隨著手機(jī)、平板電腦等電子設(shè)備的熱銷,對(duì)屏幕蓋板玻璃的需求也日漸增長。目前,屏幕蓋板玻璃主要使用高堿鋁硅酸鹽玻璃,這種玻璃材料具有很高的硬度和抗劃傷性能,受到廠商和消費(fèi)者的青睞。其切割方式主要是激光加工或刀輪切割,這些加工方式各有不足之處。微磨料水射流加工技術(shù)是一種常用的冷加工技術(shù),加工切口表面質(zhì)量高,且無熱影響區(qū),這為屏幕蓋板玻璃的切割提供了新思路。本文首先設(shè)計(jì)并搭建了微磨料水射流加工實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。微磨料水射流加工實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要包括五個(gè)部分:用于提供高壓水的供壓系統(tǒng)、用于輸送磨料的供料系統(tǒng)、用于將水的壓力能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的噴射系統(tǒng)、用于控制噴嘴運(yùn)動(dòng)軌跡的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)。本課題選擇最大供壓35MPa的增壓設(shè)備作為供壓和供料系統(tǒng)以及高精度、運(yùn)動(dòng)靈活的工業(yè)機(jī)器人作為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),并設(shè)計(jì)噴射系統(tǒng)以防止泄漏。此外還設(shè)計(jì)輔助系統(tǒng)對(duì)射流的濺射進(jìn)行控制以及對(duì)磨料進(jìn)行回收利用。其次,通過數(shù)值模擬對(duì)射流沖擊工件前后的磨料分布進(jìn)行仿真。仿真先分析了在本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的壓力下純水射流沖擊工件時(shí)的壓力分布,確定了磨料在材料去除中起主要作用;之后對(duì)射流沖擊工件前后的磨料分布進(jìn)行仿真,獲得了不同位置磨料的速度大小及沖擊角度,以此為依據(jù)對(duì)工件的不同位置的材料去除過程進(jìn)行分析:射流直徑范圍內(nèi)的磨料對(duì)工件主要進(jìn)行大角度的沖蝕,使工件表面產(chǎn)生裂紋,而裂紋的擴(kuò)展將導(dǎo)致材料去除;射流直徑范圍外的磨料主要以小角度沖蝕工件,對(duì)工件表面造成微切削的作用。最后,通過實(shí)驗(yàn)對(duì)0.6mm厚的高堿鋁硅酸鹽玻璃進(jìn)行切割加工和鉆孔加工。通過改變加工參數(shù)分析磨料濃度和噴射靶距對(duì)切口尺寸的影響趨勢(shì),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示磨料濃度和噴射靶距的增加均會(huì)增大切口尺寸。此外,通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和切口形貌對(duì)切口的形成過程進(jìn)行分析,并指出加工時(shí)射流沖擊切口之后的流向是微磨料水射流切割加工和鉆孔加工的主要不同之處。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ171.1
【部分圖文】：

隨著手機(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)品的飛速發(fā)展，人們對(duì)于其顯示屏幕的耐用性要求不斷提高。電子產(chǎn)品的蓋板玻璃材質(zhì)主要是鈉鈣玻璃(Soda Lime Glass)、高堿鋁硅酸鹽玻璃(Alkali-Aluminosilicate Glass)以及人造藍(lán)寶石(Alkali-AluminosilicateGlass)。鈉鈣玻璃主要在功能機(jī)時(shí)代使用，價(jià)格低廉，但其表面抗劃傷性能不足，長時(shí)間使用屏幕會(huì)被刮花；到智能機(jī)時(shí)代，高堿鋁硅酸鹽玻璃由于其具有較高的強(qiáng)度以及抗劃傷能力而逐漸替代了鈉鈣玻璃；人造藍(lán)寶石價(jià)格昂貴，僅有極少數(shù)手機(jī)的屏幕使用。高堿鋁硅酸鹽玻璃中添加了氧化鋁和稀土元素，并通過離子交換使玻璃表層產(chǎn)生強(qiáng)大的殘余應(yīng)力，玻璃因而獲得了較高的硬度和抗磨損的能力。目前高堿鋁硅酸鹽玻璃主要生產(chǎn)廠商為美國康寧玻璃、日本旭硝子玻璃和德國肖特玻璃，市場(chǎng)上大多使用康寧公司的大猩猩玻璃(Corning Gorilla Glass)作為手機(jī)的蓋板玻璃。近幾年來，手機(jī)和平板電腦銷售火熱，屏幕蓋板玻璃的需求隨之迅速增長。根據(jù) Displaysearch 統(tǒng)計(jì)[1]，2017 年蓋板玻璃的需求將近三千萬平方米，并預(yù)計(jì)會(huì)逐漸增長，到 2020 年將超過四千萬平方米，如圖 1-1 所示。

圖 1-2 高效率的激光輔助磨削方法[19]也對(duì)玻璃切削進(jìn)行了很多研究。20響因素，通過實(shí)驗(yàn)得出了加工 2mm同年，Ying-TungChen 等人[22]使用 作為模具加工，得到直徑小于 10007 年，許國良等人[23]對(duì)雙束 CO2激果建立了加工時(shí)的熱應(yīng)力數(shù)學(xué)模型，小溫度梯度，提高加工質(zhì)量。2008工有機(jī)玻璃的前沿形貌的影響，并磊等人[25]研究了固結(jié)磨料研磨工藝參的影響，并通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出了最佳加工玻璃，仿真了加工時(shí)的溫度場(chǎng)切割鈉鈣玻璃樣品上的裂紋擴(kuò)展方向熱的微波熱裂法切割技術(shù)，開發(fā)出鈣玻璃等硬脆材料進(jìn)行熱裂法切割

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文供料系統(tǒng)由磨料罐和液壓閥組成，如圖 2-5 所示。磨料罐容積為 4L力 35MPa。磨料的加注使用連通器原理，從位于底部的磨料加注口灌入磨料罐，由于加注高度高于磨料罐頂部，因此，磨料懸浮液能夠。加工時(shí)，磨料罐頂部和底部的截止閥被打開，供壓系統(tǒng)提供的高壓磨料罐，使磨料罐中的混合液產(chǎn)生高壓，并從底部流入噴射系統(tǒng)。高止壓力過高對(duì)各個(gè)部件造成損害。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2863308