CN102531373B - 一种切割玻璃材料的刀轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切割玻璃材料的刀轮，包括由第一曲面a₁、第二曲面a₂以及外边缘棱线l形成的角度为ψ₁的V形切割刃部(1)、圆形盘面(2)和中心轴孔(3)，V形切割刃部(1)的外边缘棱线l一周具有交替分布的切割刃(4)和凹陷结构(5)，所述的交替分布的所述切割刃(4)形成第一层刃口，所述凹陷结构(5)由内凹的第三曲面(a₃)和内凹的第四曲面(a₄)形成，第三曲面(a₃)和第四曲面(a₄)相交于内凹的曲线段l₁，第三曲面(a₃)、第四曲面(a₄)和曲线段l₁形成第二层V形刃口，其中所述的曲线段l₁是内凹的曲线段，所述内凹的曲线段的两端分别为相邻的刃口尖端。其能够避免造成刀轮堵塞，并且避免碰伤玻璃以及破坏裂线，而且可以高质量切割玻璃。

Description

一种切割玻璃材料的刀轮

技术领域

本发明涉及一种切割玻璃材料的刀轮。

背景技术

随着科技水平的迅猛发展，许多领域要求玻璃的厚度薄，硬度大，且对于玻璃的切割质量要求也越来越高，下面就以液晶显示器所用玻璃材料为例来进行说明。

用来进行玻璃切割的盘状刀轮具有的共同特征是：均包括切割刃部、刀轮盘面和刀轮中心用来安装刀轴的轴孔。其中切割刃部呈V形，便于切入玻璃，刀轮材料主要是金刚石、聚晶或多晶金刚石、硬质合金材料等。

目前液晶显示器所用玻璃的厚度从2mm到0.1mm越来越薄，硬度越来越大，同时对玻璃裂断面的质量要求也更高，使得切割时的压力、切入技术、裂断效率等要求以及精度要求也都更高，给切割工具-刀轮的研究开发提出了很大的挑战。

专利Z01124992.7和CN200680003956.0，以及本申请人中请的专利Z200410104603.2等提出了几种在切割刃部加工的微结构，这几种微结构都分别使切割刃部产生周期性的凹凸槽。切割玻璃材料的原理是：在切割时给刀轮施加一定压力，使刃部凸起的部分切入玻璃内部，而凹陷部分不能切入玻璃内部，则形成了间断的周期性切痕。相邻切痕在应力作用下可以产生裂线，并由裂线相连接，使得玻璃被切开并裂断。

但是这几种结构的刀轮在切割玻璃时，存在的最主要的问题是，刀轮会被切割时产生的玻璃微粉末填充，造成刀轮微结构堵塞，导致刀轮失去切割能力；另外凹陷结构中与玻璃接触的部位会对切割产生的裂线造成严重破坏。

针对上述这些问题，本发明提供一种用于切割玻璃以及其它玻璃材料的刀轮，此种新结构的刀轮，既不会造成堵塞，又能够避免出现碰伤玻璃以及避免破坏裂线，而且可以得到很高的切割质量。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种切割玻璃材料的刀轮，特别是能够避免造成刀轮堵塞，并且避免碰伤玻璃以及破坏裂线，而且可以高质量切割玻璃的刀轮。

为了实现上述目的，采用以下技术方案：一种切割玻璃材料的刀轮，包括由第一曲面a₁、第二曲面a₂以及外边缘棱线l形成的角度为ψ₁的V形切割刃部、圆形盘面和中心轴孔，V形切割刃部的外边缘棱线l一周具有交替分布的切割刃和凹陷结构，所述的交替分布的所述切割刃形成第一层刃口，所述凹陷结构由内凹的第三曲面a₃和内凹的第四曲面a₄形成，第三曲面a₃和第四曲面a₄相交于内凹的曲线段l₁，第三曲面a₃、第四曲面a₄和曲线段l₁形成第二层V形刃口，其中所述的曲线段l₁是内凹的曲线段，所述内凹的曲线段的两端分别为相邻的刃口尖端。

