邊緣拋光設(shè)備的制造方法
【專利說明】邊緣拋光設(shè)備
[0001]本申請(qǐng)是國(guó)際申請(qǐng)日為2011年7月18日、國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2011/043321、進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段的申請(qǐng)?zhí)枮?01180033869.0、名稱為“邊緣精修設(shè)備”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]各實(shí)施例涉及一種用于精修制品的邊緣的設(shè)備，特別是由脆性材料形成的制品。更具體而言，各實(shí)施例涉及一種用于使用磁流變拋光流體(MPF)來精修制品的邊緣的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]玻璃板已經(jīng)通過機(jī)械或激光分離而切割。機(jī)械分離使切割后的玻璃板留有粗糙和/或鋒利的邊緣，該粗糙和/或鋒利的邊緣使切割后的玻璃板易于開裂，并且可能不合乎某些應(yīng)用的需要。在實(shí)踐中，必須通常通過一系列機(jī)械磨削和拋光步驟去除粗糙或鋒利。磨料旋轉(zhuǎn)磨削工具用于從邊緣機(jī)械地去除粗糙和/或鋒利。通常，磨料旋轉(zhuǎn)磨削工具為包含例如微米級(jí)金剛石顆粒的微米級(jí)磨粒的金屬砂輪。機(jī)械拋光可由金屬、陶瓷或聚合物砂輪進(jìn)行，并且可以采用或可以不采用松散磨粒。使用磨料磨削工具的材料去除機(jī)制通常被認(rèn)為涉及斷裂。因此，磨削工具中的磨粒的粒度越大，磨削之后殘留在玻璃板的邊緣上的斷裂部位就越大。這些斷裂部位有效地變成應(yīng)力集中和起裂部位，這導(dǎo)致精修后的玻璃板具有比原始玻璃板低的強(qiáng)度。具有較小磨粒的磨削工具和/或拋光工具可用于減小斷裂部位的尺寸。可以通過使用激光分離來切割玻璃板以避免邊緣中的粗糙。然而，激光分離的玻璃板仍將具有鋒利邊緣。通常，使用涉及粗磨具和細(xì)磨具的一系列步驟來從邊緣去除鋒利。在實(shí)踐中，通常需要若干拋光步驟來去除鋒利，這會(huì)顯著增加精修玻璃板的成本。美國(guó)專利第6，325，704號(hào)(Brown等人)公開了一種系統(tǒng)，其中使用多個(gè)砂輪和拋光輪來同時(shí)磨削和拋光玻璃板的邊緣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]—個(gè)實(shí)施例為一種邊緣精修設(shè)備，其包括:表面，其具有在其中形成的至少一個(gè)井凹；流體輸送裝置，其構(gòu)造成將磁流變拋光流體(MPF)帶輸送到至少一個(gè)井凹；至少一個(gè)磁體，其鄰近表面放置以在表面附近選擇性地施加磁場(chǎng)；以及至少一個(gè)保持器，其與表面相對(duì)放置，并且構(gòu)造成支承至少一個(gè)制品使得該至少一個(gè)制品的邊緣可選擇性地浸入輸送到至少一個(gè)井凹的MPF帶中。
[0005]另一個(gè)實(shí)施例為一種邊緣精修設(shè)備，其包括:表面，其上限定有第一表面區(qū)域和第二表面區(qū)域；拋光介質(zhì)，其被支承在第一表面區(qū)域上；以及至少第一保持器，其與第一表面區(qū)域相對(duì)放置，并且構(gòu)造成支承至少第一制品使得該至少第一制品的邊緣可選擇性地接觸拋光介質(zhì)。該邊緣精修設(shè)備還包括:流體輸送裝置，其構(gòu)造成將至少一個(gè)MPF帶輸送到第二表面區(qū)域；至少一個(gè)磁體，其鄰近第二表面區(qū)域放置以在第二表面區(qū)域附近選擇性地施加磁場(chǎng)；以及至少第二保持器，其與第二表面區(qū)域相對(duì)放置，并且被構(gòu)造成支承至少第二制品使得該至少第二制品的邊緣可選擇性地浸入至少一個(gè)磁流變流體帶中。
