專利名稱：硬質(zhì)脆性板的穿孔加工方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在玻璃板及其它硬質(zhì)脆性板上利用旋轉(zhuǎn)砂輪加工出貫穿板厚方向的 圓孔、長孔、槽孔(像槽那樣細(xì)長的孔)等貫穿孔的方法和裝置。
背景技術(shù)：
以移動(dòng)電話為首的、具有顯示面板的便攜式的各種小型電子裝置已被提供。這種 電子裝置的顯示面板多使用在玻璃基板上配置有像素(顯示元件)的顯示面板。另外，還 在顯示面板的周圍配置話筒、揚(yáng)聲器、照相機(jī)等。在這種電子裝置中，小型輕量和產(chǎn)品設(shè)計(jì) 與功能一起大大地左右了商品價(jià)值。以往，一般為矩形形狀的顯示面板，但隨著電子裝置的 輕量化和設(shè)計(jì)上的需求，要求各種形狀的顯示面板、穿孔加工(在厚度方向貫穿板的加工) 出槽孔的顯示面板，從而要求能夠高效率地加工出這樣的顯示面板、并且還能夠容易地應(yīng) 對與設(shè)計(jì)變更相伴的形狀變更的加工機(jī)械。圖8是表示移動(dòng)電話的顯示面板4的一個(gè)示例的俯視圖，在圓角四邊形的外周的 邊的一個(gè)部位設(shè)置有凹部46，并且設(shè)置有貫穿板的圓孔45和槽孔43。在這樣的顯示面板 的加工中，以往在加工圓孔45和槽孔43時(shí)分別使用專用工具。即，圓孔45通過具有與孔 的直徑對應(yīng)的直徑和公轉(zhuǎn)半徑的砂輪來進(jìn)行加工，槽孔45通過具有與槽寬相等的直徑的 砂輪來進(jìn)行加工，以這樣的方式與其直徑和槽寬對應(yīng)地使用專用工具。另外，例如在專利文獻(xiàn)1、2中提出了這樣的方案在圓孔45的加工中，使用直徑比 所加工的孔的直徑要小的旋轉(zhuǎn)砂輪，使該砂輪的旋轉(zhuǎn)中心從公轉(zhuǎn)軸偏離、且偏離的距離比 砂輪半徑要短，一邊使砂輪自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行加工。即，使半徑為r的旋轉(zhuǎn)砂輪一邊繞該 砂輪中心軸自轉(zhuǎn)、一邊繞公轉(zhuǎn)軸(該公轉(zhuǎn)軸設(shè)定于從該砂輪中心軸偏離相當(dāng)于e的量的位 置)公轉(zhuǎn)地進(jìn)行加工，由此加工出半徑為r+e的圓孔。另外，在專利文獻(xiàn)2中提出了這樣的 方案在利用上述那樣的伴隨自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的砂輪進(jìn)行的圓孔加工中，使砂輪形成為這樣的 形狀在砂輪的末端的旋轉(zhuǎn)中心的位置設(shè)置凹部、并且在該末端的一個(gè)部位設(shè)置有與該凹 部連通的放射方向的槽。專利文獻(xiàn)1 日本特開2005-199619號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2008-155310號公報(bào)以往，關(guān)于在顯示面板的玻璃板等硬質(zhì)脆性板上加工出圓孔、槽孔的裝置，使用直 徑與孔徑、槽寬對應(yīng)的專用砂輪作為工具，使該砂輪進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)、圓運(yùn)動(dòng)(公轉(zhuǎn))來進(jìn)行 加工。因此，在加工圖8那樣的形狀的顯示面板時(shí)，必須分別利用不同的裝置來加工外周、 圓孔45和槽孔43、或者與各個(gè)加工對應(yīng)地更換砂輪來進(jìn)行加工。此外，在圓孔45的直徑、 槽孔43的槽寬改變時(shí)，必須更換成直徑與新形狀相匹配的砂輪，存在用于更換工具的程序 耗費(fèi)時(shí)間等問題。在硬質(zhì)脆性板的加工中，在加工時(shí)容易產(chǎn)生缺口、裂紋。小的缺口、裂紋可以通過 倒角加工來除去，但大的缺口、裂紋無法通過倒角加工來除去，存在產(chǎn)生加工不合格品的問 題。特別是在貫通孔、貫通槽的加工中，在砂輪末端貫穿材料時(shí)，容易在砂輪的出口側(cè)的邊
