專利名稱：一種能控制切割深度的刀輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脆性材料的切斷、裂斷工具，脆性材料如玻璃、陶瓷、硅片和半導體，尤其涉及一種用于玻璃切割裝置上的刀輪。
背景技術(shù)：
隨著液晶顯示器的廣泛應(yīng)用、汽車行業(yè)和建筑行業(yè)等的蓬勃發(fā)展、生產(chǎn)自動化的提高，高效率、高質(zhì)量地切割液晶板和玻璃板等脆性材料的工具、設(shè)備和方法變得越來越重要。
目前世界上脆性材料切割所用切刀的刃口切入脆性材料的深度只能依賴調(diào)整機器壓力完成，根本不能保證要求的精度，更不能控制脆性材料裂開的時間。例如在TFT自動化生產(chǎn)線上，如果壓力太大，裂開就過快，無法從切割臺上整塊轉(zhuǎn)移到下一道工序；反之，如果壓力太小，最終會無法裂開，而使得整條生產(chǎn)線受阻。
目前的刀輪結(jié)構(gòu)，如中國專利99100623.2，它公開了一種刀輪，其是一種在待切割物品上能夠形成深的狹縫以便沿狹縫更容易斷開物品并在物品斷開時可靠地形成垂直切割面的刀輪。刀輪為具有沿其外周的切割邊緣的盤狀件并形成有穿過其軸伸長的安裝孔及不規(guī)則形狀以便當?shù)遁啙L動時由于多邊形孔相鄰邊之間的步進而振動。因此刀輪的切割邊緣可更深地切入玻璃板，以便在玻璃板上形成又深又平的狹縫。但該刀輪的結(jié)構(gòu)無法控制刀輪切入的深度。
另外，如中國專利96101939.5，它公開了一種玻璃劃刀盤片、自動劃玻璃機和劃玻璃刀，該玻璃劃刀盤片用來在玻璃制品的一表面上形成一劃痕，當將一外力作用于劃痕的玻璃制品上時，玻璃制品能沿該劃痕斷開。這種玻璃劃刀盤片包括一徑向向外斜削形成一圓周脊的外圓周部分。該圓周脊上具有諸表面特征，所述表面特征交替地分布在劃刀盤片的圓周上。諸表面特征可以是一些彼此交替地分布在圓周脊上的突起和凹槽。其可有效地減少任何可能的劃刀盤片相對于待劃開的玻璃制品的滑動，但其同樣也不同有效地控制切割的深度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的是提供一種能控制切入脆性材料的深度的刀輪，其能根據(jù)需要設(shè)計裂開的時間，從而為脆性材料的自動化加工流程提供了保證。
本發(fā)明的第二目的是提供一種能精密控制切割深度的刀架，其能根據(jù)需要設(shè)計裂開的時間，從而為脆性材料的加工流程提供了保證，其還能減小刀輪與刀架發(fā)生干涉摩擦。
本發(fā)明的第一目的是這樣實現(xiàn)的一種能控制切割深度的刀輪，包括切割部，刀輪的中心具有安裝刀軸的圓孔，通過刀軸將刀輪固定在刀架上，在靠近刀輪的切割部處設(shè)有能限制刀輪切入深度的限深部。
所述的一種能控制切割深度的刀輪，所述限深部為圓形凸臺狀的第一限深層和第二限深層，所述切割部、第一限深層和第二限深層連接為一體，切割部具有V形切割邊緣，其尖端到第一限深層端面的距離為切深量h。
所述的一種能控制切割深度的刀輪，刀輪由硬質(zhì)合金或金剛石晶體制成，通過成型砂輪加工而成或三個部分分別加工后合成為一體。
所述的一種能控制切割深度的刀輪，刀輪的三個部分采用相同的材料制成；或刀輪的三個部分采用不同的材料制成，切割部采用金剛石晶體制成，而第一、第二限深層采用硬質(zhì)合金制成。
所述的一種能控制切割深度的刀輪，V形切割邊緣的刃口角度為70-170度。
所述的一種能控制切割深度的刀輪，所述的限深部為圓孔形凹部，刀輪為一體制成，在刀輪的圓周表面上均布有用激光打出圓孔后通過研磨形成的限深部和切割部。
所述的一種能控制切割深度的刀輪，所述的限深部為三角形孔凹部，刀輪為一體制成，在刀輪的圓周表面上均布有用激光打出三角孔后通過研磨形成的限深部和切割部。
本發(fā)明的第二目的是這樣實現(xiàn)的一種能控制切割深度的刀架，包括刀輪和刀軸，刀架上設(shè)有安裝孔，在靠近切割部處設(shè)有能限制刀輪切入深度的限深部；在刀架的刀軸安裝孔處對稱地設(shè)置用于控制刀輪位置并減少摩擦的凸臺。
