2007年9月16日 星期日

高速切削定义以及介绍www.tool-tool.com

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高速切削的定义是什么?

对于高速切削的讨论在一定程度上仍是混乱的。如何定义高速切削(HSM),目前有许多观点和许多方法。
让我们看一下这些定义中的几个:
  • 高切削速度切削
  • 高主轴速度切削
  • 高进给切削
  • 高速和高进给切削
  • 高生产率切削
我们对高速切削的定义描述如下:
  • HSM不是简单意义上的高切削速度。它应当被认为是用特定方法和生产设备进行加工的工艺。
  • 高速切削无需高转速主轴切削。许多高速切削应用是以中等转速主轴并采用大尺寸刀具进行的。
  • 如果在高切削速度和高进给条件下对淬硬钢进行精加工,切削参数可为常规的4到6倍。
  • 在小尺寸零件的粗加工到半精加工、精加工及任何尺寸零件的超精加工中,HSM意味着高生产率切削。
  • 零件形状变得越来越复杂,高速切削也就显得越来越重要。
  • 现在,高速切削主要应用于锥度40的机床上

高速切削的目标是什么?

高速切削的主要目标之一是通过高生产率来降低生产成本。它主要应用于精加工工序,常常是用于加工淬硬模具钢。另一个目标是通过缩短生产时间和交货时间提高整体竞争力。
达到这些目标的主要因素为:

  • 一次(更少此数)装夹的模具加工。
  • 通过切削改善模具的几何精度,同时可减少手工劳动和缩短试模时间。
  • 使用CAM系统和面向车间的编程来帮助制定工艺计划,通过工艺计划提高机床和车间的利用率。

高速切削的实际优点是什么?

刀具和工件可保持低温度,这在许多情况下延长了刀具的寿命。另一方面,在高速切削应用中,切削量是浅的,切削刃的吃刀时间特别短。这就是说,进给比热传播的时间快。
低切削力得到小而一致的刀具弯曲。这与每种刀具和工序所需的恒定的加工余量相结合,是高效和安全加工的先决条件之一。
由于高速切削中典型的切削深度是浅的,刀具和主轴上的径向力低。这减少了主轴轴承、导轨和滚珠丝杠的磨损。高速切削和轴向铣削也是良好的组合,它对主轴轴承的冲击小,使用这种方法可以使用悬伸较长的刀具而振动的风险不大。
小尺寸零件的高生产率切削,如粗加工、半精加工和精加工,在总的材料去除率相对低时有很好的经济性。
高速切削可在一般精加工中获得高生产率,可获得杰出的表面质量。表面质量常低于Ra 0.2µm。
采用高速切削,使对薄壁零件的切削成为可能。使用高速切削,吃刀时间短,冲击和弯曲减小了。
模具的几何精度提高了,组装就容易和更快了。无论是什么人,技能如何,都能获得CAM/CNC生产的表面纹理和几何精度。如果花在切削上的时间稍多一些,费时的人工抛光工作可显著减少。常常可减少达60-100%
一些加工,如淬火、电解加工和电火花加工(EDM),可以大大减少。这就可降低投资成本和简化后勤供应。用切削代替电火花加工(EDM),模具使用寿命和质量也得到提高。
采用高速切削,可通过CAD/CAM很快改变设计,特别是在不需要生产新电极的情况下。或缺点吗?
  • 由于起始过程有高的加速度和减速度以及停止,导轨、滚珠丝杠和主轴轴承产生相对快的磨损。这常常导致较高的维护成本。
  • 需要专门的工艺知识、编程设备和快速传送数据的接口。
  • 可能很难找到和挑选高级技术员工。
  • 常有相当长的调试和出故障时间。
  • 加工中无需紧急停止,导致人为错误和软件或硬件故障会产生许多严重后果。
  • 必须有良好的加工计划——“向饥饿的机床提供食物”。
  • 必须有安全保护措施:使用带安全外罩及防碎片盖的机床。避免刀具的大悬伸。不要使用“重”刀具和接杆。定期检查刀具、接杆和螺栓是否有疲劳裂纹。 仅使用注明最高主轴速度的刀具。不要使用整体高速钢(HSS)刀具!

高速切削对机床有哪些要求?

对ISO/BT 40号机床的典型要求如下:
  • 主轴速度范围<40>
  • 主轴功率>22 kW
  • 可编程进给率 40-60 m/分
  • 快速横向进给<90>
  • 轴向减速度/加速度>1g
  • 块处理速度 1-20 毫秒
  • 数据传递速度 250 Kbit/s (1 毫秒)
  • 增量(线性) 5-20 微米
  • 或 NURBS 插补
  • 主轴具有高热稳定性和刚性,主轴轴承具有高的预张力和冷却能力。
  • 通过主轴的送风/冷却液
  • 具有高的吸收振动能力的刚性机床框架
  • 各种误差补偿——温度、象限、滚珠丝杠是最重要的。
  • CNC中的高级预见功能。

高速切削对切削刀具的典型特性或要求有哪些?