4緣產(chǎn)生大的缺口、裂紋。這樣的缺口、裂紋無法通過倒角加工來除去，存在產(chǎn)生很多加工不 合格品的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于獲得這樣的硬質(zhì)脆性板的穿孔加工方法在硬質(zhì)脆性板的穿孔 加工中，在砂輪的末端貫穿硬質(zhì)脆性板時(shí)，能夠防止產(chǎn)生無法通過此后的加工來除去的大 的缺口或裂紋。另外，本發(fā)明的課題在于提供能夠通過一個(gè)穿孔加工用砂輪(以下，稱為 “穿孔砂輪”)來加工出尺寸、形狀不同的圓孔、槽孔的裝置。本發(fā)明的穿孔加工裝置具有保持器12，其保持硬質(zhì)脆性板4 ；工件驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) 11，其驅(qū)動(dòng)所述保持器繞與所述硬質(zhì)脆性板的面垂直的方向的軸心0旋轉(zhuǎn)，并且該工件驅(qū) 動(dòng)電動(dòng)機(jī)11的旋轉(zhuǎn)角度能夠控制；砂輪座22，其能夠在與所述軸心0正交的方向移動(dòng)；進(jìn) 給電動(dòng)機(jī)27，其使所述砂輪座在所述移動(dòng)方向往復(fù)移動(dòng)，并且該進(jìn)給電動(dòng)機(jī)27的旋轉(zhuǎn)角度 能夠控制；砂輪軸25b，其與所述軸心0平行地軸支承于所述砂輪座，并且能夠?qū)⒃撋拜嗇S 25b的基準(zhǔn)位置設(shè)定于所述軸心0的位置；穿孔砂輪北，其裝配于所述砂輪軸的末端；砂輪 電動(dòng)機(jī)^b，其使所述砂輪軸2 旋轉(zhuǎn)；軸進(jìn)給裝置18，其使所述砂輪軸2 和保持器12中 的至少一方在所述軸心方向進(jìn)退；以及控制器5，其將工件驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)11的旋轉(zhuǎn)角度與進(jìn) 給電動(dòng)機(jī)27的旋轉(zhuǎn)角度關(guān)聯(lián)起來地進(jìn)行控制。穿孔砂輪: 是在末端(下端)具有沿板厚方向磨削硬質(zhì)脆性板的末端面31的、 以圓柱形為基本形狀的砂輪，并且是該圓柱的直徑比要加工的所有圓孔45的直徑及槽孔 43的槽寬要小的砂輪?？刂破?具有槽孔加工單元，該槽孔加工單元將保持器12的旋轉(zhuǎn)角度設(shè)為θ或 Δ θ，將砂輪座22的移動(dòng)量設(shè)為X，并至少保持以下第1式 第3式的關(guān)系地進(jìn)行控制。第1 式x = (A+R-r)/cos θ、第2 式χ = (A-R+r)/cos θH 3 ζ :χ = Ccos Δ θ + (R-r) cos Φ其中，sin<ji= CsinA θ /(R-r)另外，在上式中，A是從保持器的軸心0到要加工的槽孔43的中心線為止的、與 該槽孔的中心線正交的方向上的距離，C是從保持器的軸心0到要加工的槽孔端部的圓弧 的中心Q為止的距離，R是槽孔43的槽寬的1/2 (槽寬為2R)，r是穿孔砂輪北的半徑(r <R)，θ是在以與槽孔的中心線正交的方向?yàn)榛鶞?zhǔn)相位時(shí)、保持器自該基準(zhǔn)相位起的旋轉(zhuǎn) 角度，Δ θ是在以線段OQ的方向?yàn)榛鶞?zhǔn)相位時(shí)的保持器12的旋轉(zhuǎn)角度，χ是從所述軸心0 到砂輪中心軸為止的距離。