CN104289737B - 一种叠加槽孔的钻孔加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于机械加工技术领域，提供了一种叠加槽孔的钻孔加工方法，适用于由一长槽和一短槽在槽宽方向上部分重合形成的叠加槽孔的加工，包括下述步骤：以经过短槽一侧端端点的切线为分界线，将长槽划分为两段；以所述分界线为界，首先加工所述长槽中与所述短槽并列的一段，然后加工短槽，最后加工所述长槽的另一段，形成叠加槽孔。本发明提供的叠加槽孔的加工方法通过对长槽或者叠加槽进行分段，然后按照相应顺序钻孔加工，结合槽钻的顺时针转动，以及基材的阻抗作用，有效避免了在长短槽交接处产生毛刺的现象。该方法不需增加成本，省时省力，高效且开槽质量佳。

Description

一种叠加槽孔的钻孔加工方法

技术领域

本发明属于工业钻孔技术领域，特别涉及一种叠加槽孔的钻孔加工方法。

背景技术

叠加槽孔是由两个一定长度的槽孔在槽宽方向上部分重合形成的叠加槽，这两个槽孔的槽长和槽宽可能相同，也可能不同，叠加槽孔可应用于不同场合，例如可在PCB板上作为部分元器件的插脚孔。

对于槽长相等的两个槽孔叠加而形成的叠加槽孔，可按一般的钻孔方法加工即可，即采用G85指令先加工一条槽，然后在加工另一条槽。但对于长度不相等的两个槽孔叠加而形成的叠加槽孔，若仍按此常规方式加工，则在两槽孔的交接处，由于部分基材已被切削，槽钻钻孔时各个方向受力不平衡，在钻孔工具主轴顺时针旋转的带动下，由于基材中璃纤维（以下简称玻纤）等的韧性、两槽重叠部分已被切削掉的悬空性，部分铜箔和玻纤会被拉入长槽或短槽中，形成毛刺，这部分玻纤和铜箔无法正常切断，毛刺被拽入长槽或短槽内会影响后续电镀制程，进而导致元器件无法正常安装等情况。图1所示为产生毛刺的几种情况。图（a）、（b）、（c）、（d）均是先加工长槽，再加工短槽，主轴顺时针旋转将玻纤和铜箔拉入长槽产生毛刺，对于长槽和短槽的位置不同时，产生毛刺的位置A不同。

为了解决该问题，目前常用做法是先加工完一条槽后再加工另一条槽，然后再多次重钻可能出现毛刺的地方，以尽可能多的切断玻纤和铜箔。然而这样加工不仅降低了生产效率，而且仍无法完全切断所有玻纤，玻纤由于自身韧性会在钻孔时产生让刀现象，即便用铣刀在此处钻孔也无法将之切断，故需在钻孔制程结束后再添加一个新的制程来处理此未断玻纤，如人工用硬毛牙刷或细钢丝来回刷此叠加槽，或用成型机铣此叠加槽，费时费力，效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种叠加槽孔的钻孔加工方法，旨在解决槽长不等的叠加槽钻孔加工过程中易出现毛刺的问题。

本发明是这样实现的，一种叠加槽孔的钻孔加工方法，适用于由一长槽和一短槽在槽宽方向上部分重合形成的叠加槽孔的加工，包括下述步骤：

以经过短槽一侧端端点的切线为分界线，将长槽划分为两段；

以所述分界线为界，首先加工所述长槽中与所述短槽并列的一段，然后加工短槽，最后加工所述长槽的另一段，形成叠加槽孔。

本发明的另一目的在于提供了另一种叠加槽孔的钻孔加工方法，适用于由一长槽和一短槽在槽宽方向上部分重合形成的叠加槽孔的加工，包括下述步骤：

用两条分界线将所述叠加槽孔整体划分为三个槽段；其中，所述长槽和短槽均是中间呈矩形、两端呈弧形的结构，所述两条分界线分别与所述短槽之矩形部分的两短边对齐；

以所述两条分界线为界，先加工所述长槽的一端所在的槽段，再加工叠加槽孔的中间槽段，最后加工所述长槽的另一端所在的槽段，形成叠加槽孔。

本发明提供的叠加槽孔的加工方法通过对长槽或者叠加槽进行分段，然后按照相应顺序钻孔加工，结合槽钻的顺时针转动，以及基材的阻抗作用，有效避免了在长短槽交接处产生毛刺的现象。该方法不需增加成本，省时省力，高效且开槽质量佳。

附图说明

图1是现有技术中叠加槽孔易出现毛刺的位置示意图；

图2是本发明第一实施例提供的叠加槽孔的钻孔加工方法的流程图；

图3是与本发明第一实施例提供的叠加槽孔的钻孔加工方法相匹配的结构图；

图4是本发明第二实施例提供的叠加槽孔的钻孔加工方法的流程图；

图5是与本发明第二实施例提供的叠加槽孔的钻孔加工方法相匹配的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

