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        剛撓板先沖后銑配合成型毛刺問(wèn)題的研究

        2020-07-21 14:20:00楊建勇崔紅兵
        印制電路信息 2020年6期
        關(guān)鍵詞:撓性數(shù)控銑銑刀

        何 凱 楊建勇 崔紅兵

        (東莞康源電子有限公司,廣東 東莞 523932)

        0 背景

        隨著電子產(chǎn)品向高密度、小型化、輕量化、薄型化、高可靠方向發(fā)展,具有撓曲性、可彎曲折迭、可立體配線的剛撓結(jié)合印制板得到廣泛應(yīng)用。

        由于剛撓性產(chǎn)品需滿足其特殊的裝配用途,其產(chǎn)品的原材料特性、產(chǎn)品的壓合結(jié)構(gòu)等,均相對(duì)會(huì)較多樣化,如剛性區(qū)有高Tg的低流動(dòng)PP、FR-4、銅箔等組成,撓性區(qū)有可多次彎折的高撓性基材同時(shí),產(chǎn)品的外形外觀、尺寸等要求也較高。傳統(tǒng)的銑板、沖板等其中的一種成型工藝,則無(wú)法同時(shí)滿足加工剛性區(qū)和撓性區(qū)外形的要求,需使用激光切割、沖+銑、銑+激光切割等成型配合加工,但這種配合成型工藝也有難點(diǎn),如常見(jiàn)的成型配合處公差、臺(tái)階、毛刺等問(wèn)題。

        1 原理分析

        1.1 剛撓性產(chǎn)品常用成型加工工藝介紹

        剛撓板外形成型加工不同方法的比較見(jiàn)表1。

        對(duì)于特別要求的剛撓性產(chǎn)品(比如攝像頭類產(chǎn)品)選擇采取沖板、銑板加工工藝的各自優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行整合,從而解決剛性區(qū)和撓性區(qū)的毛刺問(wèn)題。但因剛撓結(jié)合的過(guò)渡區(qū)涉及到兩種加工工藝的配合,易產(chǎn)生毛刺問(wèn)題(見(jiàn)圖1)。綜合考慮使用先沖后銑成型配合工藝加工相對(duì)更加適合特殊要求的剛撓性產(chǎn)品,故對(duì)先沖后銑工藝進(jìn)行重點(diǎn)研究。

        表1 剛撓板外形成型加工優(yōu)劣比較

        圖1 剛撓結(jié)合區(qū)毛刺實(shí)樣

        1.2 先沖后銑配合處毛刺產(chǎn)生原因

        1.2.1 正常(正向)銑刀加工切削簡(jiǎn)析

        根據(jù)銑刀的切削刃面向設(shè)計(jì)原理,以及結(jié)合目前主流設(shè)備的主軸一般是順時(shí)針轉(zhuǎn),而設(shè)計(jì)的銑板路徑一般為逆時(shí)針走,可得出銑刀的切削刃正面可把毛刺處理掉,而切削刃的背面的邊,則易產(chǎn)生毛刺(見(jiàn)圖2)。

        圖2 銑刀正向切削

        結(jié)合我司實(shí)際的沖板、銑板的工藝可調(diào)整性,采取先沖后銑設(shè)計(jì),即撓性區(qū)域先沖空,然后進(jìn)行銑加工,但因銑刀的自轉(zhuǎn)方向(順時(shí)針轉(zhuǎn))和銑板的路徑方向(逆時(shí)針走),以及產(chǎn)品的撓性區(qū)域在銑前已沖空成型(見(jiàn)圖3),導(dǎo)致銑板的路徑方向銑到?jīng)_空的區(qū)域受力不佳,且過(guò)度到撓性區(qū),材料又相對(duì)軟化,銑刀的正面刃的自轉(zhuǎn)方向易帶出毛刺。

        圖3 先沖后銑引起的披鋒

        2 試驗(yàn)驗(yàn)證

        2.1 試驗(yàn)方案方法

        2.1.1 目的

        改善沖+銑的配合處毛刺,提高產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)品的外觀檢板效率。

        2.1.2 方案

        根據(jù)以上的分析,以及結(jié)合我司的沖銑加工工藝的可調(diào)整性,并制定在銑加工進(jìn)行改善沖+銑的配合處的毛刺方案,如下。

        (1)直接在不動(dòng)產(chǎn)品的情況下,進(jìn)行補(bǔ)銑一刀;

        (2)翻轉(zhuǎn)產(chǎn)品的面向,進(jìn)行補(bǔ)銑一刀;