具有優(yōu)選結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的穿孔加工裝置中，在所述砂輪座22具有兩根砂輪軸 25a、25b，這兩根砂輪軸2如、2恥在所述軸心方向上相互平行、且能夠?qū)⒏髯缘纳拜喼行妮S 的基準(zhǔn)位置設(shè)定于所述軸心0的位置，所述穿孔砂輪北裝配于所述砂輪軸中的一個(gè)砂輪 軸，利用外周面對硬質(zhì)脆性板的外周進(jìn)行加工的外周加工砂輪3a裝配于所述砂輪軸中的 另一個(gè)砂輪軸。穿孔砂輪北是具有末端面31的、以圓柱形為基本形狀的砂輪，該末端面31是與 軸垂直的方向的磨削面，該穿孔砂輪北的末端部外周形成為末端側(cè)直徑較小的圓錐面33，并且在穿孔砂輪北的腰部具有鼓形部35。末端面31在中心具有直徑方向的槽狀的凹部 (退讓槽)32。本發(fā)明的硬質(zhì)脆性板的穿孔加工方法中，將裝配有穿孔砂輪北的砂輪軸北的位 置設(shè)定在圓孔45、槽孔43等要進(jìn)行穿孔的區(qū)域的內(nèi)側(cè)、即當(dāng)穿孔砂輪北已貫穿硬質(zhì)脆性 板4時(shí)該穿孔砂輪的外周不與所述區(qū)域的邊緣接觸的位置，在該位置使穿孔砂輪北朝向通 過保持器12而固定的硬質(zhì)脆性板4前進(jìn)。該前進(jìn)動(dòng)作通過保持器12的上升動(dòng)作和砂輪軸 25b的下降動(dòng)作中的任一方或雙方來進(jìn)行。在穿孔砂輪北的末端面31將硬質(zhì)脆性板4切除至預(yù)先設(shè)定的不貫穿硬質(zhì)脆性板 4的深度的時(shí)刻，根據(jù)要進(jìn)行穿孔的區(qū)域的形狀對保持器的旋轉(zhuǎn)角度θ及△ θ、與砂輪座 22的移動(dòng)量χ進(jìn)行控制，以使穿孔砂輪北的圓柱面34與貫穿孔43、45的周緣44接觸地進(jìn) 行移動(dòng)。例如若貫穿孔為圓孔，則以滿足以下關(guān)系的方式對保持器12繞軸心0的旋轉(zhuǎn)角度 θ及Δ θ和砂輪座22的移動(dòng)距離χ進(jìn)行控制χ = Ccos Δ θ + (R-r) cos Φ其中，sinΦ = CsinA θ / (R-r) 0此外，若貫穿孔為槽孔、且對該槽孔的直線邊緣部分進(jìn)行加工，則以滿足以下關(guān)系 的方式對保持器12繞軸心0的旋轉(zhuǎn)角度θ及△ θ和砂輪座22的移動(dòng)距離χ進(jìn)行控制χ = (A+R_r)/cos θ 或者χ = (A-R+r)/cos θ 。上述算式中的移動(dòng)距離χ是穿孔砂輪的砂輪軸25b以其軸心與軸心0 —致的位置 為基準(zhǔn)的移動(dòng)量。保持器12或砂輪軸2 沿軸向的切入進(jìn)給在該移動(dòng)開始后仍繼續(xù)進(jìn)行。穿孔砂 輪北在該動(dòng)作的繼續(xù)進(jìn)行過程中貫穿硬質(zhì)脆性板4。穿孔砂輪北在貫穿硬質(zhì)脆性板4后， 利用末端側(cè)圓錐面33和圓柱面34的周面以使貫通的孔在周向擴(kuò)展的方式繼續(xù)進(jìn)行加工。 然后，通過控制器5的上述控制，在利用穿孔砂輪的圓柱面34對貫穿孔的整周均已進(jìn)行了 加工的時(shí)刻，結(jié)束穿孔加工。接著，使穿孔砂輪的鼓形部35在軸向移動(dòng)至硬質(zhì)脆性板4的高度位置，根據(jù)鼓形 部35的兩側(cè)的圓錐面36、37來變更上述關(guān)系式中的r的值，按照上述關(guān)系式對保持器的旋 轉(zhuǎn)角度θ及Δ θ與砂輪座的移動(dòng)量χ進(jìn)行控制，由此如圖4的(a)、(b)所示地對已貫穿 的孔的周緣角部進(jìn)行倒角加工。在穿孔加工時(shí)產(chǎn)生于硬質(zhì)脆性板的周緣角部的小的缺口或 裂紋通過該倒角加工而被除去。