整体硬质合金:
  • 高精度磨削,径向跳动低于3微米。
  • 尽可能小的凸出和悬伸,最大的刚性,尽可能小的刀具弯曲变形和大的芯核直径。
  • 为了使振动的风险、切削力和弯曲尽可能小,切削刃和接触长度应尽可能短。
  • 超尺寸、锥度刀柄,这在小直径时特别重要。
  • 细晶粒基体和为了得到高耐磨性的TiAlN 涂层。
  • 用于风冷或冷却液的内冷却孔。
  • 适合淬硬钢高速切削要求的坚固微槽形。
  • 对称刀具,最好是设计保证平衡。
使用可转位刀片的刀具:
  • 设计保证的平衡。
  • 在刀片座和刀片上的保证跳动量小的高精度,主刀片的最大径向跳动为10微米。
  • 适合淬硬钢高速切削要求的牌号和槽形。
  • 刀具体上有适当的间隙,以避免刀具弯曲(切削力)消失时产生摩擦。
  • 送风或冷却液的冷却孔(立铣刀)。
  • 刀具体上标明允许的最大转速。


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航空整体结构件的高速切削加工www.tool-tool.com

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摘 要:针对航空整体结构件的形状复杂、壁薄、体积大等结构特性和材料去除率高、难加工、易变形的工艺特征,结合高速切削加工的技术和经济优势的特点,分析和 讨论了航空整体结构件高速切削加工过程中涉及到的刀具材料、切削参数、走刀策略和装夹方式等对加工质量和加工效率产生的影响。

1引言


随 着现代飞机、航天器性能要求的不断提高,许多骨架零件尤其是主承力结构件(如飞机的大梁、隔框、壁板;火箭的整流罩、舱体和战略武器战斗部壳体等)普遍采 用由大型整块毛坯直接“掏空”而加工成复杂槽腔、筋条、凸台和减轻孔等整体结构件。整体结构件体积大、壁薄、刚度差、易变形、切削加工余量大,加工周期 长,加工质量和精度很难控制,对此类航空整体结构件实现高精度、高效率和高可靠性的切削加工一直是航空制造业面临的一个重要课题。
随着 高速切削加工机床和刀具的快速发展,高速切削加工以其加工效率高、切削力小、工件的热变形和热膨胀小、加工表面质量好、经济效益高及适宜加工复杂和细长薄 壁件等独特优势首先在航空航天整体结构件的加工中得到了广泛的应用。本文分析和讨论了高速切削加工整体结构件中,影响加工质量和加工效率的因素包括刀具选 择、切削加工参数、走刀策略、装夹方式等的问题。

2 切削刀具的选择

飞机机体的60%~70%为加入Si、 Cu、 Mn等合金元素的7075、7050、2024、6061类热处理预拉伸变形铝合金材料,物理和机械性能如表1所示。其硬度与熔点低,具有极好的易切性, 但切削时容易粘刀、产生积屑瘤,降低了加工表面质量。同时随着铝合金硅含量的增加,加工难度也增大。钛合金具有比强度和热强度高、耐腐蚀性能好和低温性能 好等优点,被广泛应用在飞机上的许多构件上,如发动机构件、骨架、紧固件、起落架、壁板等。钛合金属于难加工材料,其导热性差、化学活性大、弹性模量小, 在高速加工中有切削温度很高、单位面积上切削力大、加工冷硬现象严重、刀具易磨损等缺点。
基于航空铝、钛合金等材料的性能特点,选择与之合理匹配的刀具材料和几何参数是决定切削性能优劣的关键。
    表1 航空铝合金材料的物理与机械性能
    铝合金
    牌号及
    状态
    热膨胀系
    数(20~
    100)℃
    熔点范围
    (℃)
    电导率
    (20℃)
    电阻率
    (20℃)
    拉伸强度
    (25℃MPa)
    屈服强度
    (25℃MPa)
    7050-T745123.5490-630410.0415510455
    7075-T65123.6475-635330.0515572503
    2024-T35123.2500-635300.058470325
    6061-T65123.6580-650430.040310276
  1. 刀具材料的选择
    高 速切削加工的刀具材料除了满足高硬度、耐磨性、强度、韧性、抗氧化性及抗粘结性、工艺性和经济性的要求外,还应具备高的耐热性、抗热冲击性,良好的高温力 学性能和高可靠性。不同的刀具材料,适用加工的工件材料不同。PCD刀具耐磨性、导热性、刀刃锋利性好,硬度高,是高速加工铝合金最广泛采用的刀具材料。 铝合金中含硅量不同,PCD刀片的粒度也不同。加工硅含量<12%的铝合金,选择pcd刀片的粒径为8~9µm;而加工硅含量>12%的高硅 铝合金,PCD粒径为10~25µm时加工效果最好。涂层硬质合金和超细晶粒硬质合金刀具加工铝合金也可达到很好的效果。对于整体结构件中常见铝合金复杂 型面的高速切削加工,多采用整体超细晶粒硬质合金加工。一般不用氧化铝基陶瓷刀具加工铝合金,因为铝与氧化铝基陶瓷的化学亲和力易产生粘结现象。
    选 择加工钛合金刀具的材料时,应从降低切削温度和减少粘结磨损两方面考虑,选用红硬性好、抗弯强度高、导热性能好、与钛合金化学亲和力差的材料。普通涂层刀 具加工钛合金磨损较为严重,天然金刚石刀具的加工效果很好,但受成本制约,无法得到广泛应用。与普通硬质合金刀具相比,TiN涂层硬质合金刀具、PCD刀 具高速切削加工钛及钛合金的效果较好。通常切削钛及其合金选用的刀具材料以不含或少含TiC的硬质合金刀具为主。大量试验证明,YT(P)类硬质合金加工 时磨损严重。目前主要采用YG类硬质合金刀具(YG8、YG3、YG6X等)和PCD切削钛及合金,在乳化液冷却的条件下,切削速度可达 200m/min。对于加工钛合金用的多刃、复杂刀具,可选用高速钢类材料,如生产中常用的高钒高速钢W12Cr4V4Mo,铝高速钢 W6Mo5Cr4V2Al等。
  2. 几何参数的选择
    铝合金的高速切削加工,速度很高,刀具 前刀面温升高,前角比常规切削时的刀具前角约小10°,后角稍大约5°~8°,主副切削刃连接处需修圆或导角,以增大刀尖角和刀具的散热体积,防止刀尖处 的热磨损,减少刀刃破损的概率。在PCD刀具超高速切削铝合金时,切削厚度较小,属于微量切削,后角及后刀面对加工质量的影响较大,刀具最佳前角为12° ~15°,后角为13°~15°,以减小径向切削力。钛合金塑性低、切屑与前刀面的接触长度短,应选用小前角,以增加切屑与前刀面的接触面积,改善散热条 件,加强切削刃,一般取g0=5°~15°。从提高刀具寿命和切削加工的表面质量考虑,钛合金加工应尽可能选用大后角a0=8°~15°。不同的刀具材料,不同的加工质量要求,刀具的最佳几何参数也随之变化。例如,硬质合金刀具粗加工钛合金时前角g0=-6°~6°效果最佳,精加工时g0=0~15°;而高速钢刀具加工时前角g0=5°~15°,后角a0则一般取12°左右。