[0006]另一個(gè)實(shí)施例為一種邊緣精修設(shè)備，其包括:至少一個(gè)平坦表面；流體輸送裝置，其構(gòu)造成將至少一個(gè)MPF帶輸送到至少一個(gè)平坦表面；至少一個(gè)磁體，其鄰近至少一個(gè)平坦表面設(shè)置以在至少一個(gè)平坦表面附近選擇性地施加磁場(chǎng)；以及至少一個(gè)保持器，其與至少一個(gè)平坦表面相對(duì)設(shè)置，并且構(gòu)造成支承至少一個(gè)制品使得該至少一個(gè)制品的邊緣選擇性地浸入輸送到至少一個(gè)平坦表面的至少一個(gè)MPF中。在一個(gè)實(shí)施例中，平坦為基本上平坦的。制品的一個(gè)或多個(gè)表面上可能存在一些不規(guī)則部分或非平滑區(qū)域。
[0007]另一個(gè)實(shí)施例為一種邊緣精修設(shè)備，其包括:至少兩個(gè)表面；流體輸送裝置，其構(gòu)造成將磁流變拋光流體(MPF)帶輸送到這些表面；至少一個(gè)磁體，其鄰近這些表面放置以在這些表面附近選擇性地施加磁場(chǎng)；以及至少一個(gè)保持器，其與這些表面中的每一個(gè)相對(duì)放置，并且構(gòu)造成支承至少一個(gè)制品使得該至少一個(gè)制品的邊緣選擇性地浸入輸送到這些表面的MPF帶中。
[0008]下面詳細(xì)描述這些和其它實(shí)施例。
【附圖說明】
[0009]以下是對(duì)附圖中的圖的描述。附圖未必按比例繪制，并且附圖的某些特征和某些視圖可能為了清楚和簡(jiǎn)明起見而按比例放大或以示意性方式顯示。
[0010]圖1是邊緣精修設(shè)備的示意圖。
[0011]圖2是具有多個(gè)磁體的圖1的邊緣精修設(shè)備的示意圖。
[0012]圖3是沿線3-3的圖1的剖面圖。
[0013]圖4是沿線4-4的圖1的剖面圖，示出了用于MPF帶的井凹。
[0014]圖5是沿線5-5的圖1的剖面圖，示出了用于多個(gè)MPF帶的多個(gè)井凹。
[0015]圖6是沿線6-6的圖1的剖面圖，示出了多個(gè)精修區(qū)。
[0016]圖7是具有用于傳送MPF帶的相對(duì)表面的邊緣精修設(shè)備的示意圖。
[0017]圖8是邊緣精修設(shè)備的示意圖。
[0018]圖9是圖8的邊緣精修設(shè)備的側(cè)視圖。
[0019]圖10是沿線10-10的圖8的剖面圖，并且示出了形成于邊緣精修設(shè)備的圓柱形表面中的多個(gè)井凹。
[0020]圖11是沿線11-11的圖8的剖面圖，并且示出了形成于邊緣精修設(shè)備的圓柱形表面中的多個(gè)井凹。
[0021]圖12是比較機(jī)械精修邊緣和使用示例性設(shè)備完成的MRF精修邊緣的邊緣強(qiáng)度的圖表。
[0022]圖13A和圖13B是邊緣精修設(shè)備的特征的示意圖。
[0023]圖14是邊緣精修設(shè)備的特征的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]在以下詳細(xì)描述中，可闡述許多具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的透徹理解。然而，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，本發(fā)明的實(shí)施例可在沒有這些具體細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下實(shí)施。在其它情況下，可能不詳細(xì)描述熟知的特征或過程，以免使本發(fā)明不必要地難理解。此外，類似或相同的附圖標(biāo)記可用于標(biāo)識(shí)共同或類似的元件。