根據(jù)上述本發(fā)明，能夠用1臺(tái)裝置且用1個(gè)穿孔砂輪加工出要加工的硬質(zhì)脆性板 上的各種形狀和尺寸的貫穿孔，而無需與加工部位對應(yīng)地更換加工裝置、或更換砂輪。此 外，利用設(shè)置有兩根砂輪軸的裝置，能夠利用同一裝置在上述穿孔加工的前后連續(xù)地進(jìn)行 硬質(zhì)脆性板的外周加工。此外，根據(jù)本發(fā)明，無論設(shè)置于硬質(zhì)脆性板的貫通孔的形狀如何，都能夠盡可能地 防止加工時(shí)產(chǎn)生的裂紋、缺口。此外，由于通過保持器12的旋轉(zhuǎn)角度和砂輪座22的移動(dòng)來 形成加工形狀，因此砂輪座22的移動(dòng)量較小，能夠使裝置小型化，而且還能提高加工精度。


圖1是表示本發(fā)明所述的槽孔的加工的說明圖。圖2是表示外周的加工的說明圖。圖3是按照時(shí)間順序表示圖1的槽孔的加工的剖視和俯視說明圖。圖4是表示倒角加工的說明圖。圖5是表示本發(fā)明的穿孔加工裝置的一個(gè)示例的側(cè)視圖。圖6是表示加工中使用的工具的一個(gè)示例的側(cè)視圖。圖7是圖6的工具的主視圖。圖8是表示所加工的硬質(zhì)脆性板的一個(gè)示例的俯視圖。標(biāo)號說明1 工件軸；3a 外周加工砂輪；3b 穿孔砂輪；4 硬質(zhì)脆性板；5 控制器；11 工件 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)；12 :保持器；18 軸進(jìn)給裝置；22 :砂輪座；2^1、2釙砂輪軸；26ει、2^ :砂輪電 動(dòng)機(jī)；27 進(jìn)給電動(dòng)機(jī)；31 :末端面；32 槽狀凹部；33 圓錐面；34 圓柱面；35 :鼓形部；43 槽孔；0 工件軸的軸心；χ 砂輪座的移動(dòng)量；θ、Δ θ :工件軸的旋轉(zhuǎn)角度。
具體實(shí)施例方式圖5是表示本發(fā)明的穿孔加工裝置的實(shí)施例的圖。圖5中的裝置是能夠進(jìn)行硬質(zhì) 脆性板4的穿孔加工、并且還能夠進(jìn)行硬質(zhì)脆性板4的外周加工的裝置，該裝置具備裝配有 穿孔砂輪北的砂輪軸25b、和裝配有外周加工砂輪3a的砂輪軸2 這兩根砂輪軸。在圖5中，標(biāo)號1是鉛直方向的工件軸，標(biāo)號12是固定于工件軸1的上端的保持 器，標(biāo)號13是軸支承工件軸1的升降座。標(biāo)號21是固定于框架2的引導(dǎo)件，標(biāo)號22是沿引 導(dǎo)件21移動(dòng)的砂輪座。兩根砂輪軸25a、2^相互平行地軸支承于砂輪座22。砂輪軸25a、 25b與工件軸1平行。引導(dǎo)件21設(shè)置于與這兩根砂輪軸2如、2恥正交的方向。在砂輪軸25a、2^的下端(保持器12側(cè)的軸端)設(shè)置有工具保持器^a J9b，外周 加工砂輪3a裝配于其中一個(gè)工具保持器^a，穿孔砂輪北裝配于另一個(gè)工具保持器^b。 穿孔砂輪北的直徑比要加工的圓孔45的直徑和槽孔43的槽寬要小。砂輪軸驅(qū)動(dòng)用的電 動(dòng)機(jī)與各砂輪軸25a、25b連接。與升降座13設(shè)置成一體的支架14與鉛直方向的進(jìn)給絲杠18螺合，該鉛直方向的 進(jìn)給絲杠18通過升降用伺服電動(dòng)機(jī)17而被驅(qū)動(dòng)。在升降座13安裝有驅(qū)動(dòng)工件軸1旋轉(zhuǎn) 的伺服電動(dòng)機(jī)11。砂輪座22與進(jìn)給絲杠觀螺合，該進(jìn)給絲杠觀通過安裝于框架2的進(jìn)給 用伺服電動(dòng)機(jī)27而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。