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关于线路板数控钻孔报废刀具再利用技术的研究与应用
2018-6-6  来源:大连崇达电路有限公司  作者:陈振东

  
    
  
      【摘要】    在越来越追求高效率、低制造成本的今天,各行各业都在研究各种先进工艺以提高生产效率并获取更大的利润。但是不可忽视的另一个层面的问题,相信大家都非常清楚,那就是对产品质量的保证,否则将得不偿失,这是企业之树能否常青的宗旨、是企业经久不衰的精神所在!众所周知 PCB 数控钻孔用刀具是其主要成本内容之一,钻孔刀具的用量、使用及管控状态及水平,不仅影响产品质量,更关系到产品的制造成本,关系到企业、员工的利益。本文就从数控加工过程中对报废刀具的再利用为研究课题,从切削原理、刀具研磨、过程控制、实验论证等几方面进行简单剖析,希望能达到与业界同仁学用互进的目的与效果!
  
     【关键词】    钻孔    刀具    线路板
  

       一、前言
  
      数控钻孔用刀具是线路板制造环节中制造成本投入较大、数量较集中的一个组成部分,随着市场竞争的日益加剧,在各行各业的都在寻求更为行之有效的办法以达到降低制造成本目的的今天,通过不断努力与持续改善,追求质量最大化,效率最大化显然已成为众多工程技术人员一直研究的课题,加大创新投入、持续提效降耗符合时代发展需求。本文就从钻孔刀具报废角度详细说明提效降耗的重点控制要点与方法。
  
      二、研究内容
  
     PCB 钻孔用刀具与常规机械用麻花钻头稍有差异,现在大致从以下几个方面进行阐述。首先,PCB 钻孔用麻花钻头常用于转速大于 100kprm、进给 100ipm、回缩 1000ipm 的高速半封闭式干切削钻孔领域,这首先表规在材质用料方面,并且随着科学技术的快速发展,随着更多精度更高、转速更快、技术更先进的数控钻床的问世,要求钻孔用钻头必须那时俱进、得到相应的发展,要求具备更好的耐热性、耐磨性、高刚性、高硬度、高强度等等,充分保证数控加工过程的稳定性及产品质量,如,孔位精度、孔壁粗糙度、毛刺、灯芯、断刀率等等,所以在进行此项技术研究的时候,一定要确认刀具的材质,一般要求硬质合金类,硬度在 HRB90 以上;其次,要研究刀具的结构,一般来讲刀具钻径与柄径要保持很好的同轴度,使刀具在高速切削时能保持很小的径向跳动,目前业界大多采用二种结构,一种是一体式,一种是焊接式,一体式应用相对较普及;再次,看刀具的磨损程度,业界通常使用两种钻头,一种是 UC 式,一种是 ST 式, UC 式钻头更容易保证产品质量,在业界获得非常广泛的应用。那么,对于 UC 式钻头而言,若想对“报废”刀具进行再次使用,一定要研究刀具的磨损程度目前是否已经达到最大的使用限度,看刀尖、主 / 副切削刃、螺旋槽表面是否完好无损,如果已有严重损坏,是不能进行再次使用的,所以,我们所说的“报废”刀具,其实质上也是管理问题,是对刀具的科学规范的管理,使刀具寿命最大化;再次,看刀具的物理长度。 
  
     是否满足要求,特别要检查的“UC”长度,这直接影响到产品质量;最后,要有针对性的选择使用,有针对性的加工一些要求、精度、应用领域、层数不是很高的产品,要设定合理的寿命,这样才能保证刀具的有效使用。
  
     三、具体实施方法
  
     在具体实施工过程中,必须保证产品质量在可控的前提下进行。这就要求首先要对刀具进行科学规范的管理,包括刀具的动静态信息、在线运转信息、库存管理信息等等;其次,对达到末次使用的刀具进行标识并指定区域摆放,然后用 X80 倍放大镜对刀具各个技术指标进行检查确认,检查是否有过度磨损状态,过度磨损刀具是不能进行再次利用的,这样的刀具一被发现,说明当时加工过程一定存在异常,需要对异常原因进行调查处理;再次,选别出的刀具要进行研磨,研磨量不低于 50um/ 次,要保证磨损层被彻底处理掉;最后,一定要有针对性的使用,要指定板材、寿命、设备、人员、参数等等,首件板要全数检测,要控制在 6 层以下双多层板,并且要对使用过程进行详尽的记录。
  
      四、结论及下一步计划或方向
    
     随着刀具使用寿命、研磨次数的增加,无论怎么管控都无法保证副切削刃新刀时的锋利程度状态,稍有不慎就可能会影响到孔壁质量,包括孔壁粗糙度、钉头、灯芯等问题。因此,刀具在每次研磨后应该有相应的选别控制,特别是在X80 倍放大镜下检查副切削刃有明显钝圆现象时更要慎重使用,同时要相应调整钻孔参数与刀具、板材的匹配性,理论上来说,刀具磨损后,切削力会下降,摩擦力会增加,因此要相应提高转速以保证切削力,增大进给以保证切削热的快速散除、降低刀具寿命以保证刀具在“正常磨损”阶段状态下使用。报废刀具再利用项目最终得到成功的应用与推广,这更多的体现在我们对管理工作的加强和脚踏实地精神、刻苦钻研的精神。
  
     这种精神、作风符合线路板高速发展的需要,在以后的工作中,我们要把这种作风发扬光大,为线路板更好的发展贡献更大的力量。
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