机械钻孔浅谈

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由于激光钻孔的设备昂贵，技术还不是十分完善，所以在当今市场钻孔主流还是机械钻孔，但随着现代电子产品日益向小型化、高集成、高性能的趋势发展，对钻孔的孔径要求越来越小，钻孔精度越来越高，超短槽孔及长的槽孔也越来越多，而且近几年国内线路板行业的神速发展，使得本行业的竞争越来越强烈，降低成本，提高生产效率早就成了眉头之急，孔径小或要求精度高的板，各厂的市场部有理由可以在价格上做调整弥补，然而在机械钻孔中碰到最小孔径较大但有超短槽孔或长的槽孔时，不但严重影响生产效率且生产成本“呼”一声提高一半，可谓苦不堪言，为此本人就钻超短槽孔及长槽孔的一些工艺控制及经验浅谈。
一、 解释
１． 超短槽孔：长度Ｌ≤２Ｘ孔径（φ） 见图一
5 \5 J; a1 w% R. e( \) D  Y备注：以上孔径φ＜１.５ｍｍ的槽孔，孔径φ＞１．５ｍｍ的槽孔、单面板无需理会。
' R! m6 h' @* O长槽孔：长度Ｌ＞２Ｘ孔径 见图二
２． 槽 孔表示：ＳＬＯＴ位
( e6 o, z  S' v  G& ^& A8 q! k
图一
  d2 g8 V* @) X0 m
图二二、 分析
１、 超短槽孔：一般的控制方法是减少叠数（厚度）一半，减慢ＩＮ－Ｆｅｅｄ为原参数的１／１０改善其质量，其实我们只需仔细分析其受力方向，充分利用其公差，就可以完全保证产量、钻孔质量、不影响成本，方法如下：
ａ、 超短槽孔客户给的角度倾斜公差最小有５°，长度公差最小有±０．０５ｍｍ甚至更大。（此公差表示线路板对钻孔的要求，不是客户对成本线路的要求，因线路板对钻孔的要求是包含了后工序公差，例如：成品喷锡线路板的要求为φ１．０±０．０５ｍｍ，则给到钻孔的要求为：φ１．１５±０．０２５ｍｍ，其中０．１５为做钻孔后工序预备值）
ｂ、 角度倾斜的控制
因为钻孔机ｓｐｉｎｄｌｅ的旋转方向为顺时针方向，在钻孔过程中的受力如下图（见图三）：（用Ｇ８５命令钻孔）
3 r( M/ h8 L8 z8 V8 E
图三根据长期实验得出φ１．５ｍｍ以下的加硬钻咀每钻２．０ｍｍ厚度板，偏转角度为３°－５°，而每修改偏转０．０５ｍｍ则角度倾斜３°?为此我们既可以大胆的把程式内槽位的角度做修改?例如?φ１．０的钻咀（修改长度，见后叙）程序做如下修改：
; I0 n1 H' P8 e8 N; R　　ＸＹＧ８５Ｘ１．０Ｙ０ 修改为?ＸＹＧ８５Ｘ１．０Ｙ－０．０５
, y, ^8 S3 |/ P/ s+ P& q! n2 N　　或 ＸＹＧ８５Ｘ０Ｙ１．０ 修改为?ＸＹＧ８５Ｘ０．０５Ｙ１．０
' L8 l" ]* }7 i1 l! P$ [& Q  p如果我们钻6.0mm厚度的板，则钻孔如下图：mm
以上的方法可保证每块板都在公差范围之内且不会影响产量。
( o3 x* ]3 D! c5 ?2 AＣ、长度的控制
因为钻孔Ｇ８５命令Ｅｘｃｅｌｌｏｎ格式的钻法是选钻两头再钻中间，然后交替钻孔?如下：
φ１．０钻咀?程序ＸＹＧ８５Ｘ１．０Ｙ０，先钻ＸＹ再钻Ｘ１．０Ｙ０，然后钻Ｘ０．５Ｙ。所以在此过程中第一个孔ＸＹ的位置是不会变的，但在钻Ｘ１．０Ｙ０此孔时?会出现四面受力不同向悬空的一边倾斜，造成槽孔变短，变短的程度和钻咀的大小及钻孔厚度有关连，所以钻短槽所加长的长度不一样?见下表：
' m8 O& a9 S7 E+ K" U$ Z: c8 ^加硬钻咀 钻短槽需加长的长度 倾斜
  ~7 J) X# K3 ]* V2 `" j8 C+ F0.5-0.85 0.15 0.05
0.9-1.3 0.1 0.05
1.3-1.5 0.08 0.05
, q) v1 C! v$ y4 {6 _% a6 L1.55-2.1 0.05 不变
2.1以上 不变 不变
例如：现以短槽钻咀φ１．０５钻孔程序?ＸＹＧ８５Ｘ１．０Ｙ
要求?１．０５Ｘ２．０５?±０．０５　
* G, N6 s- |# \1 \我们在保证长度倾斜度的情况将程序更改为：
ＸＹＧ８５Ｘ１．１Ｙ－０．０５，即可按正常生产。
" A" N$ @& g" j按以上程序钻６ｍｍ的板，结果如下：
" {2 M' R9 i1 a& t6 k* N3 q由上到下递增变短
/ p0 Q6 Z0 M8 |9 z/ r①上面２．０ｍｍ的板：１．０５Ｘ２．０９
②中间２．０ｍｍ的板：１．０５Ｘ２．０５
③下面２．０ｍｍ的板：１．０５Ｘ２．０２
ｄ：钻单面板无需更改
２、 钻长槽孔
$ o' y6 H! {0 z钻长槽孔用Ｇ８５钻不存在倾斜和偏短现象，出现的问题，槽位多时严重影响生产效率。例如：１个φ１．０Ｘ５．０的槽孔的孔数达到３３个，而这些槽位大多数是插一些金属外框脚，对孔壁要求不严?所以每家厂都希望减少所钻的孔数，一般的方法是将程序重新用人工编织达到目的，这样造成工程技术人员任务重大，其实我们可利用机器的特点，机器在钻孔时，程序不变，只需加大程序内钻咀大小即可改变孔数，实际用的钻咀不变。例如：１．０Ｘ５．０的槽孔只需将程序１．０改为２．０（钻孔的钻咀不变），则所钻的孔数只有１７个，孔数减少了１６个且孔壁质量也可以，（改程序内的钻咀，不同机不同操作系统有些差别，这里不详谈）
三、结果
通过以上的分析和修改?在钻槽孔时大大的提高了生产效率?现将钻槽孔的有关参数供参（Ｓｐｅｅｄ不变）（见表２）
表2
+ k# k: ?( Z9 g; F& X4 J( M孔径 超短槽孔 长槽孔
  p) `4 f% Z0 ~  j6 f& I& \+ r* z1 @Diameter Speed Feed Speed Feed
0.5-0.75 不变 不变 1.5
( j* o9 A+ a3 C! a0.8-0.95 不变 1.0 不变 1.8
( h* E1 n. n1 P- |1 \! v$ Y* a1.0-1.3 不变 1.5 不变 2.5
1.3以上 不变 1.8 不变 2.8
文章关键词： 机械、钻孔、激光