標(biāo)號5是控制這些伺服電動(dòng)機(jī)17、27、11的(Numerical Control 數(shù)字控制)裝置，標(biāo)號51、52和53是伺服放大器。圖6、圖7是表示穿孔砂輪北的一個(gè)示例的圖。穿孔砂輪北的基本形狀為細(xì)圓柱 形，該穿孔砂輪北的末端面31形成為沿軸向切入工件4的磨削面。在末端面31設(shè)置有直 徑方向的槽狀的凹部32。穿孔砂輪北的末端部外周形成為末端側(cè)直徑較小的圓錐面33， 并且具有與該圓錐面33相連的圓柱面34、以及鼓形部35。鼓形部35的兩側(cè)的圓錐面36、 37形成為磨削面，該磨削面用于斜著削去貫穿孔45、槽43的周緣44的上下棱線，即進(jìn)行所 謂的倒角。槽狀的凹部32設(shè)置成使砂輪的末端面中心部不與工件接觸，該砂輪的末端面中心部即使在砂輪軸2 旋轉(zhuǎn)的情況下也不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)速度，因此不產(chǎn)生磨削作用。此外，以不 與工件接觸的方式設(shè)置的中心部的凹部形成為沿直徑方向延伸的槽形狀，由此能夠有效地 使切削液相對于加工位置流入和流出。砂輪的末端部的圓錐面33發(fā)揮這樣的作用在砂輪貫穿硬質(zhì)脆性板后，通過使砂 輪北沿軸向進(jìn)給，該圓錐面33使加工出的貫通孔45的直徑或貫通槽43的槽寬逐漸增大， 從而將在貫穿時(shí)產(chǎn)生的缺口、裂紋削去。作為腰部的鼓形部35是為了利用同一砂輪對加工 出的貫通孔45和貫通槽43的周緣44的棱線進(jìn)行倒角加工而設(shè)置的部分。通過形成為鼓 形部35，能夠利用同一砂輪連續(xù)地進(jìn)行上下棱線的倒角。圖3是按照時(shí)間順序表示本發(fā)明的方法所述的對圖8所示的顯示面板4進(jìn)行的穿 孔加工的側(cè)視圖和俯視圖。以下，參照圖3，對本發(fā)明的穿孔加工方法進(jìn)行說明。要加工的工件(顯示面板)4通過未圖示的裝載機(jī)而被以使加工原點(diǎn)0與工件軸 1的旋轉(zhuǎn)中心一致的方式載置到保持器12上，所述未圖示的裝載機(jī)具有用于吸附工件4的 上表面的手部，在保持器12吸附該工件4后，解除手部側(cè)的吸附并使該手部退開。接著，利用外周加工砂輪3a進(jìn)行工件4的外周加工。工件4的外周加工是輪廓 (contouring)加工，即，一邊將以工件軸的軸心0為中心的工件4的旋轉(zhuǎn)角度θ及Δ θ與 移動(dòng)量χ關(guān)聯(lián)起來進(jìn)行控制，一邊進(jìn)行加工，所述移動(dòng)量是砂輪座22自基準(zhǔn)位置在與軸心 0正交的方向上的移動(dòng)量。例如，如果是圖8所示的工件外周的直線邊41的加工，則如圖2的(a)所示，設(shè)直 線邊41距加工原點(diǎn)0的距離為W，設(shè)砂輪3a的半徑為r，保持以下關(guān)系地對工件軸的旋轉(zhuǎn) 角度θ和砂輪座的移動(dòng)量χ進(jìn)行控制χ = (ff+r)/cos θ由此，進(jìn)行直線邊41的加工。此外，如果是圖8所示的工件外周的圓弧邊42的加工，則如圖2的(b)所示，設(shè) 圓弧邊的軸心P在x_y直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(A，B)，設(shè)圓弧邊42的半徑為R，設(shè)C2 = A2+B2 (C<SUP>2</SUP> = A<SUP>2</SUP>+B<SUP>2</SUP>)，設(shè) tan θ Q = B/A,設(shè) Δ θ = θ-Qtl，以滿足以下關(guān)系的方式對工件軸自基準(zhǔn)相位起的旋轉(zhuǎn)角度θ = Θ,Δ θ與砂輪座 22自基準(zhǔn)位置起的移動(dòng)量χ之間的關(guān)系進(jìn)行控制并進(jìn)行加工χ = Ccos Δ θ + (R+r) cos Φ其中，sinΦ = CsinA θ / (R+r) 0接著，將穿孔砂輪北的軸心與工件軸1的軸心一致的位置設(shè)定為基準(zhǔn)位置，利用 穿孔砂輪北進(jìn)行槽孔43和圓孔45的加工。