[0025]用于制造邊緣精修的制品的過程從提供制品開始。通常，制品由脆性材料制成。脆性材料的示例包括玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷、硅、半導(dǎo)體材料、以及前面材料的組合。在一個(gè)實(shí)施例中，制品包括綠色玻璃、熱鋼化玻璃、離子交換玻璃等。制品可為二維制品或三維制品。該過程可包括將制品切割成例如所需的形狀或尺寸或多個(gè)制品?？墒褂萌魏魏线m的方法進(jìn)行切割，例如，諸如劃線的機(jī)械分離、激光分離或超聲分離。
[0026]在提供步驟或切割步驟之后，制品可能具有粗糙和/或鋒利的邊緣一該粗糙和/或鋒利需要被去除。在本文中，術(shù)語(yǔ)制品的“邊緣”是指制品的周向邊緣或周邊(該制品可具有任何形狀且未必是圓形)或諸如在孔或狹槽中的內(nèi)緣。該邊緣可具有直輪廓、彎曲輪廓或異型輪廓，或者該邊緣可具有邊緣部分，其中每個(gè)邊緣部分具有直輪廓、彎曲輪廓或異型輪廓。該制品可經(jīng)受修邊過程，其中，邊緣的形狀和/或紋理通過從邊緣去除材料而修改?？稍谛捱呥^程中采用許多方法中的任一種，例如，研磨加工、磨料射流加工、化學(xué)蝕刻、超聲拋光、超聲磨削和化學(xué)機(jī)械拋光等。修邊過程可在一個(gè)步驟或一系列步驟中完成。
[0027]在修邊步驟之后，過程包括精修制品的邊緣。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，精修包括使用磁流變拋光流體(MPF)拋光制品的邊緣。在2011年5月20日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)13/112498中描述了一種使用MPF精修制品邊緣的方法，該專利的公開內(nèi)容以引用方式并入本文中。MPF的各種配置是可能的。通常，MPF包括:磁性顆粒(例如，羰基鐵、鐵、氧化鐵、氮化鐵、碳化鐵、二氧化鉻、低碳鋼、硅鋼、鎳、鈷、和/或前面材料的組合)、非磁性磨粒(例如，氧化鈰、碳化硅、氧化鋁、氧化鋯、金剛石、和/或前面材料的組合)、液體載體(例如，水、礦物油、合成油、丙二醇、和/或乙二醇)、表面活性劑、以及用于抑制腐蝕的穩(wěn)定劑。將磁場(chǎng)施加到MPF造成流體中的磁性顆粒形成增加MPF的表觀粘度的鏈或柱狀結(jié)構(gòu)，從而使MPF從液態(tài)變?yōu)轭惞腆w狀態(tài)。將邊緣浸入磁性硬化的MPF，同時(shí)在制品的邊緣和硬化的流體之間施加相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過這種方式拋光制品的邊緣。磁性硬化的MPF在拋光時(shí)除去斷裂和表面下的損壞，從而增加制品的邊緣強(qiáng)度。在精修制品的邊緣之前或之后，還可通過例如通過離子交換其它方法強(qiáng)化制品。
[0028]圖1-7示出用于一個(gè)制品的邊緣或多個(gè)制品的多個(gè)邊緣的磁流變精修的邊緣精修設(shè)備1 (及其變型la、lb、lc、Id)。邊緣精修設(shè)備1的變型la、lb、lc連同邊緣精修設(shè)備1一起示出在圖1中。這是因?yàn)檫吘壘拊O(shè)備1及其變型la、lb、lc在圖1所示的視圖中看起來相同。另外的視圖(圖4-6)將用于示出邊緣精修設(shè)備1與其變型la、lb、lc之間的差升。
[0029]在圖1中的一個(gè)實(shí)施例中，邊緣精修設(shè)備1包括平傳送帶3，平傳送帶3具有在輥7上的連續(xù)循環(huán)的平帶5。輥7可由合適的驅(qū)動(dòng)器(未單獨(dú)示出)旋轉(zhuǎn)。連續(xù)循環(huán)的平帶5提供了用于傳送MPF帶11的平坦表面9。雖然表面9描述為平坦的，但是應(yīng)該指出，可在表面9中形成諸如井凹的特征以傳送MPF或其它拋光介質(zhì)。另外，平坦表面9可具有復(fù)雜輪廓，該復(fù)雜輪廓允許制品的邊緣被精修以成形至復(fù)雜的程度。為了傳送MPF帶11，平坦表面9可由當(dāng)