依据本发明，凹陷结构贯穿切割刃部的第一曲面a₁和第二曲面a₂。

依据本发明，凹陷结构在靠近刃口部位的宽度与在侧面靠近刀轮盘面部位的宽度相等。

依据本发明，凹陷结构在靠近刃口部位的宽度窄，而在靠近刀轮盘面部位的宽度宽。

依据本发明，凹陷结构在靠近刃口部位的宽度宽，而在靠近刀轮盘面部位的宽度窄。

依据本发明，刀轮还包括第五曲面a5和第六曲面a6，凹陷结构贯穿第一曲面和第二曲面，凹陷结构在靠近刃口部位的宽度与在侧面靠近刀轮盘面部位的宽度相等。

依据本发明，刀轮还包括第五曲面a5和第六曲面a6，凹陷结构贯穿第一曲面和第二曲面，凹陷结构在靠近刃口部位的宽度窄，而在靠近刀轮盘面部位的宽度宽。

依据本发明，刀轮还包括第五曲面a5和第六曲面a6，凹陷结构在靠近刃口部位的宽度窄，而在靠近刀轮盘面部位的宽度宽。

依据本发明，刀轮还包括第五曲面a5和第六曲面a6，凹陷结构在靠近刃口部位的宽度宽，而在靠近刀轮盘面部位的宽度窄。

依据本发明，刀轮还包括第五曲面a5和第六曲面a6，凹陷结构在靠近刃口部位的宽度与在侧面靠近刀轮盘面部位的宽度相等。

依据本发明，凹陷结构在靠近盘面的部位与第一曲面a1、第二曲面a2平滑过渡。

本发明由于凹陷结构由内凹曲面构成，这种结构可以很好地解决刀轮在切割玻璃时产生的玻璃碎屑堵塞问题，内凹的曲线段的两端分别为相邻切割刃的尖端，这样，能够避免碰伤玻璃和破坏裂线；内凹的曲线段形成的第二层刃口在切割玻璃时可以促使切线笔直、完整并顺利地裂开，大幅度提高玻璃切割的质量。

附图说明

图1(a)为本发明第一刀轮的正视图；

图1(b)为图1(a)的侧视图；

图1(c)为图1(b)的剖视图；

图1(d)是图1(a)中区域A1的正面局部放大图；

图1(e)是图1(a)中区域A1的背面局部放大图；

图2(a)为本发明第二刀轮的正视图；

图2(b)为图2(a)的侧视图；

图2(c)为图2(b)的剖视图；

图3(a)为本发明第三刀轮的正视图；

图3(b)为图3(a)的侧视图；

图3(c)为图3(b)的剖视图；

图4(a)为本发明第四刀轮的正视图；

图4(b)为图4(a)的侧视图；

图4(c)为图4(b)的剖视图；

图5(a)为本发明第五刀轮的正视图；

图5(b)为图5(a)的侧视图；

图5(c)为图5(b)的剖视图；

图6(a)为本发明第六刀轮本体的正视图；

图6(b)为图6(a)的侧视图；

图6(c)为图6(b)的剖视图；

图6(d)为本发明第六刀轮的正视图；

图6(e)为图6(d)的侧视图；

图6(f)为图6(e)的剖视图；

图6(g)图6(d)的正面局部放大图；

图6(h)图6(d)的背面局部放大图；

图7(a)为本发明第七刀轮的正视图；

图7(b)为图7(a)的侧视图；

图7(c)为图7(b)的剖视图；

图8(a)为本发明第八刀轮的正视图；

图8(b)为图8(a)的侧视图；

图8(c)为图8(b)的剖视图；

图9(a)为本发明第九刀轮的正视图；

图9(b)为图9(a)的侧视图；

图9(c)为图9(b)的剖视图。

图10(a)为本发明第十刀轮的正视图；

图10(b)为图10(a)的侧视图；

图10(c)为图10(b)的剖视图。

具体实施方式

下面结合图1(a)、1(b)、1(c)、1(d)和1(e)详细说明依据本发明提出的一种切割玻璃材料的刀轮的实施例(第一刀轮)。

本发明提供一种能够切割玻璃材料，特别是能够切割0.03mm至2mm厚的玻璃材料的盘状刀轮，主要是在通常用的盘状刀轮V形刃口部位加工特殊的微结构得到的一种新型结构的刀轮。