在加工槽孔43時(shí)，將穿孔砂輪北的位置設(shè)定于槽孔43的中央，使工件軸1在不 旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下上升，由此使穿孔砂輪北在該位置向工件4前進(jìn)。在穿孔砂輪北的末端面 31將工件4切除至預(yù)先設(shè)定的不貫穿工件4的深度的時(shí)刻(參照圖3的(b))，以使工件軸 的旋轉(zhuǎn)角度θ與砂輪座的移動(dòng)量χ滿足以下關(guān)系的方式轉(zhuǎn)換控制(參照圖1的(a))χ = (A+R-r)/cos θ 。在該控制的轉(zhuǎn)換過程中，穿孔砂輪北向槽孔43的外側(cè)的直線邊緣4 側(cè)接近移 動(dòng)，此后沿該直線邊緣移動(dòng)。在穿孔砂輪北到達(dá)槽孔端部的圓弧部分44b后，設(shè)C2 = A2+B02 (C<SUP>2</SUP> =A<SUP>2</SUP>+B0<SUP>2</SUP>)，設(shè) tan θ 0 = Β/Α,設(shè) Δ θ = θ - θ 0，以滿足以下關(guān)系的 方式對工件軸的旋轉(zhuǎn)角度θ = Θ^Δ θ和砂輪座的移動(dòng)量χ進(jìn)行控制(參照圖1的(b))χ = Ccos Δ θ + (R-r) cos Φ其中，sinΦ = CsinA θ / (R-r) 0然后，在槽孔的端部處的半周的移動(dòng)結(jié)束后，接著，以滿足以下關(guān)系的方式對工件 軸的旋轉(zhuǎn)角度θ和砂輪座的移動(dòng)量χ進(jìn)行控制χ = (A-R+r)/cos θ使穿孔砂輪北沿槽孔43的內(nèi)側(cè)邊緣Mc移動(dòng)，進(jìn)一步地，對于相反側(cè)的圓弧部， 也通過與上述圓弧部相同的控制來使穿孔砂輪北移動(dòng)。在上述動(dòng)作的中途，穿孔砂輪的末端面31貫穿工件4(參照圖3的(c))。通過使 工件軸1繼續(xù)上升，穿孔砂輪北在貫穿工件4后以利用圓錐面33和圓柱面34沿周向擴(kuò)展 貫通孔的方式繼續(xù)進(jìn)行加工。然后，在到達(dá)利用圓柱面34對槽孔的周緣進(jìn)行加工的狀態(tài)后 (參照圖3的(d))，使穿孔砂輪北沿槽孔43的整周移動(dòng)，從而完成槽孔43的穿孔加工。接著，使工件軸1進(jìn)行軸向移動(dòng)，以使穿孔砂輪的鼓形部35處于工件4的高度位 置，根據(jù)鼓形部35的兩側(cè)的圓錐面36、37來變更上述關(guān)系式中的r的值，按照上述關(guān)系式 對工件軸的旋轉(zhuǎn)角度θ及Δ θ與砂輪座的移動(dòng)量χ進(jìn)行控制，由此如圖4的(a)、(b)所 示地對已貫穿的槽孔43的周緣角部進(jìn)行倒角加工。在穿孔加工時(shí)產(chǎn)生于硬質(zhì)脆性板的周 緣角部的小的缺口、裂紋通過該倒角加工而被除去。在加工圓孔45時(shí)，首先，將穿孔砂輪北的位置設(shè)定于圓孔45的中心坐標(biāo)(A，B)， 在該位置通過工件軸1的上升來在工件軸方向磨削工件4。