邊平整度較 好，且周邊可為多種線形。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于該脆性材料基底的開槽方法可 在玻璃等脆性材料基底上形成具有均一三維構(gòu)造，底面平整度良好的多種線形 槽狀結(jié)構(gòu)，操作簡(jiǎn)便，效率較高，成本低廉，不會(huì)污染環(huán)境，且該便攜式脆性 材料基底的開槽裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、造價(jià)低廉、易于操作，且體積較小，便于 攜帶。本發(fā)明可被廣泛應(yīng)用于多種脆性材料基底，如各種規(guī)格的玻璃、瓷磚、 石材材料等的加工技術(shù)領(lǐng)域。
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一歩說明。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中以砂磨輪開槽裝置對(duì)脆性材料基底進(jìn)行開槽的工作狀態(tài) 示意圖2是現(xiàn)有技術(shù)中由砂磨輪開槽裝置于脆性材料基底上形成的槽狀結(jié)構(gòu)的
縱向截面結(jié)構(gòu)示意圖3是實(shí)施例1中便攜式脆性材料基底的開槽裝置的結(jié)構(gòu)示意圖4是實(shí)施例1中便攜式脆性材料基底的開槽裝置的工作狀態(tài)示意圖5是實(shí)施例1中便攜式脆性材料基底的開槽裝置于平板玻璃上形成的槽
狀結(jié)構(gòu)的縱向截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1如圖2 5所示，該便攜式脆性材料基底的開槽裝置包括一豎直設(shè) 置的支架5，該支架一端上部一側(cè)設(shè)置一便攜式電機(jī)6，該電機(jī)通過一水平及升 降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)7與支架連接，通過該水平及升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中設(shè)置的兩個(gè)調(diào)節(jié)螺栓8,可調(diào)整電機(jī)與支架上部的水平間距及電機(jī)高度，電機(jī)下端連接一豎直設(shè)置的金 剛砂柱形磨頭4，該柱形磨頭側(cè)面布滿微小齒狀結(jié)構(gòu)，其下端面平滑，支架一端 下部相對(duì)于電機(jī)的一側(cè)設(shè)置一三角架9，支架另一端至中部與電機(jī)相同一側(cè)設(shè)置 主要由兩對(duì)相同輥輪組構(gòu)成的板材推進(jìn)及定位機(jī)構(gòu)，各輥輪組均由互相配合的 上輥輪10和下輥輪11組成，上輥輪和下輥輪之間留有可供脆性材料板狀件通 過的間距，上輥輪和下輥輪設(shè)置在兩根垂直于支架主體的柱狀構(gòu)件的同一端， 柱狀構(gòu)件的中部與支架主體連接，其另一端設(shè)置調(diào)節(jié)螺栓12，通過該等調(diào)節(jié)螺 栓可調(diào)節(jié)上、下輥輪之間的間距，上述柱狀磨頭下方還設(shè)有一下輥輪ll'，該下 輥輪與上述輥輪組中下輥輪形狀及于豎直方向上的高度均相同。
利用該便攜式脆性材料基底的開槽裝置于平板玻璃上開槽的方法如下 視欲設(shè)槽狀結(jié)構(gòu)的深度、寬度選擇相應(yīng)規(guī)格的柱形磨頭，并將之安裝到電 機(jī)下端；
視平板玻璃的厚度，調(diào)節(jié)上、下輥輪間距；
將平板玻璃由支架一端推進(jìn)主要由輥輪組組成的板材推進(jìn)及定位機(jī)構(gòu)，并 將平板玻璃欲開槽起點(diǎn)位置推進(jìn)至支架另一端；
預(yù)設(shè)平板玻璃開槽軌跡，并據(jù)此通過水平及升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)柱形磨頭的 高度及水平位置；
啟動(dòng)電機(jī)，柱形磨頭繞其縱向軸旋轉(zhuǎn)(C向)，其轉(zhuǎn)速約為3X104;rpm/min， 同時(shí)以垂直于平板玻璃表面的方向與平板玻璃內(nèi)層接觸，并沿預(yù)設(shè)開槽軌跡在 平板玻璃上橫向移動(dòng)(B向)，在平板玻璃表面形成槽狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)，向柱形磨 頭與平板玻璃接觸處噴淋水流；
待形成預(yù)設(shè)的槽狀結(jié)構(gòu)，關(guān)閉電機(jī)，通過水平及升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)柱形磨 頭的高度及水平位置，使柱形磨頭與平板玻璃脫離，并將平板玻璃由板材推進(jìn) 及定位機(jī)構(gòu)中取出，結(jié)束開槽操作。
通過上述操作，可在平板玻璃上形成具有均一三維構(gòu)造，底面平整度良好 的直線型槽狀結(jié)構(gòu)3'，工藝過程簡(jiǎn)捷高效，不會(huì)污染環(huán)境。
實(shí)施例2該便攜式脆性材料基底的開槽裝置及方法與實(shí)施例l相似，其區(qū) 別在于支架上設(shè)置一噴淋水裝置，該噴淋水裝置的噴淋水方向和柱形磨頭與脆 性材料基底接觸處一致。
需要指出的是，以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的內(nèi)容，除此之外，本發(fā)明 還有其他實(shí)施方式以本發(fā)明中的柱形磨頭為例，該磨頭亦可為具有基本柱形結(jié) 構(gòu)的其它變形，如上、下部分別具有不同直徑的柱形磨頭等，以根據(jù)需要形成特異三維結(jié)構(gòu)的槽狀結(jié)構(gòu)，如具有T型橫向截面的槽狀結(jié)構(gòu)等；又以本發(fā)明中 的支架為例，該支架中包含的水平及升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)亦可采用現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備中通 用的結(jié)構(gòu)，如以水平滑槽、縱向滑槽及鎖止機(jī)構(gòu)配合形成的位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等， 而板材推進(jìn)及定位裝置亦可為流水線形式的裝置。