CN110465689A - 印制板铣内槽两次的加工方法 - Google Patents

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伍国福
秦明
陈亚娟
李向林
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C3/00Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/28Grooving workpieces
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K3/0044Mechanical working of the substrate, e.g. drilling or punching

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Abstract

本发明公开了电路板加工领域的印制板铣内槽两次的加工方法,以解决雕刻时印制板产生涨缩现象,这种方法主要通过第一次快转速的粗铣刀加工出与印制板边境内槽带有预留间隙的铣槽路径,随后采用常转速的精铣刀沿内槽边缘铣加工铣刀路径以形成带有规则图形的内槽。本技术方案通过预留间隙的技术方案避免在铣刀与印制板高温接触下发生膨胀断裂现象,预留的间隙为印制板铣槽路径和铣刀路径提供一定的膨胀宽度,避免了印制板整体产生涨缩或断裂的情况。堆叠的金属对印制板边境进行冲击,此时印制板边境受到的冲击面积与堆叠的金属碎屑面积相等,本技术方案降低了印制板边境受到的冲击体积,避免了印制板边境分截外凸。

Description

印制板铣内槽两次的加工方法
技术领域
本发明属于电路板加工领域,具体是印制板铣内槽两次的加工方法。
背景技术
雕刻法是用PCB雕刻机进行电子线路加工制作的方法。PCB雕刻机相当于一个三维的绘图仪,它的刀头不仅可以随意在X-Y平面来回运动,而且可以上下运动。刀头是一种装有铣头或钻头的高速马达。铣头是用来在敷铜板上刻画电路连线(布线),将铣头压在敷铜板上,由计算机控制来回运动,当它移动时,将铜皮移去而成为隔离岛,当两边的铜皮被移去后,一条电路连线就形成了,铣头移动的方向是由电子的布线文件决定。
在这种方法下进行雕刻时,仅需将铣床的铣头换上钻头,就可以对板子进行钻孔了,钻头可以移动到指定的位置上,孔的大小和位置是由相关的电子文件决定的。经常使用的布线文件是Gerber,钻孔文件是Excellon。专用的铣床控制软件将这些文件转化成指令去控制铣床的移动,以确定哪些部位需要留下铜皮以及哪些部位需要钻孔。制板的全过程由计算机控制,所以制作出的板子很精确。此法适于快速制作小批量的单面或双面的电路板。
但是采用雕刻法进行加工时,铣刀与印制板表面后产生大量的热量,从而导致印制板涨缩和内槽精度不够,同时飞溅的金属印制板边境进行冲击后会堆积于印制板边境附近,对印制板造成滑损。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的是避免在雕刻时印制板产生涨缩现象。
为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:印制板铣内槽两次的加工方法,通过第一次快转速的粗铣刀加工出与印制板边境内槽带有预留间隙的铣槽路径,随后采用常转速的精铣刀沿内槽边缘铣加工铣刀路径以形成带有规则图形的内槽。
进一步,包括以下步骤;
S1,预处理,对于印制板边缘的毛刺进行切割打磨,并在印制板底面铺设用于调节铣刀深度基准面的垫板;
S2,固定印制板,选择印制板表面的非金属化孔(NPTH)作为固定孔,在任意固定孔内部插接定位销;
S3,开设下刀孔,下刀孔位于铣内槽中;
S4,粗铣阶段,粗铣刀以下刀孔作为起刀位,走刀时粗铣刀间隔内槽边缘0.05-0.2mm 距离开设铣槽路径;
S5,精铣阶段,精铣刀沿内槽边缘走刀。
采用上述方案后实现了以下有益效果:
1、相对于单次加工的现有技术,本技术方案通过预留间隙的技术方案避免在铣刀与印制板高温接触下发生膨胀断裂现象,预留的间隙为印制板铣槽路径和铣刀路径提供一定的膨胀宽度,避免了印制板整体产生涨缩或断裂的情况。
2、相对于采用多次加工的现有技术,现有技术中堆叠的金属碎屑受到飞溅的金属碎屑带来的冲量时,堆叠的金属对印制板边境进行冲击,此时印制板边境受到的冲击面积与堆叠的金属碎屑面积相等。本技术方案降低了印制板边境受到的冲击体积,避免了印制板边境分截外凸。
3、相对于减少金属碎屑堆叠体积的现有技术,当本技术方案加工时,印制板表面飞溅出金属碎屑,此时金属碎屑对印制板的边境进行单点冲击,冲击完成后金属碎屑进行回弹,此时靠近印制板边境的金属碎屑弹落至预留间隙中,避免了印制板边境金属碎屑堆叠,同时为金属碎屑提供储渣点,方便清理。
4、相对于提供储渣点的现有技术,本技术方案在加工一段时间时,金属碎屑在加工面与印制板边境之间形成两层间隔,沿靠近加工面方向第一层为堆叠有金属残渣的预留间隙,第二层为预留间隙外的堆叠金属残渣,此时带有冲量的金属碎屑先经过第二层金属残渣受到减速,再接触印制板边境,减少了冲量和动能,避免了印制板发生单点形变。
5、相对于减少冲击力的现有技术,本技术方案在加工时还利用间隔进行隔热,避免了加工面和印制板边境产生热形变。
进一步,所述粗铣阶段时粗铣刀的刀刃端面角度为75-115°之间,所述精铣阶段的精铣刀的刀刃端面角度为80-110°之间。
进一步,所述S5中还包括S5.1二次固定,精铣阶段前不取板,粗铣完成后对固定孔内的定位销施加二次扭矩以固定。对于定位销进行补充扭矩,避免在粗加工后定位销产生松动,从而提升加工精度和稳定性。
进一步,所述粗铣阶段中粗铣刀的进刀速为0.4—0.5m/min,退刀速为10m/min,粗铣刀转速为50—60KRPM。
进一步,所述精铣阶段中精铣刀的进刀速为0.5—0.6m/min,退刀速为10m/min,精铣刀转速为60KRPM。
进一步,所述规则图形为圆形、椭圆形或矩形。
进一步,二次扭矩的大小按照以下算式进行计算
Tc=KPcd
其中Pc=P+△P
式中Tc——螺栓的初拧扭矩(N·m);
K——螺栓连接副的扭矩系数平均值(由出厂批复验终值为准范围在0.11-0.15,一般取0.13);
Pc——高强螺栓施工预拉力(kN);
高强螺栓公称直径(mm),即高强螺栓螺纹直径;
P—一高强螺栓设计预拉力(kN);
d——螺栓公称直径(mm);
△P—一预拉力损失值,一般取设计预拉力的10%。
对于螺栓扭矩进行精密计算,避免预紧力过高时损伤印制板表面,同时也避免螺栓松动后导致加工失准。
附图说明
图1为本发明实施例的流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明:
实施例基本如附图1所示,具体实施过程如下:印制板铣内槽两次的加工方法,包括预处理、固定印制板、开设下刀孔、粗铣阶段、二次固定和精铣阶段。
预处理阶段,操作人员将印制板放置于机床中,随后对于印制板边缘的毛刺进行切割打磨,并在印制板底面铺设用于调节铣刀深度基准面的垫板。
固定印制板阶段和开设下刀孔阶段,操作人员将印制板表面的非金属化孔(NPTH)作为固定孔,在任意固定孔内部插接定位销,随后在铣内槽中开设下刀孔。
粗铣阶段,此时操作人员采用刃端面角度为83°的粗铣刀,此时操作人员对机床输入参数以限制粗铣刀的进刀速为0.4—0.5m/min,退刀速为10m/min,粗铣刀转速为60KRPM,完成限制后粗铣刀以粗铣刀以下刀孔作为起刀位,走刀时粗铣刀间隔内槽边缘0.1mm距离开设铣槽路径。
由于预留的间隙为印制板铣槽路径和铣刀路径提供一定的膨胀宽度,避免了印制板整体产生涨缩或断裂的情况。
在现有技术中堆叠于印制板边缘的金属碎屑受到飞溅的金属碎屑带来的冲量时,堆叠的金属对印制板边境进行冲击,此时印制板边境受到的冲击面积与堆叠的金属碎屑面积相等。本技术方案降低了印制板边境受到的冲击体积,避免了印制板边境分截外凸。
