一种PCB钻针刃粗磨磨削的加工方法与流程

本发明涉及pcb钻针加工技术领域，尤其涉及一种pcb钻针刃粗磨磨削的加工方法。

背景技术：

目前在物联网、汽车电子、工业4.0、云端服务器、存储设备等的驱动下，全球pcb市场保持稳定增长。随着印制电路板产量不断的提升，pcb钻针的产量也在蓬勃发展，中国市场的pcb钻针使用量约8亿支/年。

pcb钻针行业内，加工工艺大多为钨钢加不锈钢焊接工艺，导致pcb钻针刃粗磨，同时加工钨钢刃部及不锈钢把柄脖子时出现加工难题；pcb钻针刃粗磨加工主要是砂轮表面与钻针刃部钨钢部分及把柄脖子处不锈钢部分磨削的过程，在磨削过程中，砂轮会因其表面被磨屑堵塞气孔或被磨屑粘崁和磨料脫落失去原有的几何形状，导致砂轮变钝。在该过程中，因被加工材质分别为不锈钢、钨钢，所以传统金刚石砂轮在加工过程中不同部位磨损程度不同，即加工不锈钢部分比加工钨钢部分磨损严重，导致不锈钢把柄脖子处变形，降低产品品质、增加修整频次。究其原因在于目前pcb钻针加工行业刃粗磨用的金刚石砂轮在加工刃部钨钢时存在优势，但其加工柄部脖子处不锈钢时表现较差，容易导致砂变，造成产品外观异常，而且现有的pcb钻针刃粗磨工序受限于砂轮品质，导致无法提升制程加工效率及产品品质。

技术实现要素：

本发明为解决现有的磨削效率低下和产品良率不高的问题，而提供的一种pcb钻针刃粗磨磨削的加工方法。

本发明采用的技术方案是：

一种pcb钻针刃粗磨磨削的加工方法，包括钨钢针半成品、磨削速度控制器、滚磨机、立式镭射机和立体显微镜；步骤如下：

（1）、设置doe实验，选用滚磨机对钨钢针半成品进行刃粗磨，用磨削速度控制器设置砂轮磨削速度参数；

（11）、滚磨机选用金刚石砂轮，对钨钢针半成品进行刃粗磨，磨削速度控制器分别选用30k减速机、50k减速机和75k减速机对钨钢针进行磨削；

（12）、滚磨机选用cbn砂轮，对钨钢针半成品进行刃粗磨，磨削速度控制器分别选用30k减速机、50k减速机和75k减速机对钨钢针进行磨削；

（13）、滚磨机选用金刚石和cbn的复合砂轮对钨钢针半成品进行刃粗磨，磨削速度控制器分别选用30k减速机、50k减速机和75k减速机对钨钢针进行磨削；

（2）、将磨削完成后的钨钢针进行检测并记录数据：使用立式镭射机检测磨削后钨钢针刃部尺寸，采集并计算得到钨钢针头部直径cpk、钨钢针头部同心度cpk，用立体显微镜检测把柄脖子处的外观，判断产品是否合格；

（3）、将滚磨机从开始加工到需要修整记为一个班次，统计单班次加工的数量和修正后的单班次可加工量；将滚磨机从开始磨削到磨削完成记为一次，统计单次加工需要的时间；

（4）、将步骤（2）和步骤（3）中统计的数据进行整理制表，结合表格数据对比，得出结论：选用的滚磨机中材质最佳为金刚石和cbn复合砂轮，选用的磨削速度控制器中最佳为50k减速机；

（5）、根据钨钢针刃部长度的不同，选用不同厚度的金刚石和cbn复合砂轮：复合砂轮中cbn材质的最外端使用砂轮修整机将其修整为斜面，并与钨钢针的脖子处斜面保持相同角度，选择厚度通用的砂轮增加砂轮的适用性，避免砂轮的频繁更换。

进一步的，金刚石和cbn复合砂轮中，金刚石部分用于磨削钨钢针刃部，cbn部分用于磨削不锈钢把柄处。

进一步的，金刚石和cbn复合砂轮采用金刚石磨料和cbn磨料分层压制而成，其中包括15mm的金刚石磨料和5mm的cbn磨料。

本发明的有益效果在于：本发明提供的一种pcb钻针刃粗磨磨削的加工方法采用金刚石+cbn复合砂轮，利用砂轮磨料特性，即金刚石砂轮主要应用在磨削钨钢棒料上，在加工钨钢刃部时，表现较稳定。cbn砂轮主要应用在磨削不锈钢上，在加工不锈钢把柄时表现较稳定，大大减缓了砂轮变钝的时间，两种磨料结合起来，修整频次主要还是由结合部位决定，即磨削钻针脖子部分的位置，这个地方变形后需要修整，该金刚石+cbn复合砂轮在加工pcb钻针刃粗磨工序时，砂轮修整频次由3000支/次降低至19000支/次，大大降低了刃粗磨工序修砂轮及修砂轮后调试机台的时间；再结合减速机，可以在保证品质的同时，由原本的70k减速机改成50k减速机，节省时间提高加工效率。