其中V形盘状刀轮具有由第一曲面a₁和第二曲面a₂以及边缘棱线构成的V形切割刃部1，在该实施例中的第一曲面a₁和第二曲面a₂分别为平面。刀轮盘面2和刀轮中心用来固定刀轮的轴孔3。刀轮材料为聚晶或多晶金刚石，也可以是金刚石、硬质合金材料，或者这几种材料的复合材料；刀轮的厚度范围为0.3mm至5mm，其典型厚度为0.7mm；刀轮的直径范围是1mm至25mm，其中典型直径为2.5mm；中心轴孔的直径范围是0.2mm至20mm，其中典型直径为0.8mm；V形切割刃部1的夹角ψ₁(参见图1(b)的角度范围可以是70度至170度，其典型角度为120度。

本发明在刀轮V形切割刃部1边缘棱线的一周设计和加工具有两层刃口的切割刃4和凹陷结构5。

本发明的每个刀轮具有的切割刃4和凹陷结构5的范围为10至2000个。

本发明的刀轮的两层刃口中的第一层刃口由所有的切割刃4的刃口形成；第二层刃口由凹陷结构5的刃口构成。

每个切割刃4作为第一层刃口中的一个刃口，切割刃4主要由第一曲面a₁和第二曲面a₂的局部及其相交线l组成，其中此相交线l为刀轮外边缘棱线的一段；第一层刃口的角度相等于V形切割刃部1的角度ψ₁，其角度范围为70度至170度，l的长度范围为0.5μm至2000μm，其优选的角度为120度。另外每一个切割刃4的形状可以相同也可以不相同。

两个相邻切割刃4之间部分为一个凹陷结构5，每个凹陷结构5具有第二层刃口中的一个刃口。每个凹陷结构5主要包括第三曲面a₃、第四曲面a₄和第三曲面a₃和第四曲面a₄的相交线l₁，第三曲面a₃、第四曲面a₄及其相交线l₁构成一个所述的第二层刃口中的一个刃口。凹陷结构5的第三曲面a₃、第四曲面a₄是内凹曲面，所述的相交线l₁是内凹的曲线段，内凹的曲线段平滑过渡，所述内凹的曲线段的两端分别为相邻的切割刃尖端，与一层刃口的结构或第一层刃口和第二层刃口形成为阶梯式的结构相比，能够避免碰伤玻璃和破坏裂线，在切割玻璃时可以促使切线笔直、完整并顺利地裂开，大幅度提高玻璃切割的质量。

下面结合图2(a)、2(b)和2(c)详细说明依据本发明提出的一种切割玻璃材料的刀轮的实施例(第二刀轮)。

凹陷结构52贯穿切割刃部的第一曲面a₁和第二曲面a₂，其它结构均与第一刀轮的相同。

下面结合图3(a)、3(b)和3(c)详细说明依据本发明提出的一种切割玻璃材料的刀轮的实施例(第三刀轮)。

凹陷结构53在靠近刃口部位的宽度与在侧面靠近刀轮盘面部位的宽度近似相等，其它结构均与第一刀轮的相同。

下面结合图4(a)、4(b)和4(c)详细说明依据本发明提出的一种切割玻璃材料的刀轮的实施例(第四刀轮)。

凹陷结构54在靠近刃口部位的宽度窄，而在靠近刀轮盘面部位的宽度宽，其它结构均与第一刀轮的相同。

下面结合图5(a)、5(b)和5(c)详细说明依据本发明提出的一种切割玻璃材料的刀轮的实施例(第五刀轮)。

凹陷结构55在靠近刃口部位的宽度宽，而在靠近刀轮盘面部位的宽度窄，其它结构均与第一刀轮的相同。

下面结合图6(a)、6(b)、6(c)、6(d)、6(e)、6(f)、6(g)和6(h)详细说明依据本发明提出的一种切割玻璃材料的刀轮的实施例(第六刀轮)。

在刀轮的V形切割刃部1两侧有第一曲面a1、第二曲面a2、第五曲面a5和第六曲面a6。第一曲面a1和第二曲面a2的夹角为ψ1，第五曲面a5和第六曲面a6的夹角为ψ2，ψ2小于ψ1。在此种类型刀轮的基础上加工出凹陷结构，其中第三曲面a3和第四曲面a4为加工出的内凹曲面，内凹的曲线段l₁为第三曲面a3和第四曲面a4的交线。凹陷结构56在靠近刃口部位的宽度与在侧面靠近刀轮盘面部位的宽度近似相等。