在穿孔砂輪北的末端面31將 工件4切除至預(yù)先設(shè)定的不貫穿工件4的深度的時(shí)刻，以使工件軸1的旋轉(zhuǎn)角度Δ θ與砂 輪座的移動(dòng)量χ滿足與加工上述槽孔的圓弧部分時(shí)相同的算式，即，滿足以下關(guān)系的方式 對工件軸1自基準(zhǔn)相位起的旋轉(zhuǎn)角度θ和砂輪座22自基準(zhǔn)位置起的移動(dòng)量χ進(jìn)行控制χ = Ccos Δ θ + (R-r) cos Φ其中，sinΦ = CsinA θ / (R-r), Δ θ = θ - θ 0在該期間內(nèi)，通過工件軸1的上升而實(shí)現(xiàn)的軸向切入進(jìn)給仍繼續(xù)進(jìn)行。在上述動(dòng)作的中途，穿孔砂輪北貫穿工件4。穿孔砂輪北在貫穿工件4后以利 用末端側(cè)圓錐面33和圓柱面34沿周向擴(kuò)展貫通孔的方式繼續(xù)進(jìn)行加工。然后，通過控制 器5的上述控制，在利用穿孔砂輪的圓柱面34完成了圓孔45的整周的加工的時(shí)刻結(jié)束穿 孔加工。接著，與槽孔43的情況一樣，根據(jù)鼓形部35的兩側(cè)的圓錐面36、37來變更上述關(guān) 系式中的r的值，按照上述關(guān)系式對工件軸的旋轉(zhuǎn)角度θ與砂輪座的移動(dòng)量χ進(jìn)行控制， 由此對圓孔45的周緣角部進(jìn)行倒角加工。
權(quán)利要求
1.一種硬質(zhì)脆性板的穿孔加工方法，其特征在于，使用穿孔砂輪C3b)，該穿孔砂輪(3b)具有末端部外周的末端側(cè)直徑較小的圓錐面 (33)、和與該圓錐面相連的圓柱面(34)，在被繞軸心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的保持器(1 上，固定硬質(zhì) 脆性板并使該硬質(zhì)脆性板的面處于與所述軸心正交的方向，在與所述保持器對置且與所述 軸心平行的旋轉(zhuǎn)砂輪軸0 )的末端裝配所述穿孔砂輪(3b)，以使所述穿孔砂輪的圓柱 面位于將要進(jìn)行穿孔的區(qū)域的內(nèi)側(cè)的方式設(shè)定所述旋轉(zhuǎn)砂輪軸的位置，在該位置使穿孔砂 輪(3b)朝向所述硬質(zhì)脆性板(4)前進(jìn)，在穿孔砂輪(3b)的末端前進(jìn)至不貫穿硬質(zhì)脆性板 (4)的深度后，根據(jù)所述區(qū)域的周緣的形狀將所述保持器的旋轉(zhuǎn)角度與所述砂輪座的移動(dòng) 量關(guān)聯(lián)起來地進(jìn)行控制，由此開始砂輪軸的橫向移動(dòng)，該砂輪軸的橫向移動(dòng)的方向是使所 述穿孔砂輪的圓柱面與所述周緣接觸地進(jìn)行移動(dòng)的方向，然后，利用所述穿孔砂輪的圓柱 面(34)對所述周緣的整周進(jìn)行加工。
2.一種穿孔砂輪，其是用于在硬質(zhì)脆性板上加工出貫穿硬質(zhì)脆性板的板厚方向的貫通 孔的砂輪，其特征在于，所述穿孔砂輪具有與軸垂直的方向的末端面(31)；末端部外周的末端側(cè)直徑較小的 圓錐面(33)；與該圓錐面相連的圓柱面(34)；以及位于該圓柱面的與所述末端側(cè)相反的一 側(cè)的鼓形部(35)，所述末端面(31)在中心具有直徑方向的槽狀的凹部(32)。
3.一種硬質(zhì)脆性板的穿孔加工裝置，其特征在于，所述硬質(zhì)脆性板的穿孔加工裝置具有保持器(12)，其保持硬質(zhì)脆性板；工件驅(qū)動(dòng)電 動(dòng)機(jī)(11)，其驅(qū)動(dòng)所述保持器繞與所述硬質(zhì)脆性板的面垂直的方向的軸心(0)旋轉(zhuǎn)，并且 該工件驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(11)的旋轉(zhuǎn)角度能夠控制；砂輪座(22)，其能夠在與所述軸心(0)正 交的方向移動(dòng)；進(jìn)給電動(dòng)機(jī)(27)，其使所述砂輪座在所述移動(dòng)方向往復(fù)移動(dòng)，并且該進(jìn)給 