本發(fā)明的一種制造能控制切割深度的刀輪的方法，用硬質(zhì)合金或金剛石晶體制成盤狀刀輪毛胚；用激光打孔設(shè)備在盤狀刀輪的外周打孔；然后再對外周邊進行研磨加工，制成能控制切割深度的刀輪。
本發(fā)明通過對切刀的結(jié)構(gòu)的設(shè)計，可使切刀本身就能夠控制切入脆性材料的深度，并能根據(jù)需要設(shè)計裂開的時間，這對LCD(液晶顯示器)生產(chǎn)工藝至關(guān)重要。例如在LCD玻璃加工生產(chǎn)線中，既可保證LCD-TFT要求的較短時間裂開(例如2-5分鐘)，以使玻璃可轉(zhuǎn)移到下一個工序臺，也能保證STN要求的較長時間裂開(例如5-7小時)，而留出灌液晶的充足時間，使生產(chǎn)線暢通，從而提高生產(chǎn)效率。


圖1為依據(jù)本發(fā)明提出的一種能控制切割深度的刀輪的第一實施例的側(cè)視圖；圖2為圖1的局部放大視圖，其中示出了加工刃部后的刀輪；圖3為本發(fā)明的盤狀刀輪安裝在刀架上的剖視圖；圖4示出了用激光打孔加工第二實施例的刀輪切割部的徑向剖視圖；圖5為刀輪的第二實施例的切割部的側(cè)視圖，其中示出了加工刃部后的刀輪；圖6為圖5的切割部的局部放大視圖，其中示出了加工刃部后的刀輪；圖7示出了用激光打孔加工第三實施例的刀輪切割部的徑向剖視圖；
圖8為第三實施例的刀輪切割部的局部放大視圖，其中示出了加工刃部后的刀輪；刀輪的第三實施例的切割部的側(cè)視圖與圖5相同；圖9為本發(fā)明的刀架的剖視圖。
具體實施例方式
如圖1所示，依據(jù)本發(fā)明提出的一種能控制切割深度的刀輪，其為盤狀刀輪，盤狀刀輪包括切割部2、第一限深層1和第二限深層3。盤狀刀輪可以通過成型砂輪加工而成，也可以三個部分分別加工后合成為一體，例如，可以采用焊接的方法將三個部分焊接成一體。刀輪的切割部2具有V形切割邊緣，其尖端到第一限深層1端面的距離為切深量h，如圖2所示；盤狀刀輪的中心具有安裝刀軸的圓孔4，其內(nèi)連接有刀軸5，通過刀軸5可將盤狀刀輪裝配在刀架6上，如圖3所示。刀軸5可通過精密配合方式裝配在刀架6上，刀輪可以在刀軸上轉(zhuǎn)動；也可以在刀架外部增加擋板而防止刀軸在受到壓力時在圓孔中移動或離開圓孔。
通常，刀輪由硬質(zhì)合金(碳化鎢)或金剛石晶體制成。本發(fā)明的盤狀刀輪的三個部分(切割部2、第一限深層1和第二限深層3)可以采用相同的材料；盤狀刀輪的三個部分也可以制成為一體的；另外，盤狀刀輪的三個部分也可以采用不同的材料，即切割部2采用硬質(zhì)合金或金剛石晶體制成，而第一、第二限深層1、3可采用其它材料制成，只要能滿足限深功能即可。
通常該結(jié)構(gòu)的刀輪外徑為1.2-22毫米，其切深量h為0.02-5.0毫米，刃口角度θ為70°-170°。
玻璃切割裝置通常包括一工作臺，一可在工作臺上方移動的導向器，安裝在導向器上的可移動的刀架，以及安裝在刀架的底部的刀軸，刀軸插入刀輪的安裝孔中以便可支撐轉(zhuǎn)動的刀輪。操作時，玻璃切割裝置以預定的壓力把刀輪按壓在工作臺的玻璃板上，刀輪在玻璃板上滾動，切割部切入玻璃板，第一限深層和第二限深層對切入的深度進行了限制，限深層同時還可壓住狹縫的兩邊，防止脆性材料爆破，保證切面的光滑，從而在玻璃板上形成一具有預定深度的狹縫，之后玻璃板被送到下一個工位。
如圖4、5和6所示，為本發(fā)明的第二實施例，其中，用硬質(zhì)合金或金剛石晶體制成盤狀刀輪毛胚；然后用激光打孔設(shè)備在盤狀刀輪的外周打孔；最后再對外周邊進行研磨加工刃口，從而形成本發(fā)明的能控制切割深度的刀輪。
刀輪的具體結(jié)構(gòu)參見圖5和6所示，圖5為刀輪的第二實施例的切割部的側(cè)視圖；圖6為圖5的切割部的局部放大視圖，其中示出了加工刃部后的刀輪。在盤狀刀輪的V形圓周表面上均布有凹部7，凹部7是在盤狀刀輪的外端用激光均勻地打出的圓孔經(jīng)過研磨后形成的，相鄰凹部之間的連接部分為切割部8，加工后形成的凹部的底邊可以阻止刀輪的再切入，這樣也能夠按同一原理起到限制切入深度的作用。對于這類的刀輪，從圖中可知，通常激光打孔的半徑r0.02＜r＜5毫米；磨去量L’0＜L’＜7毫米；切深量為h’，優(yōu)選地是h’＞r。
