一种线路板钻孔刀具退环技术的研究与应用

纪龙江 姜曙光（大连崇达电路有限公司，大连 116600）

一种线路板钻孔刀具退环技术的研究与应用

纪龙江 姜曙光
（大连崇达电路有限公司，大连 116600）

随着电路板行业的高精度化、高密度化、微小孔径化的发展，虽然激光加工应用越来越多，机械数控加工仍然是主流方法，刀具的使用与管理仍然是一个值得研究的课题。目前中小企业广泛采用的刀具退环方法大多数是手工完成，不仅效率低，而且会对刀具环造成一定的损伤，无法再次使用。本文就是以此为切入点进行研究分析，主要目的就是为了提高管理意识、保证刀具环的使用状态，从而保证刀具的使用效果，并达到提高工作效率的目的。

刀具；刀具环；装置

1 前言

随着高精度、高密度线路板的快速发展与普及，机械钻孔仍然是孔加工技术的主要手段，并且随着高精度化、高速率化数控机床技术的日新月异，刀具的发展与更新换代技术亦应与时俱进。刀具退套环是线路板业界人们非常熟知的一种作业方式，这是一种单一的重复性工作，因为刀具环可以重复使用，所以在进行高精度钻孔时，一定要保证刀具环的完好性，这就给看似简单的退套环工作带来一定的强度与负担。在实际工作中，由于退环设备、方法过于简单、老化，导致很多刀具环破损，有些破损的环可能会流入到生产线上使用，给产品质量带来一定的隐患。针对这些问题，本文简单介绍了一种自主研发的退环装置，主要目的是为了减缓员工的工作压力，保证退下来刀环的质量完好，同时还能及时发现有异常的刀具，并据此追溯产品当时在线加工状态，避免不良品流入到客户手中。希望本文能给业界同仁一点启发与思考。

2 技术分析

图1 钻头与环套

图2 环套破损影响

图3 刀具与存放库

2.1 刀具环套的作用

如图1所示，刀具环套设计有不同色系，用来标识不同刀径，在实际生产中，一般都会有钻头环颜色与钻头直径的对照表，以提高刀径识别的速度与准确性。

刀具环还有限位作用，以日立HITACHI机械数控钻床为例，要求刀具环上端面距刀尖的距离为（20.32±0.30）mm，刀具环的位置可以上下调整，以满足产品加工及数控钻床的使用要求。

图2所示为钻头环的完好性对产品质量的要求，当刀具环破损时，在主轴高速运转的情况下由于离心力的作用，会使刀具的径向跳动增大，特别是对于φ0.40 mm以下微钻，断刀率、孔位精度都会提升，因此在实际生产中要特别注意刀具环的完好性。

图3刀具环与刀具库的配合，很多企业在这方面疏于管理，由于刀具环与刀具库的配合间隙过大，台面移动时刀具就会发生偏斜，使主轴在进行换刀操作时很容易发生“顶轴”现象，如图4所示。

图4 主轴换刀操作示意图

发生顶轴现象后，刀具环的位置就会上移，在进行退环操作时这样的刀就会被阻挡在限位装置外，操作人员可以据此追溯当时的产品、设备状态。

综合以上，在实际生产过程中，如何让刀具环保持良好的使用，最主要的环节还是刀具日常管理中的装配，这也是很容易被忽视的问题，下面具体阐述刀具退环装置的功用与效果。

3 刀具退环装置的研发与应用

基于以上分析，我们自主设计研发了下面的刀具退环装置（图5），这个装置最显著的特征就是制作及维护成本低、对位精度高、操作简单、使用方便灵活、效率较以前纯手工的操作有很大提升。

图5 刀具退环装置

图5中各部位名称见表1。

表1 刀具退环装置主要零部件一览表

使用方法（该装置的各部位零部件名称与功能对应表1）：

（1）先确认限位装置内无待退环钻头；

（2）确认手柄处于待进给状态，限位锁紧装置与导向孔有一定距离，并保证顶针在导向孔内；

（3）确认刀具传送装置与限位装置连接、对位牢靠，目视无歪斜；

（4）确认刀环仓、刀具仓内干净整洁，无与待退刀具环颜色不符的刀具环；

（5）将待退环刀具手动装入刀具夹内，该阶段工作步骤可在非退环时间或其它工作的间竭时间完成；

（6）打开刀具压板，并将进给弹簧拉至最底端；

（7）刀具夹平放在刀具输送装置的底座上，使刀具环正好在卡槽位置上；

（8）将刀具夹取下，然后放下压板，使刀具排放整齐牢靠；

（9）确认刀具进入限位装置内后，打开驱动系统的手柄，使顶针通过导向孔，完成退环任务。

（10）生产上面6～9步骤，可完成刀具退环的连续加工。

该装置每小时可退环400～500个，是普通退环方法的2倍左右，最主要的是该装置中的限位装置可以使顶针与刀具保持良好的同心度状态，保证刀具环在退环过程中不受到损坏。在实际使用过程中，将刀具安装在刀具夹的步骤可安排在工作间歇时间完成，以不影响退环效率，实际作业时，可制作若干个刀具夹备用。

4 结论

（1）通过该项技术能有效改善常规退环作业中的问题，并提升工作效率；（2）该装置能及时发现生产过程中有异常的刀具，可以及时追溯并反馈；

（3）随着行业发展，我们会总结生产过程中存在的问题与不足，并及时整改，为企业的发展与行业的进步做出更多的贡献。

[1]韩荣第,周明.金属切削原理与刀具[M]. 哈尔滨工业大学出版社, 1997,4.

[2]李旦.王广林,李益民. 机械制造工艺学[M]. 哈尔滨工业大学出版社, 1997,10.

纪龙江，副主任。

姜曙光，总经理。

Research and application of a PCB drilling tool back loop technology

JI Long-jiang JIANG Shu-guang

With the fast development of the PCB industry, the development of high precision, high density is becoming the mainstream trend. Although the application of laser processing technology is applied more and more widely, NC machine is still the mainstream methods and means. Using and managing tools is still a worthy research subject. Most of the current tool widely used in enterprise retreat ring method is done manually, which is not only low efficiency, but also has the concern of the cutter ring caused damage, which can not be used again. Therefore, we set up the project technology research, with the main purpose to ensure that the cutter ring operating state, so as to ensure that the tool use effect, and achieve the purpose of raising the work efficiency.

Tool; Tool Ring; Installation

TN41

A

1009-0096（2015）02-0038-03