電動(dòng)機(jī)(XT)的旋轉(zhuǎn)角度能夠控制；砂輪軸0恥)，其與所述軸心平行地軸支承于所述砂輪 座，并且能夠?qū)⒃撋拜嗇S0 )的基準(zhǔn)位置設(shè)定于所述軸心(0)的位置；穿孔砂輪C3b)， 其裝配于所述砂輪軸的末端；砂輪電動(dòng)機(jī)06b)，其使所述砂輪軸(25b)旋轉(zhuǎn)；軸進(jìn)給裝置 (18)，其使所述砂輪軸(25b)和保持器(1 中的至少一方在所述軸心方向進(jìn)退；以及控制 器(5)，其將工件驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(11)的旋轉(zhuǎn)角度與進(jìn)給電動(dòng)機(jī)、2Τ)的旋轉(zhuǎn)角度關(guān)聯(lián)起來地進(jìn) 行控制，所述控制器( 具有槽孔加工單元，該槽孔加工單元將所述保持器(1 的旋轉(zhuǎn)角度設(shè) 為θ或△ θ，將砂輪座0 的移動(dòng)量設(shè)為X，并保持以下關(guān)系地進(jìn)行控制 χ = (A+R-r)/cos θ、 χ = (A-R+r)/cos θ 以及 χ = Ccos Δ θ + (R-r) cos Φ 其中，sin Φ = CsinA θ / (R-r)其中，在上式中，A是從所述軸心(0)到要加工的槽孔03)的中心線為止的、與該槽孔 的中心線正交的方向上的距離，C是從所述軸心(0)到要加工的槽孔端部的圓弧的中心(Q) 為止的距離，R是槽孔G3)的槽寬尺寸的l/2，r是穿孔砂輪(3b)的半徑且r < R，θ是保 持器(1 自與槽孔的中心線正交的方向上的第一基準(zhǔn)相位起的旋轉(zhuǎn)角度，Δ θ是保持器 (12)自線段OQ方向上的第二基準(zhǔn)相位起的旋轉(zhuǎn)角度，χ是從所述軸心到砂輪中心軸為止的 距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硬質(zhì)脆性板的穿孔加工裝置，其中，在所述砂輪座0 具有兩根砂輪軸0如、2恥)，這兩根砂輪軸(25a、25b)在所述軸心 方向上相互平行、且能夠?qū)⒏髯缘纳拜喼行妮S的基準(zhǔn)位置設(shè)定于所述軸心的位置，所述穿 孔砂輪(3b)裝配于所述砂輪軸中的一個(gè)砂輪軸，利用外周面對所述硬質(zhì)脆性板的外周進(jìn) 行加工的外周加工砂輪(3a)裝配于所述砂輪軸中的另一個(gè)砂輪軸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種硬質(zhì)脆性板的穿孔加工方法和裝置，在玻璃板等硬質(zhì)脆性板上形成貫穿板厚方向的圓孔、長孔、槽孔等的穿孔加工中，能夠盡可能地防止加工時(shí)產(chǎn)生的大的缺口、裂紋，并能夠加工出尺寸、形狀不同的圓孔和槽孔。穿孔砂輪是在末端具有沿板厚方向磨削硬質(zhì)脆性板的末端面的圓柱形砂輪，并且是直徑比要加工的圓孔或槽寬要小的砂輪?？刂破骶哂胁劭准庸卧摬劭准庸卧獙⒐ぜS的旋轉(zhuǎn)角度設(shè)為θ或Δθ，將砂輪座的移動(dòng)量設(shè)為x，并至少保持以下關(guān)系地進(jìn)行控制x＝(A+R-r)/cosθ、x＝CcosΔθ+(R-r)cosφ，其中sinφ＝CsinΔθ/(R-r)、以及x＝(A-R+r)/cosθ。在上式中，R是槽孔的槽寬的1/2，r是穿孔砂輪的半徑(r＜R)。
文檔編號C03B33/00GK102070295SQ201010522929
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者上田貴大, 大桑幸一 申請人:中村留精密工業(yè)株式會(huì)社