3 切削参数与切削方式

高 速切削加工整体结构件时,一般采用顺铣方式加工,刀具缓慢切入工件,以降低产生的热量并减小径向力。例如,在铣削钛合金TC4(Ti-6Al-4V)时多 采用不对称顺铣法,使刀齿前面远离刀尖部分首先接触工件,刀齿切离时的切屑很薄,不易粘结在切削刃上。而逆铣则相反,容易粘屑,当刀齿再次切入时切屑被碰 断,造成刀具材料剥落崩刃。其次,尽可能保持稳定的切削负载,因为负载的变化会引起刀具的偏斜,从而降低加工精度和表面质量,并缩短刀具寿命。最后,大去 除量的整体结构件加工(如大型件的槽加工)时,一般采用分层切削,小切深,中进给。在加工内部型腔时,当刀具进到拐角处时,采用摆线切削,可避免切削力突 然增大,否则产生的热量会破坏材料的性能。
目前在航空制造业的高速加工中,钛合金的切削速度可达到90m/min以上,铝合金的切削速 度达1500~6000m/min。在此速度范围加工铝合金时,切削温度高于积屑瘤消失的相应温度,有效地避免了积屑瘤的产生,提高了加工表面质量。同 时,铝合金含硅量越高,切削速度应越低,加工高硅铝合金时切削速度在300~1500m/min时加工效果较好。

图1 某飞机机翼零件
通 常采用的切削方案为:高切削速度、中进给量和小切削深度。但实际加工中,并不是切削速度越高,效果越好,要对工件、刀具以及设备综合考虑制订合理的加工方 案。例如,某航空制造公司生产的某飞机机翼上零件(铝合金7050)薄壁型腔内,有两个凸台孔,如图1所示。采用硬质合金立铣刀,切削速度v= 1300m/min,进给量fz=0.5mm/z、切深ap=3~5mm,往复走刀越过凸台孔方式加工,加工成本过高。经工艺改进后,在A区域采用高速钢 刀具,切削速度v=800m/min左右,大切深ap=10mm,粗加工后到凸台孔位置,更换硬质合金刀具对B区域进行高速铣削加工,不仅可保证加工效 率、表面精度,且降低了成本。

4 走刀策略

航空结构件加工的效率和工件变形很大程度上取决于加工的走刀路径。高速切削要保证刀位路径的方向性,即尽可能简化,少转折点,路径尽量平滑,减少急速转向。

图2 不同的曲面走刀路径
在 保证加工精度的前提下,应减少空走刀时间,尽可能增加切削时间在整个工件中的比例,以提高加工效率。国内目前航空业的高速切削加工主要采用回路切削,通过 不中断切削过程和刀具路径,减少刀具的切入和切出次数,获得稳定、高效、高精度的切削过程。对于整体结构件中常见的薄壁框体零件,采用单一的环切、螺旋切 削时,腹板变形很难控制,而采用分步环切法走刀后,通过零件未加工部分自身的刚性,可达到减小腹板变形的目的。
另外,在航空、航天的大型复杂曲面高速切削加工中,曲面曲率变化大时,应以最大曲率半径方向作为最优走刀方向,如图2a所示;曲面曲率变化小时,曲率半径对走刀方向的影响减弱,宜选择单条刀轨平均长度最长的走刀方向,如图2b所示。