        (3)數(shù)控銑設(shè)備實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn),不動(dòng)產(chǎn)品的條件下,補(bǔ)銑一刀。

        為定量研究玉米芯殘?jiān)母黜?xiàng)底物特性對(duì)其酶水解效率的影響,需將酶水解效率進(jìn)行量化表征。選用擬二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型中的速率常數(shù)k2表示玉米芯殘?jiān)拿杆庑?,即k2越大,則說(shuō)明玉米芯殘?jiān)杆獾姆磻?yīng)進(jìn)程越快,酶水解效率越高。首先,考察反應(yīng)速率常數(shù)k2分別與不同底物特性之間的線性關(guān)系,結(jié)果如圖3所示。

        2.1.3 方法

        采用普通數(shù)控銑設(shè)備、普通銑刀,并按照以上制定的方案,分別選取我司已批量生產(chǎn)的剛撓性攝像頭產(chǎn)品各40張,進(jìn)行試銑對(duì)比其改善效果。

        2.2 試驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果

        2.2.1 試驗(yàn)實(shí)施

        (1)方案。

        在不動(dòng)產(chǎn)品的情況下,進(jìn)行補(bǔ)銑一刀,以及結(jié)合從銑刀的自轉(zhuǎn)方向原理,主要為銑刀的背面刃進(jìn)行修理,從實(shí)際試驗(yàn)的效果看,改善效果不理想。

        (2)方案。

        翻轉(zhuǎn)產(chǎn)品的面向,進(jìn)行補(bǔ)銑一刀,經(jīng)試銑,可以解決此位置的大部分毛刺披鋒,但因產(chǎn)品需要二次定位配合,會(huì)影響小部分無(wú)法修理到位的區(qū)域,同時(shí),二次定位增加了生產(chǎn)重新打管位的工作,效率方面有一定的影響,可行性相對(duì)不是很好。

        (3)方案。

        ①主軸反轉(zhuǎn)原理。

        在主軸的硬件方面配備或升級(jí)相關(guān)的反轉(zhuǎn)變頻線路,然后配合軟體的程序控制正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)變頻線路的硬件進(jìn)行相互的切換(硬件和軟件需同時(shí)具備,缺一不可,方可實(shí)現(xiàn)主軸反轉(zhuǎn)功能),達(dá)到主軸可進(jìn)行正反轉(zhuǎn)銑板的效果。

        ②優(yōu)化分刀設(shè)計(jì)。

        在第一把銑刀全部銑完外形后,直接啟用第二把刀反轉(zhuǎn),進(jìn)行補(bǔ)銑全段,銑板路徑(見(jiàn)圖4)。

        圖4 優(yōu)化分刀設(shè)計(jì)

        2.2.2 試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

        每個(gè)方案分別全檢200個(gè),得到數(shù)據(jù)匯總成(見(jiàn)圖5)。

        圖5 三種方案試驗(yàn)結(jié)果

        3 試驗(yàn)結(jié)論

        經(jīng)以上試驗(yàn)直接補(bǔ)銑一刀、翻轉(zhuǎn)產(chǎn)品補(bǔ)銑一刀和主軸反轉(zhuǎn)補(bǔ)銑一刀的三種方案,找到了利用數(shù)控銑設(shè)備的主軸反轉(zhuǎn),以及調(diào)整優(yōu)化銑板路徑、分刀、補(bǔ)償配合的方案,可以有效改善剛撓性產(chǎn)品先沖后銑的配合成型工藝的毛刺問(wèn)題。

        表3 成型改善效果比較

        4 改善措施落實(shí)結(jié)果

        表3為我司在進(jìn)行大批量200張產(chǎn)品加工后改善效果進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)對(duì)銑板路徑的設(shè)計(jì)優(yōu)化,合理利用數(shù)控銑設(shè)備的主軸反轉(zhuǎn)功能,對(duì)檢板效率得到了很大的提高,以及省去了修理毛刺的時(shí)間、人工和修壞的品質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。

        5 總結(jié)

        通過(guò)以上試驗(yàn)和驗(yàn)證,得出了利用數(shù)控銑設(shè)備的主軸反轉(zhuǎn),以及調(diào)整優(yōu)化銑板路徑、分刀、補(bǔ)償配合的方案,可有效改善剛撓板的先沖后銑配合的毛刺殘留問(wèn)題。因此,針對(duì)剛撓板有先沖后銑配合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),可增加采用數(shù)控銑設(shè)備的主軸反轉(zhuǎn)進(jìn)行補(bǔ)一刀的方式加工。

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