pcb超高转速钻削中钻削温度影响机制与钻削力预测研究

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1、分类号TH16学校代码10590UDC621密级公开深圳大学硕士学位论文PCB超高转速钻削中钻削温度影响机制与钻削力预测研究学位申请人姓名宁甲立专业名称机械工程学院（系、所）机电与控制工程学院指导教师姓名石红雁副教授深圳大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文PCB超高转速钻削中钻削温度影响机制与钻削力预测研究是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。论文作者签名：日期：年

2、月日摘要印制电路板（Printcircuitboard，PCB）是各种电子电器产品中不可缺少的重要组成部分，而微孔加工则是PCB生产中的关键一步。随着电子产品的小型化、轻量化、多功能化和智能化，PCB上的微孔越来越小，孔与孔的间距也越来越小，对钻孔质量与钻头的寿命提出了更高的要求，给PCB机械钻孔带来了巨大的挑战。随着钻头尺寸的进一步缩小，钻削过程中的各种信号的采集也越来越难，而这些信号又与钻孔质量和钻头寿命等密切相关。本文对PCB超高转速钻削过程中微钻头温度的精确测量和钻削温度影响机制以及钻头钻削力的预测进行了研究。在PCB超高转速钻削过程中钻削温度的研究中，由于PCB用微钻头的尺寸非常小

3、，本文采用红外热像仪测量微钻头钻尖的温度。在测量PCB用微钻头钻尖温度之前，先通过实验对PCB用微钻头材料的表面发射率进行了标定。然后，通过红外热像仪对PCB超高转速钻削过程中的钻削温度进行了测量。通过实验研究主轴转速、退刀速度和进给速度等主要钻削参数对PCB用微钻头温度的影响程度，结果表明主轴转速对钻头温度的影响最大，其次为退刀速度，进给速度对温度的影响非常小。对主轴转速来说，主轴转速从110krpm升到150krpm，钻头的平均温度先下降后上升；对退刀速度来说，退刀速度从150mm/s升到350mm/s，钻头温度先增加后减小。在PCB超高转速钻削过程中钻削力的研究中，以斜角切削理论与纤维

4、增强型复合材料切削的力学模型为基础，建立了钻削力的半经验力学模型，采用力学模型与实验相结合的方法对两种不同尺寸的PCB用微钻头在不同进给速度下的钻削力进行了预测。在PCB超高转速钻削过程中钻削力的测量实验中，钻削力信号易受到机床振动及其他噪声的影响，本文通过MATLAB的信号处理工具箱（SPTOOL）对钻削力信号进行信号处理，有效提高信号的信噪比。力学模型的预测值与实验值比较接近，0.3mm微钻头的钻削力预测的相对误差在10%左右，0.11mm微钻头的钻削力预测的相对误差均小于10%，预测精度较高，可通过此方法对PCB超高速钻削中的钻削力进行预测。关键词：印制电路板；微孔钻削；表面发射率；钻

5、削温度；钻削力IAbstractPrintedcircuitboard（PCB）isanimportantpartofallkindsofelectronicproducts,andtheprocessingofmicroholesisakeystepintheproductionofPCB.Withtheminiaturization,lightweight,multiple-functionandintelligentizationofelectronicproducts,thediametersofmicroholesonthePCBaregettingsmallerandsmalle

6、r,theholespaceisalsogettingsmallerandsmaller,andtherequirementsofthequalityofdrillinganddrilllifearegettingstricter.Therefore,PCBmechanicalmicrodrillingisfacingahugechallenge.Withthefurtherreductionofthesizeofthemicrodrillbit,itismoreandmoredifficulttocollectallkindsofsignalsintheprocessofmicrohole

7、drilling,whichiscloselyrelatedtothequalityofthemicroholesandthelifeofthemicrodrillbit.Inthisdissertation,theprecisionmeasurementofthemicrodrillbittemperatureandtheinfluencingmechanismofdrillingtemperaturean