5 装夹方式

航 空整体结构件大多为表面由数个槽腔和孔组成的双面结构设计,机械加工时装夹困难、易产生加工变形、表面加工质量很难控制。在实际装夹时应考虑满足翻面加工 时能提供较好的定位和支撑、较薄的结构能提供辅助支撑、外轮廓加工时能连续进行切削等要求。从压紧调整、结构调整、定位调整几个方面考虑,目前航空制造业 普遍采用的装夹方式有机械、液压可调夹具、真空吸附装夹等几种。
压紧调整可利用液压可调夹具,即压板在零件加工过程中可以松开,并可移 出刀具加工区,保证刀具切削轨迹的连续性,刀具切过压紧位置后,夹具系统再使压板返回原来的压紧位置;结构调整是利用改变或更换夹具的部分组件以适应不同 零件的加工装夹要求,如可换基础垫板、组合夹具等。实现良好的定位调整方式比较复杂,国外的航空业正采用一种新的装夹方式——电控永磁吸盘装夹,水平与高 度都可以移动,加工时工件无需重复装夹与定位,很好的解决了定位调整的问题,但成本较高。
目前国内航空结构件的装夹存在凭经验来确定装 夹力大小、位置及作用顺序,没有考虑高速切削热力耦合对工件变形的影响等问题,很难保证工件的加工精度,并给加工后的工件校形带来很大的困难[24]。同 时由于航空件自身结构的特殊性,在实际装夹中存在许多问题。例如,大厚度(50mm以上)整体结构件在机床上粗加工的装夹,若采用真空吸附方式,由于夹紧 力小难以与夹具定位面紧密贴合;若采用压板压紧,在基准面加工时,零件的后续定位产生偏差,产生整体加工变形;另外双面结构件在加工中,有些加工部位缺少 支撑,容易产生局部加工变形而导致零件结构厚度难于控制;国内常采用的预留工艺凸台方法加工刚度差的薄壁件,造成材料的浪费;若在零件内部压紧,被压紧的 薄壁部位可能对零件产生变形甚至损伤,很难达到理想效果。在高速切削加工航空整体结构件的装夹方面,还需要做大量的研究工作。

6 结语

高 速切削技术被广泛应用在航空制造业,但整体件自身结构的复杂性,高速切削时刀具的选择、切削参数的选用以及走刀策略和装夹方式是高速切削加工成功应用的关 键,本文通过对以上问题的分析和讨论得到:①基于航空整体结构件的常用材料的性能特点,分析了高速切削加工航空整体结构件刀具材料及几何角度的选择,给出 了铝合金、钛合金加工中合理的刀具材料和几何角度。②航空整体结构件高速铣削时一般采用顺铣加工方式,并保持切削负载稳定,切削加工时综合考虑切削速度、 进给量和切削深度对切削效率和加工变形的影响,并不过分追求高的切削速度。③对于加工中的走刀策略进行了分析,讨论了分布环切法以及对不同曲率的复杂曲面 的最大曲率半径方向或单条刀轨平均长度最长走刀,通过合理的走刀策略,控制加工中的变形问题。④针对航空整体结构件装夹困难、易变形的现状,从压紧调整、 结构调整、定位调整的角度对目前的机械、液压、真空吸附等装夹方式的优劣进行了分析,指出了现有装夹方式在装夹中普遍存在的问题。


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数控机床刀具及工件测头的应用www.tool-tool.com