实施例一：

图2示出了本发明第一实施例提供的叠加槽孔的钻孔加工方法的流程图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

该方法适用于由一长槽和一短槽在槽宽方向上部分重合形成的叠加槽孔的加工，主要包括下述步骤：

在步骤S101中，以经过短槽一侧端端点的切线为分界线，将长槽划分为两段。

在本实施例中，长槽和短槽的相对位置不同时，该分界线L的位置不同，该分界线L的位置是通过预先对可能产生毛刺的位置进行分析后确定的，在预先确定好分界线的划分方法后，在实际加工过程中，就可以直接根据加工情况画出分界线进行加工。

下面对毛刺的产生原理进行分析，根据叠加槽的两槽孔的相对位置、两槽的加工顺序、槽钻主轴的旋转方向（本发明中均为顺时针旋转），结合加工基材的受力分析判断可能产生毛刺的地方。如图1中的（a）图，针对先加工长槽的情况，槽钻顺时针旋转，在钻短槽时，因长槽区域的基材已被切削掉，槽钻受力不平衡，结合槽钻自身刚性，槽钻会产生一定程度的向长槽方向的偏折现象。在A点处钻孔时，由于铜箔的延展性和玻纤的韧性，及长槽部分的悬空性，在钻头顺时针旋转的带动下，部分铜箔和玻纤会被拉扯，拽入长槽中形成毛刺。而在B点处，由于主轴的顺时针旋转及短槽未被切削掉基材的抵抗，铜箔和玻纤会被比较好的切削掉，故而在B点不会产生毛刺。同理，C点会产生毛刺，D点不会。当继续钻孔至短槽加工完成时，图中阴影部分理论上都会被切削掏空，故而C点产生的毛刺便会消失，故最终形成的叠加槽中，就只有A点处会有毛刺。按照同样的分析方法，如果先加工短槽，则在D点出现毛刺。

采用同样的分析方法可以分析其他情况（长槽和短槽相对位置不同时）产生毛刺的位置，该位置是确定分界线的依据。

在本实施例提供的解决方法中，分界线是根据先加工长槽，后加工短槽时容易产生毛刺的位置确定的。根据上述分析可知：当长槽在上、短槽在下时，分界线L与短槽左端点相切，如图3中的（a）图；当长槽在下、短槽在上时，分界线L与短槽右端点相切，如图3中的（b）图；当长槽在左、短槽在右时，分界线L与短槽下端点相切，如图3中的（c）图；当长槽在右、短槽在左时，分界线L与短槽上端点相切，如图3中的（d）图。

在加工时，可以依照上述规律，直接根据长槽和短槽的相对位置划分长槽。

在步骤S102中，以上述分界线为界，首先加工长槽中与短槽并列的一段，然后加工短槽，最后加工长槽的另一段，形成叠加槽孔。

如图3中的（a）图，首先，加工长槽的D1段，槽钻顺时针旋转，加工完长槽D1段后，加工短槽，图中的圆形区域为D1段的加工终点，长槽D1段和短槽的两端均没有毛刺，最后加工长槽的D2段，加工D2段时，其右端的起始钻孔位优选在D1段的左端，即与D1段重合一段距离钻孔，重合距离为长槽的宽度，图中的圆形区域也为D2段的加工起点。在D2段右端，槽钻顺时针转动，由于未被切削的D2段基材的抵抗，铜箔和玻纤会被比较好的切削掉，故而不会产生毛刺。

同理，如（b）图，仍然先加工长槽的D1段，然后加工短槽，最后加工长槽的D2段，由于未被切削的D2段基材的抵抗，交界线处不会产生毛刺。同样的，（c）、（d）图所示的叠加槽的加工顺序也不变。

该方法中，在分界线确定之后，各槽段的加工顺序要严格遵守上述顺序，若顺序改变，则易在不同位置出现毛刺。

在本实施例中，对长槽进行分段之前，需预先进行物料准备工作，主要包括PCB机械钻机，槽钻，PCB板材，盖垫板等，并依次将垫板、PCB板材和盖板叠放在一起，上销钉固定于机械钻机上。并设置相应钻孔加工参数，例如：转速：30-90krpmin；进刀速：0.6-1.6m/min；回刀速：6-18m/min。上述参数可根据实际钻孔需要合理设置，不限于上述一种。