同理，刀輪的具體結(jié)構(gòu)也可參見圖7和圖8以及圖5所示，圖7為刀輪的第三實施例的切割部的側(cè)視圖；圖8為圖7的切割部的局部放大視圖，其中示出了加工刃部后的刀輪；刀輪的第三實施例的切割部的側(cè)視圖與圖5相同，故省略。在盤狀刀輪的V形圓周表面上均布有凹部9，凹部9是在盤狀刀輪的外端用激光均勻地打出三角孔經(jīng)過研磨后形成的，相鄰凹部之間的連接部分為切割部10，加工后形成的凹部的底面可以阻止刀輪的再切入，這樣也能夠按同一原理起到限制切入深度的作用。對于這類的刀輪，從圖中可知，通常激光打孔的三角形的角度α0°＜α＜90°；磨去量L0＜L”＜7毫米；切深量為h”。
對于本發(fā)明實現(xiàn)的設(shè)計加工過程具體舉例說明如下現(xiàn)有1mm厚的玻璃，需裂開時間為5分鐘，要達到以上要求，切深應(yīng)達到15％(若需裂開時間為10分鐘，則切深應(yīng)再小一些)。設(shè)計切深量應(yīng)為0.15mm(1mm*15％)，毛坯打圓孔直徑或三角形高為0.15mm至0.30mm之間，之后通過研磨控制切深為0.15mm，使刀輪成型。
如圖9所示，為本發(fā)明的刀架的剖視圖。為了減少刀輪與刀架6的干涉摩擦，在刀架的刀軸安裝孔11處對稱地設(shè)置能控制刀輪位置的凸臺12，凸臺12也用于支撐從其內(nèi)部穿過的刀軸，使刀輪的徑向端面距離刀架一定的距離。
權(quán)利要求
1.一種能控制切割深度的刀輪，包括切割部，刀輪的中心具有安裝刀軸的圓孔，通過刀軸將刀輪固定在刀架上，其特征在于在靠近刀輪的切割部處設(shè)有能限制刀輪切入深度的限深部。
2.如權(quán)利要求1所述的一種能控制切割深度的刀輪，其特征在于所述限深部為圓形凸臺狀的第一限深層和第二限深層，所述切割部、第一限深層和第二限深層連接為一體，切割部具有V形切割邊緣，其尖端到第一限深層端面的距離為切深量h。
3.如權(quán)利要求1所述的一種能控制切割深度的刀輪，其特征在于刀輪由硬質(zhì)合金或金剛石晶體制成，通過成型砂輪加工而成或三個部分分別加工后合成為一體。
4.如權(quán)利要求1所述的一種能控制切割深度的刀輪，其特征在于刀輪的三個部分采用相同的材料制成；或刀輪的三個部分采用不同的材料制成，切割部采用金剛石晶體制成，而第一、第二限深層采用硬質(zhì)合金制成。
5.如權(quán)利要求1至4中任意一項所述的一種能控制切割深度的刀輪，其特征在于V形切割邊緣的刃口角度為70-170度。
6.如權(quán)利要求1所述的一種能控制切割深度的刀輪，其特征在于所述的限深部為圓孔形凹部，刀輪為一體制成，在刀輪的圓周表面上均布有用激光打出圓孔后通過研磨形成的限深部和切割部。
7.如權(quán)利要求5所述的一種能控制切割深度的刀輪，其特征在于所述的限深部為三角形孔凹部，刀輪為一體制成，在刀輪的圓周表面上均布有用激光打出三角孔后通過研磨形成的限深部和切割部。
8.一種能控制切割深度的刀架，包括刀輪和刀軸，刀架上設(shè)有安裝孔，其特征在于在靠近切割部處設(shè)有能限制刀輪切入深度的限深部；在刀架的刀軸安裝孔處對稱地設(shè)置用于控制刀輪位置并減少摩擦的凸臺。
9.一種制造能控制切割深度的刀輪的方法，其特征在于用硬質(zhì)合金或金剛石晶體制成盤狀刀輪毛胚；用激光打孔設(shè)備在盤狀刀輪的外周打孔；然后再對外周邊進行研磨加工，制成能控制切割深度的刀輪。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能控制切割深度的刀輪，包括切割部，刀輪的中心具有安裝刀軸的圓孔，通過刀軸將刀輪固定在刀架上，在靠近刀輪的切割部處設(shè)有能限制刀輪切入深度的限深部。其能根據(jù)需要設(shè)計裂開的時間，從而為脆性材料的自動化加工流程提供了保證。
文檔編號B26D1/01GK1631623SQ20041010460
公開日2005年6月29日 申請日期2004年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者孫春雨 申請人:孫春雨