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在数控机床上使用工件及对刀测头进行自动测量,可方便工件的安装调整,简化工装夹具,降低费用,大大缩短机床辅助时间,提高生产效率,同时又可改善数控机床性能,延长机床的精度保持时间,使得数控机床既是加工设备,又具备某些测量功能。
机床测头可安装在数控车床、加工中心、数控磨床等大多数数控机床上。
雷尼绍的机床测头按功能分类,可分为工件检测测头和刀具测头;按信号传输方式分类,则可分为硬线连接式、感应式、光学式和无线电式四种方式。用户可根据机床的具体型号选择合适的配置。
在 数控加工过程中,有1/3的时间被工件的装夹找正及刀具尺寸的测量所占去。在传统的工件装夹过程中,操作者采用百分表及芯棒找出基准的位置,然后手工把有 关数据输入到数控系统里,以设定工件的坐标系。采用工件测头系统,可在机床上快速、准确测量工件的位置,直接把测量结果反馈到数控系统中修正机床的工件坐 标系。若机床具有数控转台,还可由测头自动找正工件基准面,自动完成诸如基面的调整,工件坐标系的设定等工作。在批量插补加工过程中,还可利用测头自动测 量工件的尺寸精度,根据测量结果自动修正刀具的偏置量,补偿刀具的磨损,以保证工件的尺寸精度及精度的一致性,这种机内测量方法,还可避免把工件搬至测量 机上测量所带来的二次装夹误差。提高了机床的加工精度及精度保持性,并可延长刀具使用寿命。
数控车床的刀具测量最常用的办法是试切 法;加工中心、数控镗铣床的刀具测量一般采用两种方法:一是采用机外对刀仪测量,二是在机床上用塞尺等手工测量。以上各种方法都需人工介入,测量效率低, 而且还可能带来人为的误差。采用刀具测头,可在机床内快速、准确地测量出刀具的尺寸,自动反馈回数控系统中变成刀偏量。由于整个过程都由测量软件控制自动 进行,因此避免了人为的误差。此外,在批量自动加工过程中,也可根据刀具相邻两次测量的尺寸差异来判断刀具的破损及折断,由程序控制更换相同的刀具进行下 一件的加工。
在工业发达的国家,机床测头基本上和刀具一样成为数控机床不可缺少的基本备件,在机械制造领域中得到越来越广泛的应用。
用测头进行自动测量的程序操作很简单,以下为一测量过程的简单介绍:
%
T01 M06
G43H1Z100.0
1.G65 P9014 X-10.Y-10.Z-5.F1000
2.G65 P9012 X0 Y0 S1
3.G65 P9014 Z10.0
4.G65 P9014 X286.Y300.
5.G65 P9014 Z-5.
6.G65 P9019 D200.T10 M20 H0.05
7.G65 P9014 Z20.
8.G65 P9014 Y420.0
9.G65 P9018 Z5.S1
G91 G28 Z0.
M30
程 序中用到了四个子程序,O9014为碰撞保护移动子程序;O9012为外拐角测量子程序,测量结束后自动把拐角位置设为工件坐标系G54的X,Y轴的零 点;O9019为内孔测量子程序,根据测量结果将自动修正第10号刀偏量,测得的尺寸误差储存在第20号刀偏中;O9018为Z向测量子程序,根据测量结 果将自动设定工件坐标系G54的Z向零点;
使用机床测头取得良好效益的用户有很多,下面简介几个国外的应用实例。
  1. 德国Senking-Werke公司
    该 公司主要生产大型工业清洗设备,产品尺寸较大,以前是用特制的大卡尺手工进行工件尺寸的检测,需要两个操作者爬到机床工作台上进行,既不准确,也很费时, 现在该公司在机床上安装了一套雷尼绍的MP14测头系统,所有主要尺寸的检测都可由测头在机床上自动进行,每件测量的时间由25min减少到4min,工 件的精度也得到了大幅度提高。
  2. 英国Abbey Tool & Gauge公司
    该 公司主要生产液压马达及伺服阀的部件。该公司的Graham Reid先生介绍说:“我公司最典型的零件是一个液压马达部件,该零件的加工过程是先在Daewoo或Puma公司的车削中心上进行加工,然后再到 Maho的加工中心上进行23个孔的精密加工。以前每个零件的装夹、加工约需几个小时,自从在加工中心上安装了雷尼绍的测头后,该过程仅需10min。”
    “以前每个工件加工完后都要在三测机上进行检测,而现在我们只是每15件抽检一件,3年中我们已经生产了10万多件这种产品,从没发现 废品,三测机也基本闲置下来了。雷尼绍测头给我们充分的信心来保证产品的尺寸精度。我们已决定要在另一台CINCINNATI的机床上加装测头,同时要求 新订购的MIKRON机床上必须配备雷尼绍测头。”
  3. 荷兰的Van den Brink公司
    该 公司在几年前由英国的Audit Machining System公司为其将一台普通车床改造成CNC车床,他们要求机床的加工精度达到±6µm。以往他们采用的办法是,先粗略设定刀具的偏置量,然后试切工 件,测量出工件的尺寸后,再准确修正刀具的偏置量,采用这种方法必须花费大量的辅助时间,而且将带入人为的误差。现在他们在机床上安装了一个雷尼绍的可动 刀具测量臂(HPA),在进行刀具测量前手工把其安装到基座上,其重复精度可达3µm。然后由程序控制对所有刀具进行测量。采用这种方法后,工件的生产周 期由3天缩短为8小时,且其精度也得到相当提高。
  4. 英国Express Engineering公司
    该 公司为许多企业制造高集成度的零件。零件的质量要求很高。这种小批量的生产特点决定了在生产中要花费很多的时间进行工件的装夹找正。生产部主任介绍道: “通过加装MP3测头解决了许多问题,虽然我们以前并没有使用测头的经验,但现在必须承认,如果没有测头,我们会不遗余力地去争取得到它。”
    他们经常要加工一个大的铸件,尺寸的变化可达3mm,MP3测头可快捷地测量出每个安装在工作台上的工件的位置,确定工件的坐标零点。以前工件的设定时间需要1~1.5小时,现在只需15~20min,而且不需要昂贵的夹具,代之以通用的简单夹具就可以了。
随 着制造技术的发展,国内的很多用户都要求其进口的机床上配备雷尼绍的测头,并越来越多地要求在其购买的国产数控床上配装测头。国内主要的数控机床厂家如北 京第一机床厂、大河机床厂、青海第一机床厂、北京机电院等都已在其生产的机床上配装雷尼绍测头卖给用户。相信机床测头一定会得到越来越广泛的普及与应用。


BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 TEL:+886 4 24710048 / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolCarbide end millAerospace cutting toolФрезерыCarbide drillHigh speed steelMilling cutterCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) FreseElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterNAS toolDIN toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