总之，本发明提供的一种pcb钻针刃粗磨磨削的加工方法具有减少砂轮修整次数、缩短加工时间、提高加工效率、产品良率高和外观美观的优点。

附图说明

图1是本发明提供的一种pcb钻针刃粗磨磨削的加工方法的金刚石和cbn复合砂轮的磨削结构图；

图2是本发明提供的一种pcb钻针刃粗磨磨削的加工方法的金刚石砂轮的磨削结构图；

图3是本发明提供的一种pcb钻针刃粗磨磨削的加工方法的cbn砂轮的磨削结构图；

图4是本发明中的pcb钻针头部直径cpk折线图；

图5是本发明中的pcb钻针头部同心度cpk折线图；

图6是本发明中的砂轮单次可加工产品数量折线图：

图7是本发明中的单班次加工效率折线图。

图中：1、钨钢针刃部；2、不锈钢把柄；3、金刚石砂轮；4、cbn砂轮；5、金刚石和cbn复合砂轮。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种pcb钻针刃粗磨磨削的加工方法。

下面结合附图对本发明的内容作进一步说明：

具体使用时，技术人员对pcb刃粗磨磨削工艺进行研究，从磨削砂轮、减速机两个方面入手，研究出一种pcb钻针刃粗磨磨削的加工方法，来提升pcb钻针刃粗磨磨削工艺效率、良率，为pcb钻针刃粗磨加工工艺提供参考。

包括以下步骤：

采用金刚石+cbn复合砂轮：pcb钻针刃粗磨加工主要是砂轮表面与钻针刃部钨钢部分及把柄脖子处不锈钢部分磨削的过程，在磨削过程中，砂轮会因其表面被磨屑堵塞气孔或被磨屑粘崁和磨料脫落失去原有的几何形状，导致砂轮变钝。以上问题点描述中，主要矛盾点在于同一种磨料的砂轮加工两种材质物料时导致砂轮修整频次提升，降低班产量。采用金刚石+cbn复合砂轮，利用砂轮磨料特性，即金刚石砂轮主要应用在磨削钨钢棒料上，在加工钨钢刃部时，表现较稳定。cbn砂轮主要应用在磨削不锈钢上，在加工不锈钢把柄时表现较稳定，大大减缓了砂轮变钝的时间，两种磨料结合起来，修整频次主要还是由结合部位决定，即磨削钻针脖子部分的位置，这个地方变形后需要修整，该金刚石+cbn复合砂轮在加工pcb钻针刃粗磨工序时，砂轮修整频次由3000支/次降低至19000支/次，大大降低了刃粗磨工序修砂轮及修砂轮后调试机台的时间。

采用50k减速机，单支加工时间4.19s，产品尺寸、外观表现均稳定，制程良率可达99.61%，头部直径制程能力cpk普遍在2.0左右，表现良好，相对于75k减速机加工产品品质一致的情况下，单支时间降低33.06%，大大提升的刃粗磨工序的加工效率。工艺步骤中的所得数据制表后如下文的表1-4所示。

在实际生产中，据pcb钻针刃长的规格，选用不同厚度的金刚石+cbn复合砂轮，图1复合砂轮中cbn磨料部分需用砂轮修整机修整出与钻针脖子相同角度的斜面，斜面的水平方向上的长度l1要大于pcb钻针刃粗磨脖子长度l2约1mm即可。举例：刃粗磨工序加工1.30*11.0mm规格产品，产品参数为直径￠=1.30、刃长l=11.0、脖子角度ａ=20°、脖子长度为2.67mm，那么我们选型的砂轮厚度约为金刚石磨料11.0+1mm(1-2mm预留量)+cbn磨料2.67+1mm(1-2mm预留量)=15.67mm，即选型为总厚度16mm砂轮，其中金刚石磨料12mm厚，cbn磨料4mm厚，以上仅为举列，实际应用还需跟进产品规格来选用厚度通用的砂轮，增加砂轮适用性，减少因尺寸变更而导致的砂轮更换频次。在实际应用过程中，要如图所示，将cbn磨料部分用砂轮修整机+200目绿碳砂轮修整出与钻针脖子相同角度的斜面，用来磨削不锈钢脖子部位，金刚石磨料部分也需用砂轮修整机+200目绿碳砂轮修整，保证砂轮的磨削力。另外需调整砂轮底座，保证金刚石磨料与cbn磨料结合处和钨钢刃部与不锈钢把柄焊接处保持一致，从而复合砂轮完美应用于pcb钻针刃粗磨工序。

而且pcb钻针在刃粗磨磨削的过程中，减速机也起到了至关重要的作用。减速机主要通过控制物料旋转移动的速度来控制磨削加工速度。当使用30k减速机时，物料加工速度快，砂轮磨损较快，产品不锈钢把柄脖子处容易出现碎平面，刃部尺寸表现不稳定，不满足制程要求。当使用50k减速机时，物料加工速度适中，产品外观满足制程要求，无平面、无脖伤，尺寸表现稳定。当使用75k减速机时，产品品质与50k基本一致，但磨削效率低下，相对于50k减速机，单班加工产品数量减少33.06%，，未达到高效能的目标。所以本发明方法中采用50k减速机配合金刚石+cbn复合砂轮方案进行实施。

本发明结合金刚石+cbn复合砂轮的优点，将减速机由75k变更为50k，将pcb钻针单支时间降低33.06%，另外节省了修整砂轮及修整砂轮后调试时间，可将刃粗磨班产出提升90%，由原班产出5000支提升至9500支，大大提升了生产效率。

根据上述具体实施方式可见，本发明提供的一种pcb钻针刃粗磨磨削的加工方法具有减少砂轮修整次数、缩短加工时间、提高加工效率、产品良率高和外观美观的优点。

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