相对于减少金属碎屑堆叠体积的现有技术,当本技术方案加工时,印制板表面飞溅出金属碎屑,此时金属碎屑对印制板的边境进行单点冲击,冲击完成后金属碎屑进行回弹,此时靠近印制板边境的金属碎屑弹落至预留间隙中,避免了印制板边境金属碎屑堆叠,同时为金属碎屑提供储渣点,方便清理。
相对于提供储渣点的现有技术,本技术方案在加工一段时间时,金属碎屑在加工面与印制板边境之间形成两层间隔,沿靠近加工面方向第一层为堆叠有金属残渣的预留间隙,第二层为预留间隙外的堆叠金属残渣,此时带有冲量的金属碎屑先经过第二层金属残渣受到减速,再接触印制板边境,减少了冲量和动能,避免了印制板发生单点形变。
完成粗铣后不取板,粗铣完成后对固定孔内的定位销施加二次扭矩以固定。对于定位销进行补充扭矩,避免在粗加工后定位销产生松动,从而提升加工精度和稳定性。此时对于固定印制板阶段和施加二次扭矩时,参照以下算法进行加固Tc=KPcd
其中Pc=P+△P
式中Tc——螺栓的初拧扭矩(N·m);
K——螺栓连接副的扭矩系数平均值(由出厂批复验终值为准范围在0.11-0.15,一般取0.13);
Pc——高强螺栓施工预拉力(kN);
高强螺栓公称直径(mm),即高强螺栓螺纹直径;
P—一高强螺栓设计预拉力(kN);
d——螺栓公称直径(mm);
△P—一预拉力损失值,一般取设计预拉力的10%。
对于螺栓扭矩进行精密计算,避免预紧力过高时损伤印制板表面,同时也避免螺栓松动后导致加工失准。
精铣阶段,精铣刀沿内槽边缘走刀,此时铣刀的进刀速为0.6m/min,退刀速为10m/min,精铣刀转速为60KRPM,从而完成对印制板的加工。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.印制板铣内槽两次的加工方法,其特征在于:通过第一次快转速的粗铣刀加工出与印制板边境内槽带有预留间隙的铣槽路径,随后采用常转速的精铣刀沿内槽边缘铣加工铣刀路径以形成带有规则图形的内槽。
2.根据权利要求1所述的印制板铣内槽两次的加工方法,其特征在于:包括以下步骤;
S1,预处理,对于印制板边缘的毛刺进行切割打磨,并在印制板底面铺设用于调节铣刀深度基准面的垫板;
S2,固定印制板,选择印制板表面的非金属化孔(NPTH)作为固定孔,在任意固定孔内部插接定位销;
S3,开设下刀孔,下刀孔位于铣内槽中;
S4,粗铣阶段,粗铣刀以下刀孔作为起刀位,走刀时粗铣刀间隔内槽边缘0.05-0.2mm距离开设铣槽路径;
S5,精铣阶段,精铣刀沿内槽边缘走刀。
3.根据权利要求2所述的印制板铣内槽两次的加工方法,其特征在于:所述粗铣阶段时粗铣刀的刀刃端面角度为75-115°之间,所述精铣阶段的精铣刀的刀刃端面角度为80-110°之间。
4.根据权利要求2所述的印制板铣内槽两次的加工方法,其特征在于:所述S5中还包括S5.1二次固定,精铣阶段前不取板,粗铣完成后对固定孔内的定位销施加二次扭矩以固定。
5.根据权利要求2所述的印制板铣内槽两次的加工方法,其特征在于:所述粗铣阶段中粗铣刀的进刀速为0.4—0.5m/min,退刀速为10m/min,粗铣刀转速为50—60KRPM。
6.根据权利要求2所述的印制板铣内槽两次的加工方法,其特征在于:所述精铣阶段中精铣刀的进刀速为0.5—0.6m/min,退刀速为10m/min,精铣刀转速为60KRPM。
7.根据权利要求1所述的印制板铣内槽两次的加工方法,其特征在于:所述规则图形为圆形、椭圆形或矩形。
8.根据权利要求4所述的印制板铣内槽两次的加工方法,其特征在于:二次扭矩的大小按照以下算式进行计算
Tc=KPcd
其中Pc=P+△P
式中Tc——螺栓的初拧扭矩(N·m);
K——螺栓连接副的扭矩系数平均值(由出厂批复验终值为准范围在0.11-0.15,一般取0.13);
Pc——高强螺栓施工预拉力(kN);
高强螺栓公称直径(mm),即高强螺栓螺纹直径;
P—一高强螺栓设计预拉力(kN);
d——螺栓公称直径(mm);
△P—一预拉力损失值,一般取设计预拉力的10%。
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