刀具的选择和切削用量的确定 www.tool-tool.com

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刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容,它不仅影响数控机床的加工效率,而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展,使得在数控加 工中直接利用CAD的设计数据成为可能,特别是微机与数控机床的联接,使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成,一般不需要输出专门的工艺 文件。
  现在,许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能,这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题,比如,刀具选择、加工路 径规划、切削用量设定等,编程人员只要设置了有关的参数,就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此,数控加工中的刀具选择和切削用量确定是 在人机交互状态下完成的,这与普通机床加工形成鲜明的对比,同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则,在编程时充分考虑数控加工的特 点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨,给出了若干原则和建议,并对应该注意的问题进行了讨论。
  一、数控加工常用刀具的种类及特点
   数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点,一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上, 因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为:①整体式;②镶嵌式,采用焊接或机夹式连接,机夹式又可分为不转位和可转位两 种;③特殊型式,如复合式刀具,减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为:①高速钢刀具;②硬质合金刀具;③金刚石刀具;④其他材料刀具,如立方氮化 硼刀具,陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为:①车削刀具,分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种;②钻削刀具,包括钻头、铰刀、丝锥等;③镗削刀具;④铣削刀 具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求,近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用,在数量上达到整个数控刀具的30%~40%,金属 切除量占总数的80%~90%。
  数控刀具与普通机床上所用的刀具相比,有许多不同的要求,主要有以下特点:
  ⑴刚性好(尤其是粗加工刀具),精度高,抗振及热变形小;
  ⑵互换性好,便于快速换刀;
  ⑶寿命高,切削性能稳定、可靠;
  ⑷刀具的尺寸便于调整,以减少换刀调整时间;
  ⑸刀具应能可靠地断屑或卷屑,以利于切屑的排除;
  ⑹系列化,标准化,以利于编程和刀具管理。
  二、数控加工刀具的选择
   刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具 选择总的原则是:安装调整方便,刚性好,耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下,尽量选择较短的刀柄,以提高刀具加工的刚性。
  选取刀具 时,要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中,平面零件周边轮廓的加工,常采用立铣刀;铣削平面时,应选硬质合金刀片铣刀;加工凸台、凹槽 时,选高速钢立铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时,可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工,常采用球头铣刀、环形铣刀、锥 形铣刀和盘形铣刀。
  在进行自由曲面加工时,由于球头刀具的端部切削速度为零,因此,为保证加工精度,切削行距一般取得很能密,故球头常用 于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀,因此,只要在保证不过切的前提下,无论是曲面的粗加工还是精加工,都应优先选择平 头刀。另外,刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大,必须引起注意的是,在大多数情况下,选择好的刀具虽然增加了刀具成本,但由此带来的加工质量和加工效 率的提高,则可以使整个加工成本大大降低。
  在加工中心上,各种刀具分别装在刀库上,按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准 刀柄,以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具,迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范 围,以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统,其刀柄有直柄(三种规格)和锥柄(四种规格)两种,共包括16种不同 用途的刀柄。
  在经济型数控加工中,由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行,占用辅助时间较长,因此,必须合理安排刀具的排列顺序。 一般应遵循以下原则:①尽量减少刀具数量;②一把刀具装夹后,应完成其所能进行的所有加工部位;③粗精加工的刀具应分开使用,即使是相同尺寸规格的刀具; ④先铣后钻;⑤先进行曲面精加工,后进行二维轮廓精加工;⑥在可能的情况下,应尽可能利用数控机床的自动换刀功能,以提高生产效率等。
  三、数控加工切削用量的确定
  合理选择切削用量的原则是,粗加工时,一般以提高生产率为主,但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。
  ⑴切削深度t。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下,t就等于加工余量,这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度,一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。

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低温冷风切削技术浅谈www.tool-tool.com


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金属切削加工是通过刀具和工件的相对运动来完成材料的移除。切削时会产生大量的切削热,使刀具、工件甚至机床的温度升高。为了减少刀具磨损、降低加工部位 的温升,通常使用大量的切削液。但是,使用切削液作为冷却润滑剂会造成很多问题。首先是环境问题:在加工过程中产生的大量油雾、飞溅的油沫以及泄漏的切削 液是车间厂房的主要污染源;粘附在切屑上的油污很难清除,往往随废水排人江河,污染环境;在切屑回收过程中,使用燃烧或化学处理方法清除油污,不仅增加了 回收成本,而且再次污染环境。其次是成本问题:据日本有关方面统计,在金属切削加工中,刀具使用费约占加工成本的8%,而与切削液有关的费用(包括采购费 用、管理费用、废液处理费用、切削液循环设施耗电、油雾处理费等)则高达15~30%。为了改善加工环境,IS0 14000系列标准对环境管理及监测进行了严格的规定。为此,各国政府花费大量资金资助“绿色加工”研究,并取得了明显成效,绿色金属切削加工技术的实施 势在必行。干式加工作为一种“绿色加工”技术,将成为未来切削加工的发展趋势。据有关方面估计,随着世界各国对环境保护的日益重视,今后几年,工业发达国 家会设置禁止使用油剂切削机床出口的国际贸易壁垒。因此,如果不充分认识绿色加工的重要性井采取积极措施,我国现有机床出口将可能遭受严重损失。同时,随 着国内用户需求的改变,传统金属切削加工机床的市场也会受到挑战。因此,应该充分认识“绿色加工”的重要意义,积极推广干式切削技术。 1 干式切削工艺干式切削加工工艺的成败,关键在于选择一种可以不用切削液的切削加工方式。目前,开发比较成功的干式切削工艺有两种,即高速干式切削法和空气流切削法。 1. 高速干式切削工艺 高速干式切削就是在无冷却液、润滑油的条件下,采用很高的切削速度进行切削加工。因此,干式高速切削需要在一定的切削条件下进行。首先是选用很高的切削速 度,尽量缩短刀具与工件的接触时间,再用压缩空气或其它方法移去切屑,以控制工作区域因切屑堆积而造成的温升。随着机床制造技术的发展,提高机床的切削速 度并非难事;当切削参数设置正确时,80%的切削热量将被切屑带走,使切削点的温升降低。 高速干式切削法对刀具有严格的要求,适合高速干式切削的刀具必须具有以下特点: a. 刀具材料应具有优异的耐高温性能,可在无切削液的条件下工作。通常采用新型硬质合金、聚晶陶瓷和CBN材料。 b. 良好的刀具结构设计,使切屑与刀具之间的摩擦系数尽可能小以减少热堆积。最有效的方法是采用刀具表面涂层工艺。 c. 比湿式切削刀具具有更高的强度和抗冲击韧性。国外高速干式切削的研究工作开展较早,条件也较为成熟,西欧国家已有近1/3的企业开始采用。但是,由于高速 干式切削对加工条件要求比较苛刻,给机床在线稳定生产造成一定的难度,使用复杂刀具加工时更为突出,因此,该工艺在我国短时期内难以普及。2. 空气流切削工艺 空气流切削法包括MQL(微量润滑)切削、低温冷风切削、氮气流切削及蒸气切削法。MQL切削是在切削中用压缩空气加微量润滑剂代替切削油剂;低温冷风切 削是在MQL切削法的基础上降低压缩空气的温度进行切削,氮气流切削是在切削中用氮气流代替低温冷风;蒸气切削则是在切削时用蒸气代替切削油剂。 1996年,日本横川技术研究所、工学院大学的横川和彦教授、横川宗彦副教授等人对低温冷风切削加工技术的研究获得成功。低温冷风切削加工是在切削时使用 -10℃~-100℃的低温冷风和非常微量的植物油代替冷却润滑剂实施切削的方法。研究表明:在金属切削过程中,如果只给加工点提供非常微量、润滑效果良 好且未被氧化的植物油,加工点会因高温而丧失润滑性,使刀具很快磨损。如果加工时提供低温冷风,加工点的高温化就可得到缓解,达到延缓刀具磨损的目的。如 果在给加工点提供低温冷风的同时,再加上润滑效果良好且未被氧化的微量植物油,不仅加工点的高温化可得到缓解,而且刀具的润滑性也可得到保证。试验证明, 采用低温冷风切削时,车刀的寿命可以延长两倍以上。采用不同切削方法时的切削寿命对比见图2。

