[发明专利]一种蓝宝石晶块仿角加工方法

说明书

本发明提供一种蓝宝石晶块仿角加工方法，所述蓝宝石晶块为长方体形状，所述仿角加工为针对处于蓝宝石晶块高度方向上的四条平行棱线进行；仿角过程中，机床带动夹具和设置在夹具上的蓝宝石晶块沿所述待加工棱线的方向即机床X轴方向上来回往返运动，砂轮在转动以打磨蓝宝石的同时可沿竖直方向向下运动，砂轮向下运动的速度即下刀速度；所述仿角方法为变速下刀仿角，且包括先后执行的如下步骤，第一步中速下刀，第二步高速下刀，第三步低速下刀，第四步为不下刀的光刀步骤。本发明中所述变速下刀仿角方法不仅完全避免了仿角过程中蓝宝石晶块的崩裂和皱纹危险，而且该方法仿角效率高，所得蓝宝石晶块破损率低且仿角合格率高。

技术领域

本发明属于蓝宝石加工领域，具体涉及一种蓝宝石晶块仿角加工方法。

背景技术

人工生长的蓝宝石化学组成为氧化铝(Al₂O₃)，是由三个氧原子和两个铝原子以共价键形式结合而成。蓝宝石莫氏硬度9，自然界中仅次于金刚石，其具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高(2045℃)等特点。因蓝宝石具有上述良好的物理及光学特性，其大规模应用于手表穿戴、手机视窗面板及其他光学器件领域，目前已在手表、手机上出现相关蓝宝石产品。但蓝宝石材质硬脆，刚度较差，难以加工，易造成崩裂破坏。如将蓝宝石片应用于手表或手机视窗面板领域，蓝宝石片成品常有倒角尺寸加工要求。现有的方法多是在将蓝宝石晶块沿其高度方向线切割成一片片(例如几十或数百片)的蓝宝石薄片(例如其厚度为0.3～2mm)后，再对蓝宝石薄片进行倒角加工，所用加工设备例如为金刚石砂轮棒的外圆面对蓝宝石薄片厚度方向的短棱线进行打磨。但这种方式未为蓝宝石晶块设置仿角，使得线切割时晶块边角对金刚石线锯产生较大磨损，且使得后续CNC精修蓝宝石薄片的倒角时加工余量较大。

申请人在先专利CN201420631454.4中提供了一种窗口片蓝宝石晶块倒R角工具，所述电镀砂轮包括位于砂轮边缘端的弧形加工槽，所述弧形加工槽向砂轮内部凹陷，所述弧形加工槽底面的弧度与产品加工要求的R角弧度相适应。该实用新型采用电镀工艺对窗口片蓝宝石晶块进行倒角，利用金刚石砂轮装置磨削，装置不易变形，使用寿命长；另外，将砂轮边缘加工为适合倒R角的弧形，将弧形对准产品边缘进行磨削成型，使得倒R角工序简易，并且为标准化操作，产品品质稳定可控；而且可一次加工大块晶石，省时省力，效率高。该专利中虽然公开了相应的倒角工具，但并未公开相应的倒角加工方法。在使用该工具进行蓝宝石晶块的仿角加工时，会出现仿角加工时崩边或皱纹现象。

因此，本领域需要提供一种蓝宝石晶块仿角方法以解决蓝宝石晶块仿角加工时的崩边和皱纹问题。

发明内容

因此，本发明提供一种蓝宝石晶块仿角加工方法，所述蓝宝石晶块为长方体形状，所述仿角加工为针对处于蓝宝石晶块高度方向上的四条平行棱线进行，将四条棱线逐条仿成C角和/或R角，仿角加工前待仿角的棱线被夹具夹持后水平设置，仿角时采用驱动轴水平设置的砂轮，砂轮设置在蓝宝石晶块中待加工棱线的上方，砂轮的外圆面设置有与待加工成的C角或R角匹配的凹槽，凹槽内设置有金刚石砂层，且所述待仿角的棱线位于所述凹槽的中心圆环线所在的竖直平面内，所述蓝宝石由夹具夹持使得相交而形成待加工棱线的两个平面均与水平面呈45°角；仿角过程中，机床带动夹具和设置在夹具上的蓝宝石晶块沿所述待加工棱线的方向即机床X轴方向上来回往返运动，砂轮在转动以打磨蓝宝石的同时可沿竖直方向向下运动，砂轮向下运动的速度即下刀速度；所述仿角方法为变速下刀仿角，且包括先后执行的如下步骤，第一步中速下刀，第二步高速下刀，第三步低速下刀，第四步为不下刀的光刀步骤。

本领域技术人员容易理解的，所述蓝宝石晶块高度可以大于或小于其长度或宽度，这在本发明中不受限制。在随后的线切割蓝宝石晶块步骤中，将沿着蓝宝石晶块高度方向平行地将晶块切割成一片片的蓝宝石薄片。

本发明中，第四步为不下刀的光刀步骤，在该步骤中，砂轮不下刀，工作台带着蓝宝石晶砖做光刀运动。第四步开始时砂轮和蓝宝石接触，光刀完成后二者基本不接触。光刀有利于提升产品表面粗糙度和防止蓝宝石仿角处出现退刀痕。