下面结合图7(a)、7(b)和7(c)详细说明依据本发明提出的一种切割玻璃材料的刀轮的实施例(第七刀轮)。

凹陷结构57在靠近刃口部位的宽度窄，而在靠近刀轮盘面部位的宽度宽。

下面结合图8(a)、8(b)和8(c)详细说明依据本发明提出的一种切割玻璃材料的刀轮的实施例(第八刀轮)。

凹陷结构58在靠近刃口部位的宽度窄，而在靠近刀轮盘面部位的宽度宽。

下面结合图9(a)、9(b)和9(c)详细说明依据本发明提出的一种切割玻璃材料的刀轮的实施例(第九刀轮)。

凹陷结构59在靠近刃口部位的宽度宽，而在靠近刀轮盘面部位的宽度窄。

下面结合图10(a)、10(b)和10(c)详细说明依据本发明提出的一种切割玻璃材料的刀轮的实施例(第十刀轮)。

凹陷结构510在靠近刃口部位的宽度与在侧面靠近刀轮盘面部位的宽度相等。

另外，在以上各实施例中的凹陷结构5、52、53、54、55、56、57、58、59、510在靠近盘面的部位与第一曲面a1、第二曲面a2也可以是平滑过渡。

尽管已经通过以上几个示例性实施例详细表示和介绍了本发明，但是本领域技术人员应当知道，它并不是将本发明限制于这里所述的特殊实施例。在不脱离本发明的教导的情况下，特别是根据前述教导，可以对所述实施例进行各种变化、组合、省略和添加。因此，本发明将覆盖所有这些变化、组合、省略、添加和等效物。

Claims (5)

1.一种切割玻璃材料的刀轮，包括由第一曲面a₁、第二曲面a₂以及外边缘棱线l形成的角度为ψ₁的V形切割刃部(1)、圆形盘面(2)和中心轴孔(3)，V形切割刃部(1)的外边缘棱线l一周具有交替分布的切割刃(4)和凹陷结构(5)，其特征在于：所述的交替分布的所述切割刃(4)形成第一层刃口，所述凹陷结构(5)由内凹的第三曲面(a₃)和内凹的第四曲面(a₄)形成，第三曲面(a₃)和第四曲面(a₄)相交于内凹的曲线段l₁，第三曲面(a₃)、第四曲面(a₄)和曲线段l₁形成第二层V形刃口，其中所述的曲线段l₁是内凹的曲线段，所述内凹的曲线段的两端分别为相邻的刃口尖端，凹陷结构在靠近刃口部位的宽度与在侧面靠近刀轮盘面部位的宽度相等。

2.根据权利要求1所述的一种切割玻璃材料的刀轮，其特征在于：凹陷结构贯穿切割刃部的第一曲面(a₁)和第二曲面(a₂)。

3.根据权利要求1所述的一种切割玻璃材料的刀轮，其特征在于：刀轮还包括第五曲面(a5)和第六曲面(a6)，第五曲面(a5)和第六曲面(a6)分别位于刀轮V型切割刃部两侧，第五曲面(a5)衔接第一曲面(a1)和刀轮盘面，第六曲面(a6)衔接第二曲面(a2)和刀轮的另一个盘面，凹陷结构(56)贯穿第一曲面和第二曲面。

4.根据权利要求1所述的一种切割玻璃材料的刀轮，其特征在于：刀轮还包括第五曲面(a5)和第六曲面(a6)，第五曲面(a5)和第六曲面(a6)分别位于刀轮V型切割刃部两侧，第五曲面(a5)衔接第一曲面(a1)和刀轮盘面，第六曲面(a6)衔接第二曲面(a2)和刀轮的另一个盘面。

5.根据权利要求1-4之一所述的一种切割玻璃材料的刀轮，其特征在于：凹陷结构在靠近盘面的部位与第一曲面(a1)、第二曲面(a2)平滑过渡。