近 几年来,国外对低温冷风切削技术的研究已趋成熟,低温冷风切削技术已为机床生产企业所接受并相继推出采用该技术的机床产品。如日本安田工业公司的加工中心 采用在电机轴、刀杆轴的中心插入绝热风管的结构,使-30℃的低温冷风直通刀刃,该结构太大改善了切削条件,更有利于低温冷风切削加工工艺的实施。此外, 日本三井精机推出的加工中心、冈本工作机械推出的平面磨床、森精机推出的车床等都使用了低温冷风切削技术。为了保证切屑的迅速处理,这些机床的结构都作了 较大的调整。同时,与之配套的低温冷风发生系统的生产也实现了商品化,并正在成为日本机床行业新的销售热点。 2 低温冷风切削技术的特点1. 勿需作加工尺寸补偿 在使用油剂切削时.由于油剂温度高,工件受油温的影响会发生膨胀,加工时往往需要进行尺寸补偿。使用低温冷风切削工艺后,由于采用稳定的低温冷风,太大减少了工件的热变形,因此,勿需进行加工尺寸补偿。2. 有利于提高加工精度 研究表明,冷风可以使加工点的温升低于60℃,工件加工界面残留应力趋于零,对提高加工精度具有重要意义。3. 提高刀具寿命 试验表明:在同一台机床上使用相同材料的车刀进行切削,分别用+10℃、-5℃、-10℃、-20℃、-30℃的冷风冷却切削点,试验结果太为不同:以横 刃面磨损至0.1mm为限,在风温为+10℃时切削长度为140m;风温为-5℃时切削长度为330m;风温为-10℃时切削长度为760m,风温为- 20℃时切削长度为1220m,风温为-30℃时切削长度高达1400m。从试验结果可知,采用低温冷风切削可明显提高刀具的使用寿命。4. 提高加工效率 在使用油剂切削时,为了防止油雾扩散和油沫飞溅,加工时需要使用护罩,高速切削机床还设有全密封护罩。护罩的使用阻碍了装卸工件,增加了频繁开启时间。采 用低温冷风切削可解决这个问题,明显提高加工效率。此外,刀具寿命的延长也提高了机床的加工效率。除此之外,由于机床不再使用切削油,因此,可以直接观察 加工状态,有利于操作;可以节约机床切削油循环系统、油雾分离装置等的制造费用,降低机床制造成本;可以节约机床切削油循环系统占用的车间面积,降低零件 加工成本;同时,更有利于难切削材料的加工。 3 低温冷风发生装置的研究要采用低温冷风切削技术,最重要 的是必须配置相应的低温冷风发生装置。目前国外如日本已有多家工厂生产这种装置,已形成商品的低温冷风发生装置的结构形式主要有:氮气流发生装置、使用低 沸点工质作冷媒的间接冷却装置以及通过压缩空气冷冻循环的间接冷却方式等,但其价格都比较昂贵。(日本生产的低温冷风发生装置的价格随冷风排放量的大小不 同,每台分别在150万日元~340日元之间)。 国内对低温冷风发生装置的研究也在顺利进行。目前,实验室样机已经投入试验使用。相信国产低温冷风发生装置的研制成功必将推动我国干式切削技术得到更广泛 的应用和发展。


