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钢化玻璃原片五种切割加工方法与优缺点

发表时间:2019-10-08 09:59 浏览:

  某些玻璃在进行工艺加工之前,要对玻璃原片进行研磨抛光、切割、磨边、钻孔、洗涤干燥等处理,如钢化玻璃夹层玻璃等;还有一些加工玻璃,经洗涤干燥便进行工艺加工,然后根据使用的要求进行研磨抛光、切割、磨边、钻孔、洗涤等处理而成为最终产品,如玻璃镜;另外还有的艺术玻璃,如彩绘、浮雕、版画等,需要特定的工艺加工,这些均为玻璃的冷加工。玻璃的冷加工就是在常温下,通过一系列处理手段把玻璃制品加工成符合要求的工艺过程。

玻璃切割

  一、机械切割玻璃

  机械切割玻璃是利用玻璃的抗张应力低的力学性能,一般采用金刚石或金刚砂在表面施以伤痕,受力部位由于受到张应力而切断的方法。

  (1)玻璃刀切割不太厚的玻璃时,使用在黄铜端部镶有金刚石的金刚石玻璃刀,切割普通平板玻璃,往往使用超硬刀轮。另外,切割时加入煤油等液体,对切口、工具寿命都有较好的保护作用。此外,对铅质软玻璃细管,也有用锉刀来切断的。

  (2)金刚石锯切割金刚石锯,不限于玻璃,还广泛应用于锗、硅、陶瓷、水晶等的切割。同加散砂或普通砂轮锯相比,金刚石锯切割效率高。切割时,一般都使用研磨液。金刚石锯的粘接材料有金属、热固性树脂、陶瓷等,但一般切割用黄铜之类的金属锯,锯片厚度约为0.2~7ram。切割方法根据用途分为外圆切割、内圆切割、带锯切割。

  a.外圆切割玻璃外圆切割是最广泛使用的高效率切割方法。圆周速度以1500~2500r/rain为适宜,锯片厚度标准为直径的1/150,如太薄则刚性不足,切割精度降低。分类有:应用范围最广泛的、用于精度比较高的、具有连续刃的均匀圆柱型;适宜于切割比较大的制品,因为有切沟,研磨液能够很好地侵入,有助于切屑的排除,经得起粗猛切割的镶嵌型;适用于大制品切割,切割精度、锋利度都低的锯片型。

  b.内圆切割刀刃厚度为外径的1/150,再薄则困难,可是内圆切割的刀刃,由于受到外圆的张力,因而能抑制刃的变形,刃的厚度可以非常薄。内圆切割优于切硅、锗的切片,用于切割玻璃棒,很少发生歪斜,切割面的平行度、平整度很高,因此,内圆切割可切割很薄的切片。

  c.带锯式金刚石锯圆形锯不能切割大型制品,而带锯可以切割。带锯有循环式和往复式两种,本来是用于大理石切割的。

  (3)用磨料切割玻璃

  a.加散砂的原板锯直径95300~400mm,厚度1~2ram的黄铜、铁板等作成的圆板,使之旋转,边注入磨料(碳化硅、刚玉、金刚砂等)与水混合的研磨浆,边将玻璃用一定的力推向圆锯而切断。

  b.用普通砂轮切割普通砂轮与金刚石砂轮相比,难以切出极薄的制品来,切割损耗大,砂轮磨损严重,但砂轮廉价,特别在用干法切割时,就显得普通砂轮切割的优点来。

  c.用铁丝多重切割用无接头的钢丝(钨丝或钢琴丝≠0.05~0.2mm),可同时切下100个左右的薄片。用浆状磨料边向加工物加一定的压力,边进行研磨切割。因是磨面切割,余量非常少,可以得到高精度切割。

  d。研磨喷射加工法原理与喷砂形式相同,但使用微粉磨料(平均颗粒直径27肚m),用微小的喷嘴喷射(喷射气体为二氧化碳、氮气及压缩空气),边打出细孔,边切断玻璃板。磨料的冲击力很小,因而不会使玻璃破损。这种方法可以加工很薄的玻璃板。

  二、火焰切割玻璃

  火焰切割的方法,有以下几种。

  (1)熔断熔断切割是利用煤气或其他热源,将玻璃上确定的部位,边进行局部熔融边切断的方法。此法已广泛应用于酒杯的制造工艺及安瓿瓶加工等方面熔断切割。要求火焰通过增氧成为锋利的火焰,为了使玻璃更好地熔融,必须用高发热量的火焰。

