PCB加工技术：PCB钻孔应用知识

许多PCB厂错误地认为PCB钻孔必须在低进给速度和低速度下完成。 过去确实如此，但今天的硬质合金钻头不同了。

事实上，用户在选择合适的钻头后，可以极大地提高PCB生产率并全面降低每孔成本。 对于最终用户，有四种基本类型的带硬质合金切削刃的钻头可供选择：整体硬质合金、可转位刀片、焊接硬质合金刀尖和可更换硬质合金刀尖。 每种在特定应用中都有其优势。

第一个整体硬质合金钻头用于现代 PCB 加工技术。 它由细晶粒硬质合金制成，并具有 TiAlN 涂层以提高刀具寿命。 由于其特殊设计的切削刃，这些自定心钻头在大多数工件材料中都具有出色的切屑控制和排屑能力。 整体硬质合金钻头自定心的几何角度和良好的精度确保无需任何进一步加工即可获得高质量的孔。

可转位钻头在钻孔深度从2XD到5XD时覆盖的直径范围很大。 它们可用于旋转应用和车床。 对于大多数工件材料，这些钻头使用自定心几何角度来降低切削力并具有良好的切屑控制。

用焊钻加工的孔，表面光洁度较高，尺寸精度高，位置精度好，不需要再进行精加工。 由于冷却通孔，焊接钻头可用于加工中心、数控车床或其他具有足够稳定性和速度的机器。

最后一种类型的钻头结合了钢刀体和可更换的整体硬质合金钻尖，称为冠。 这种钻头在提供与焊接钻头相同精度的前提下，能够以较低的加工成本获得较高的生产率。 这种带硬质合金冠部的新一代钻头可提供准确的尺寸增量，并具有自定心几何角度，以确保较高的加工尺寸精度。

仔细考虑公差和机器稳定性

PCB厂应根据加工的具体公差来选择钻头。 较小直径的孔通常具有更严格的公差。 然后，钻头制造商通过指定标称孔径和公差上限对钻头进行分类。 在所有类型的钻头中，整体硬质合金组钻头的公差最紧。 这使它们成为具有非常严格公差的钻孔的最佳选择。 当工厂可以使用直径为 10 毫米的整体硬质合金钻头钻孔时，公差为 0 至 +0.03 毫米。

另一方面，焊接钻头或山高上带有可更换硬质合金冠部的钻头可以加工公差为0至+0.07mm的孔。 这些钻头往往是钻孔生产加工的不错选择。 可转位钻头是工业上用于繁重工作的一种钻头。 虽然它们的前期成本通常低于其他钻头，但这些钻头也具有最大的公差，根据直径/孔深比公差，范围从 0 到 +0.3mm。 这意味着当孔的公差较大时，最终用户可以使用可转位刀片钻头，否则他们必须准备使用镗刀完成孔加工。

除了孔的公差外，工厂在选择过程中还需要考虑机床的稳定性。 因为稳定性保证了刀具寿命和钻孔精度。 工厂应验证机床主轴、夹具和附件的状态。 他们还应该考虑钻头的固有稳定性。 例如，整体硬质合金钻头提供了最好的刚性，使其能够获得很高的精度。 另一方面，可转位刀片钻头容易偏斜。 这些钻头配有两个刀片——一个位于中心的内刀片和一个从内刀片向外延伸到边缘的刀片——最初只有一个刀片用于切割。 这会产生导致钻头体偏转的不稳定情况。 而且，钻头长度越长，偏差越大。 因此，在使用4XD及以上的可转位钻头时，工厂应考虑降低第一毫米的进给量，然后再增加到正常进给量。

焊接钻头和可转换冠状钻头设计为两个对称切削刃，形成自定心几何角。 这种稳定的切削设计允许钻头全速进入工件。 唯一的例外是当钻头与加工表面不垂直时，建议在切入和切出时减少进给量 30% 至 50%。 钢制钻头体允许轻微挠曲，这使得它可以成功应用于车床。 但是，刚性好的整体硬质合金钻头可能容易折断，尤其是当工件对中不好时。 不要忽视很多工厂遇到的排屑问题。 事实上，排屑不良是钻孔中最常见的问题，尤其是在加工低碳钢时。 而且无论使用哪种钻头。

工厂常采用外冷的方式解决这个问题，但这只适用于孔深小于1XD和降低切削参数。 否则，他们必须使用流量和压力与孔径相匹配的适当冷却剂。 对于没有主轴中心冷却的机床，工厂应使用将冷却液从外转向内的装置。 请记住，孔越深，排屑越困难，需要的冷却压力就越大。

始终检查 PCB 制造商推荐的最低冷却剂流量水平。 在低流速下，可能需要降低进料速度。

检查生命周期成本

生产率或每孔成本是当今影响钻探的最大趋势。 这意味着钻头制造商必须想方设法将某些工艺结合起来，同时还要开发能够适应高进给率和高速加工的钻头。 带有可更换整体硬质合金刀尖的最新钻头提供卓越的经济性。 最终用户无需更换整个钻头体，只需购买价格相当于重磨焊接钻头或整体式硬质合金钻头的硬质合金钻头。 这些牙冠易于更换且准确。 工厂可以在一个钻头体上使用多个牙冠来钻出几种不同规格的孔。

这种模块化钻孔系统降低了直径范围为 12 毫米至 20 毫米的钻头的库存成本。 另外，本实用新型省去了焊接钻头或整体硬质合金钻头重磨时备用钻头的成本。

在审查每个孔的成本时，工厂还应考虑刀具的总寿命。 一般来说，对于一个工厂来说，整体式硬质合金钻头可以重磨7到10次，而焊钻只能重磨3到4次。 另一方面，冠型钻头的钢刀体在加工钢件时至少可以更换20～30个冠。 还有一个生产力问题。

PCB焊接钻头或整体硬质合金钻头必须重磨； 因此，工厂倾向于降低速度以避免切屑粘附。 而可更换头的钻头不需要重新研磨，因此PCB厂在加工过程中可以使用足够的进给量和速度，而不用担心硬质合金材料的切屑粘附。 与焊接钻头或整体硬质合金钻头相比，新型冠型钻头具有更一致的刀具寿命。

在许多情况下，重新研磨的钻头达不到新钻头的性能。 这是因为重磨时，很难使刃口形状和刃口磨削与新钻头完全一致。 刃磨不当会使钻头更容易粘屑，需要更大的扭矩或功率进行加工，或产生更多的热量，从而缩短刀具寿命。