进一步的，在加工叠加槽的过程中，加工完长槽D1段后，因部分板材已被切削掉，槽钻钻孔时受力不平衡，因槽钻自身韧性及受力特点，会向长槽方向折弯，容易导致最终形成的叠加槽变形。槽钻直径越小，叠板越厚，入钻越深，则槽钻折弯幅度越大，叠加槽的变形现象就越严重，一般表现为底板叠加槽宽略小于设计要求值。若出现此情况，可以结合客户给定的槽宽需求公差和实际钻槽时的样本偏差，充分利用客户给定的正公差，预先在钻带上将短槽槽宽做适量偏移（0-0.1mm），以使得生产加工的面板和底板叠加槽宽均在客户允许的范围内。

可以理解，在加工长槽和短槽时，分别采用直径等于长槽槽宽及短槽槽宽的槽钻加工，便于加工且节省时间。

进一步的，在加工完叠加槽后，可以进行测试，测试合格后可批量生产。

上述方法通过分割长槽，并按照预设顺序加工各槽段，有效的避免了毛刺的产生，并且不需要额外增加软件及硬件成本，省时省力，高效优质。

实施例二：

图4示出了本发明第二实施例提供的叠加槽孔的钻孔加工方法的流程图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

该方法主要适用于由一长槽和一短槽在槽宽方向上部分重合形成的叠加槽孔的加工，包括下述步骤：

在步骤S201中，用两条分界线将叠加槽孔整体划分为三个槽段；

如图5，分界线L1和分界线L2将叠加槽分为三段。其中，长槽和短槽均是中间呈矩形、两端呈弧形的结构，两条分界线分别与短槽之矩形部分的两短边对齐，短边即与短槽长度方向垂直的边。

在步骤S202中，以两条分界线为界，先加工长槽的一端所在的槽段，再加工叠加槽孔的中间槽段，最后加工长槽的另一端所在的槽段，形成叠加槽孔。

在本实施例中，先加工哪一端槽段，是通过预先设定的，叠加槽的长槽和短槽的相对位置不同，加工顺序不同。具体的，如图5中的（a）图，当长槽在上，短槽在下时，先加工长槽右端所在的槽段S1，再采用直径等于叠加槽总槽宽的槽钻加工中间槽段S2，最后采用直径等于长槽槽宽的槽钻加工长槽左端所在的槽段S3；

如图5中的（b）图，当长槽在下，短槽在上时，先采用直径等于长槽槽宽的槽钻加工长槽左端所在的槽段S1，再采用直径等于叠加槽总槽宽的槽钻加工中间槽段S2，最后采用直径等于长槽槽宽的槽钻加工长槽右端所在的槽段S3；

如图5中的（c）图，当长槽在左，短槽在右时，先采用直径等于长槽槽宽的槽钻加工长槽上端所在的槽段S1，再采用直径等于叠加槽总槽宽的槽钻加工中间槽段S2，最后采用直径等于长槽槽宽的槽钻加工长槽下端所在的槽段S3；

如图5中的（d）图，当长槽在右，短槽在左时，先采用直径等于长槽槽宽的槽钻加工长槽下端所在的槽段S1，再采用直径等于叠加槽总槽宽的槽钻加工中间槽段S2，最后采用直径等于长槽槽宽的槽钻加工长槽上端所在的槽段S3。

下面对该方法抗毛刺的原理进行说明，以长槽在左，短槽在右的情况为例，先加工长槽右端所在的槽段S1后，再加工中间槽段S2，加工中间槽段S2时，槽钻顺时针转动，由于该槽段下方未被切削的基材的抵抗，铜箔和玻纤会被比较好的切削掉，不会产生毛刺。当开始加工长槽左端所在槽段S3时，由于该槽段下方未被切削基材的抵抗，也不会产生毛刺。同样的，其他情况的加工方法也不会产生毛刺。

在本实施例中，在两端槽段S1、S3的加工过程中，在与中间槽段相接的一端钻孔时，槽钻的钻孔中心落在相应的分界线上，在加工中间槽段的过程中，在中间槽段的两端钻孔时，钻孔中心也落在相应分界线上。如图5的（a）图，在加工左端槽段S1时，钻孔中心点O要放在分界线L1上相应位置，钻出以点O为圆心，以长槽槽宽为直径的圆孔，然后再向该段的中间钻孔，最后将整个槽段S1挖空。其他情况均按照该方法进行加工，以保证开槽效果和效率。

当采用本实施例提供的方法加工叠加槽时，根据长短槽的相对位置确定三段槽的加工顺序，该顺序不可随意更改，否则可能产生毛刺。

在本实施例中，对叠加槽进行分段之前，需预先进行物料准备工作，主要包括PCB机械钻机，槽钻，PCB板材，盖垫板等，并依次将垫板、PCB板材和盖板叠放在一起，上销钉固定于机械钻机上。并设置相应钻孔加工参数，例如：转速：30-90krpmin；进刀速：0.6-1.6m/min；回刀速：6-18m/min。上述参数可根据实际钻孔需要合理设置，不限于上述一种。