總言之，凡本領(lǐng)域技術(shù)人員 因本發(fā)明所涉及之技術(shù)啟示，而采用等同替換或等效變形方式形成的技術(shù)方案 均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種脆性材料基底的開槽方法，主要用于在脆性材料基底上形成槽狀結(jié)構(gòu)，其特征在于使一側(cè)面布滿微小磨齒，且具有平滑端面的柱形磨頭繞其縱向軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)使該磨頭在預(yù)設(shè)的高度以垂直于脆性材料基底表面的方向與脆性材料基底內(nèi)層接觸，并沿預(yù)設(shè)的軌跡在脆性基底材料上橫向移動(dòng)，使脆性材料基底表面形成槽狀結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脆性材料基底的開槽方法，其特征在于所述柱形磨頭由一驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)裝置通過一水平及升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置于一支架 上部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的脆性材料基底的開槽方法，其特征在于所述支架 下部設(shè)置一板材推進(jìn)及定位機(jī)構(gòu)，該板材推進(jìn)及定位機(jī)構(gòu)包括至少兩對(duì)相同輥 輪組，各輥輪組主要由互相配合的上輥輪和下輥輪組成，上輥輪和下輥輪之間 留有不小于板材厚度的間距。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的脆性材料基底的開槽方法，其特征在于所述板材 推進(jìn)及定位機(jī)構(gòu)中設(shè)有上輥輪與下輥輪間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在支架 下部一側(cè)，并與上輥輪和下輥輪分別連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的脆性材料基底的開槽方法，其特征在于所述支架 還設(shè)置一水流噴淋裝置，以在開槽過程中向柱形磨頭與脆性材料基底接觸處噴 淋水流。
6. 用于權(quán)利要求l所述方法中的一種便攜式脆性材料基底的開槽裝置，包 括一支架，其特征在于所述支架上設(shè)置一側(cè)面布滿微小磨齒，且具有平滑端部 的柱形磨頭，該磨頭由一驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)而繞其縱向軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)以垂直于脆性 材料基底表面的方向與脆性材料基底內(nèi)層接觸，并在脆性材料基底上橫向移動(dòng)， 以使脆性材料基底表面形成槽狀結(jié)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式脆性材料基底的開槽裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)裝置通過一水平及升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置于支架上部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的便攜式脆性材料基底的開槽裝置，其特征在于所 述支架下部設(shè)置一板材推進(jìn)及定位機(jī)構(gòu)，該板材推進(jìn)及定位機(jī)構(gòu)包括至少兩對(duì) 相同輥輪組，各輥輪組主要由互相配合的上輥輪和下輥輪組成，上輥輪和下輥 輪之間留有大小可調(diào)的間距。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的便攜式脆性材料基底的開槽裝置，其特征在于所 述板材推進(jìn)及定位機(jī)構(gòu)中設(shè)有上輥輪與下輥輪間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置 在支架下部一側(cè)，并分別與上輥輪和下輥輪連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式脆性材料基底的開槽裝置，其特征在于 所述支架還設(shè)置一水流噴淋裝置，該水流噴淋裝置的噴射方向和柱形磨頭與脆 性材料基底接觸處一致。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種便攜式脆性材料基底的開槽裝置及方法。該脆性材料基底的開槽方法主要用于在脆性材料基底上形成槽狀結(jié)構(gòu)，其通過使一側(cè)面布滿微小磨齒，且具有平滑端面的柱形磨頭繞其縱向軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)使該磨頭在預(yù)設(shè)的高度以垂直于脆性材料基底表面的方向與脆性材料基底內(nèi)層接觸，并沿預(yù)設(shè)的軌跡在脆性基底材料上橫向移動(dòng)，使脆性材料基底表面形成槽狀結(jié)構(gòu)。利用本發(fā)明的方法和裝置可在玻璃等脆性材料基底上形成具有均一三維構(gòu)造，底面平整度良好的多種線形槽狀結(jié)構(gòu)，操作簡(jiǎn)便，效率較高，成本低廉，不會(huì)污染環(huán)境，且裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、易于操作維護(hù)，造價(jià)低廉、便于攜帶。本發(fā)明可被廣泛應(yīng)用于多種脆性材料基底的加工技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B28D5/02GK101450513SQ20081013441
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2008年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月23日
發(fā)明者趙利忠 申請(qǐng)人:趙利忠