  (2)急冷切割急冷切割是将圆筒状的玻璃一边旋转一边在沿圆周的狭小范围内急速加热,用经冷却过的液体接触加热部位,借助热应力将玻璃切断。急冷切割用的火焰是氢气或城市煤气加氧气的狭缝喷灯,冷却体用容易引起裂纹起点的物体,如磨石、金属圆板等。如果确保必须的加热时间,就能高速切割。

  (3)爆口爆口是人们很熟悉的一种玻璃加工方法。用金刚石或超硬合金在玻璃上造成伤痕,再向受伤部位加热,则裂纹扩展而使之切断。也有在加热时加上伤痕,随玻璃冷却,热应力使裂纹扩展而切断的。爆口能得到与熔断法一样的镜面状割断面。

  三、自动切割机切割玻璃

  玻璃切割机根据其结构及自控水平有许多类型,切割玻璃的形状、规格、尺寸公差、切裁效率及操作劳动强度各不相同。可以切出玻璃的形状,如矩形、多角形、圆弧形等。另外还有夹层玻璃自动切割机,可以根据订单的尺寸进行切割加工,然后供用户使用,国外目前有多种夹层玻璃自动切割机。

  四、水刀(abrasive waterjet)运用流体力学的原理,以高压的方式对普通水增压,让水从一个小喷头喷出来形成高速射流,利用这种高速射流的力量来切割物体,这种高速射流就被称为水刀。

  超高压数控万能水切割机由超高压系统、CNC三维数控机床、磨料自动传输系统、水射流切割系统、计算机辅助设计/制造系统等几部分组成。水刀的切割能力是和它的压力以及出水流量成正比的,而高压增压器就是水刀的心脏,它把水压增压到400MPa,通过最小直径0.075mm的喷嘴,就可以产生大约3倍音速的高速射流。由纯水产生的水刀能切割各种软基性非金属材料。

  由于射流的速度极高的缘故,在用水刀切割纸时并不会弄湿纸。以纯水制成的水刀还可以增加它的锐利度,比如在水刀中加入了细砂,成为加砂水刀,锐利度大力增加,在切割功能上可以达到无所不能的地步,可以切割任何硬基性物质,切钢板达40mm厚,切花岗岩达50mm厚。配合CAD/CAM系统和数控机床等执行机构,则可以在任何物质上切割任意的平面图形和文宇。不锈钢、铝、铜、钢、铁、大理石、合金金属、玻璃、陶瓷、塑胶制品等等都能用这种水刀2n-r。

  当然,能够切割金属、陶瓷、玻璃并不是只有水刀可以做到,但是水刀这种高科技产品的高明之处是其他切割技术所无法比拟的,水刀的最大优点就在于它能做全方位切割,没有尘埃,没有切点,不会影响材料的品质,加砂切割能切断所有高强度材料,切割的边缘品质

  优良,切割时产生的热量很低,所以它是敏感物质的最佳切割工具。特别是水刀可以很轻易地跟不同种类的电脑控制运转系统相结合,甚至配合机器人的使用达到自动化效果,不但让职业伤害减少到最低程度,还能克服切割复杂形状而出现的问题。由于水刀和被切割物体之间没有接点,因此避免了传统切割作业当中需要清洗或者研磨刀具的时间,也简化了材料装置的问题。

  同时水刀切割的缝隙非常小,拿纯水水刀来说,刀口只有0.01~2.5px,加入细砂可以达到0.08~4.5px,这么细小的缺口不会造成材料的损失,切割过后的边缘也不必再一次加工,光滑到可以用手去触摸,尤其是面对国际上十分重视环保的潮流,水刀切割过程当中无尘埃的优点更是开创了无污染的所谓绿色加工的新天地。

  目前,用水刀切割玻璃,尤其是厚玻璃的试验正在进行。

  五、激光切割玻璃

  采用激光加工机,通过多轴运动来完成三维工件加工的概念,是20世纪70年代初提出并加以实践的。但要完成非旋转对称的复杂自由曲面三维工件的加工,需要5个轴,即3个互相垂直的直线运动轴(z轴、Y轴、z轴)和两个旋转轴,以保证入射激光的光轴始终垂直于被加工表面。

  从世界上第一台五轴激光切割机于1979年在Prima工业公司投入使用至今,三维激光切割已在汽车制造、航天航空等领域日益得到了广泛的应用,这主要得益于三维激光切割具有能缩短生产周期、节省原材料、提高工效、降低生产成本和获得高的切割质量等优点。无论国内、国外的三维五轴激光加工机,在缩短编程、增强系统高速度(如提高微处理器的位数和速度)、高精度(如减少数控系统误差和采用补偿技术)、柔性化(如采用先进的CAD/CAM技术、光纤传导技术)、体积小型化等方面都在继续研究,国外激光切割机已在生产中应用于切割玻璃。

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