进一步的，在加工完叠加槽后，可以进行测试，测试合格后可批量生产。

进一步的，采用本实施例的方法加工叠加槽时，在附图5中的阴影部分P的基材会被额外切削掉，故需根据此部分切削量的大小来决定是否需要在后续制程通过灌胶等方式来进行填充。如需要填充，则在批量钻孔后，统一进行填胶，如不需填充，则进行后续处理。

本实施例提供的方法通过分割叠加槽，并按照预设顺序加工槽孔，有效的避免了毛刺的产生，并且不需要额外增加软件及硬件成本，省时省力，效率更高。

本发明主要通过分段钻孔的方式加工叠加槽孔，对于由两个长度不同的槽叠加而成的叠加槽孔，通过分段方式，结合槽钻顺时针旋转及基材的抵抗作用而避免产生毛刺的加工方法，均在本发明的保护范围内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种叠加槽孔的钻孔加工方法，适用于由一长槽和一短槽在槽宽方向上部分重合形成的叠加槽孔的加工，其特征在于，包括下述步骤：

以经过短槽一侧端端点的切线为分界线，将长槽划分为两段；

以所述分界线为界，首先加工所述长槽中与所述短槽并列的一段，然后加工短槽，最后加工所述长槽的另一段，形成叠加槽孔；

在钻头顺时针旋转的情况下，当所述长槽在上、短槽在下时，所述分界线与所述短槽的左端点相切；

当所述长槽在下、短槽在上时，所述分界线与所述短槽的右端点相切；

当所述长槽在左、短槽在右时，所述分界线与所述短槽的下端点相切；

当所述长槽在右、短槽在左时，所述分界线与所述短槽的上端点相切。

2.如权利要求1所述的钻孔加工方法，其特征在于，

在所述的以经过短槽一侧端端点的切线为分界线，将长槽划分为两段的步骤之前，还包括下述步骤：

在钻带上将所述短槽的槽宽进行偏移，偏移量为0～0.1mm。

3.如权利要求1所述的钻孔加工方法，其特征在于，在所述最后加工所述长槽的另一段的过程中，在靠近长槽的已加工段的一端钻孔时，其钻孔位与长槽的已加工段重合一段距离，该距离等于长槽的槽宽。

4.如权利要求1所述的钻孔加工方法，其特征在于，采用直径等于长槽槽宽的槽钻加工所述长槽；采用直径等于短槽槽宽的槽钻加工所述短槽。

5.一种叠加槽孔的钻孔加工方法，适用于由一长槽和一短槽在槽宽方向上部分重合形成的叠加槽孔的加工，其特征在于，包括下述步骤：

用两条分界线将所述叠加槽孔整体划分为三个槽段；其中，所述长槽和短槽均是中间呈矩形、两端呈弧形的结构，所述两条分界线分别与所述短槽之矩形部分的两短边对齐；

以所述两条分界线为界，先加工所述长槽的一端所在的槽段，再加工叠加槽孔的中间槽段，最后加工所述长槽的另一端所在的槽段，形成叠加槽孔；

在钻头顺时针旋转的情况下，当所述长槽在上、短槽在下时，先加工所述长槽的右端所在的槽段，再加工所述中间槽段，最后加工所述长槽的左端所在的槽段；

当所述长槽在下、短槽在上时，先加工所述长槽的左端所在的槽段，再加工所述中间槽段，最后加工所述长槽的右端所在的槽段；

当所述长槽在左、短槽在右时，先加工所述长槽的上端所在的槽段，再加工所述中间槽段，最后加工所述长槽的下端所在的槽段；

当所述长槽在右、短槽在左时，先加工所述长槽的下端所在的槽段，再加工所述中间槽段，最后加工所述长槽的上端所在的槽段。

6.如权利要求5所述的钻孔加工方法，其特征在于，在加工所述长槽的一端所在的槽段时，采用直径等于所述长槽槽宽的槽钻进行加工；

在加工所述中间槽段时，采用直径等于所述叠加槽孔总槽宽的槽钻进行加工。

7.如权利要求5所述的钻孔加工方法，其特征在于，在加工完叠加槽孔之后，还包括下述步骤：

根据加工所述中间槽段时切削掉的超出预获得叠加槽孔的部分的大小，判断是否需要通过灌胶方式进行填充，是则进行灌胶填充步骤，否则进行后续处理。

8.如权利要求5所述的钻孔加工方法，其特征在于，在加工所述中间槽段的过程中，其两端的钻孔中心点分别位于两条分界线上；

在加工所述长槽的两端所在的槽段时，与所述中间槽段相接之处的钻孔中心点也分别位于所述两条分界线上。