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PCB电镀工艺介绍www.tool-tool.com

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线路板的电镀工艺,大约可以分类:酸性光亮铜电镀、电镀镍/金、电镀锡,文章介绍的是关于在线路板加工过程是,电镀工艺的技术以及工艺流程,以及具体操作方法.
二. 工艺流程:
浸酸→全板电镀铜→图形转移→酸性除油→二级逆流漂洗→微蚀→二级逆流漂洗→浸酸→镀锡→二级逆流漂洗→逆流漂洗→浸酸→图形电镀铜→二级逆流漂洗→镀镍→二级水洗→浸柠檬酸→镀金→回收→2-3级纯水洗→烘干
三. 流程说明:
(一)浸酸
① 作用与目的:
除去板面氧化物,活化板面,一般浓度在5%,有的保持在10%左右,主要是防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳定;
② 酸浸时间不宜太长,防止板面氧化;在使用一段时间后,酸液出现浑浊或铜含量太高时应及时更换,防止污染电镀铜缸和板件表面;
③ 此处应使用C.P级硫酸;
(二)全板电镀铜:又叫一次铜,板电,Panel-plating
① 作用与目的:保护刚刚沉积的薄薄的化学铜,防止化学铜氧化后被酸浸蚀掉,通过电镀将其加后到一定程度
② 全板电镀铜相关工艺参数:槽液主要成分有硫酸铜和硫酸,采用高酸低铜配方,保证电镀时板面厚度分布的均匀性和对深孔小孔的深镀能力;硫酸含量多在180克 /升,多者达到240克/升;硫酸铜含量一般在75克/升左右,另槽液中添加有微量的氯离子,作为辅助光泽剂和铜光剂共同发挥光泽效果;铜光剂的添加量或 开缸量一般在3-5ml/L,铜光剂的添加一般按照千安小时的方法来补充或者根据实际生产板效果;全板电镀的电流计算一般按2安/平方分米乘以板上可电镀 面积,对全板电来说,以即板长dm×板宽dm×2×2A/ DM2;铜缸温度维持在室温状态,一般温度不超过32度,多控制在22度,因此在夏季因温度太高,铜缸建议加装冷却温控系统;
③ 工艺维护:
每 日根据千安小时来及时补充铜光剂,按100-150ml/KAH补充添加;检查过滤泵是否工作正常,有无漏气现象;每隔2-3小时应用干净的湿抹布将阴极 导电杆擦洗干净;每周要定期分析铜缸硫酸铜(1次/周),硫酸(1次/周),氯离子(2次/周)含量,并通过霍尔槽试验来调整光剂含量,并及时补充相关原 料;每周要清洗阳极导电杆,槽体两端电接头,及时补充钛篮中的阳极铜球,用低电流0。2?0。5ASD电解6?8小时;每月应检查阳极的钛篮袋有无破损, 破损者应及时更换;并检查阳极钛篮底部是否堆积有阳极泥,如有应及时清理干净;并用碳芯连续过滤6?8小时,同时低电流电解除杂;每半年左右具体根据槽液 污染状况决定是否需要大处理(活性炭粉);每两周要更换过滤泵的滤芯;
④ 大处理程序:A.取出阳极,将阳极倒出,清洗阳极表面阳极膜,然后放在包装铜阳极的桶内,用微蚀剂粗化铜角表面至均匀粉红色即可,水洗冲干后,装入钛篮 内,方入酸槽内备用B.将阳极钛篮和阳极袋放入10%碱液浸泡6?8小时,水洗冲干,再用5%稀硫酸浸泡,水洗冲干后备用;C.将槽液转移到备用槽内,加 入1-3ml/L的30%的双氧水,开始加温,待温度加到65度左右打开空气搅拌,保温空气搅拌2-4小时;D.关掉空气搅拌,按3?5克/升将活性碳粉 缓慢溶解到槽液中,待溶解彻底后,打开空气搅拌,如此保温2?4小时;E.关掉空气搅拌,加温,让活性碳粉慢慢沉淀至槽底;F.待温度降至40度左右,用 10um的PP滤芯加助滤粉过滤槽液至清洗干净的工作槽内,打开空气搅拌,放入阳极,挂入电解板,按0。2-0。5ASD电流密度低电流电解6?8小时, G.经化验分析,调整槽中的硫酸,硫酸铜,氯离子含量至正常操作范围内;根据霍尔槽试验结果补充光剂;H.待电解板板面颜色均匀后,即可停止电解,然后按 1-1。5ASD的电流密度进行电解生膜处理1-2小时,待阳极上生成一层均匀致密附着力良好的黑色磷膜即可;I.试镀OK.即可;
⑤ 阳极铜球内含有0。3?0。6%的磷,主要目的是降低阳极溶解效率,减少铜粉的产生;
⑥ 补充药品时,如添加量较大如硫酸铜,硫酸时;添加后应低电流电解一下;补加硫酸时应注意安全,补加量较大时(10升以上)应分几次缓慢补加;否则会造成槽液温度过高,光剂分解加快,污染槽液;
⑦ 氯离子的补加应特别注意,因为氯离子含量特别低(30-90ppm),补加时一定要用量筒或量杯称量准确后方可添加;1ml盐酸含氯离子约385ppm,
⑧ 药品添加计算公式:
硫酸铜(单位:公斤)=(75-X)×槽体积(升)/1000
硫酸(单位:升)=(10%-X)g/L×槽体积(升)
或(单位:升)=(180-X)g/L×槽体积(升)/1840
盐酸(单位:ml)=(60-X)ppm×槽体积(升)/385
(三)酸性除油
① 目的与作用:除去线路铜面上的氧化物,油墨残膜余胶,保证一次铜与图形电镀铜或镍之间的结合力
② 记住此处使用酸性除油剂,为何不是用碱性除油剂且碱性除油剂除油效果较酸性除油剂更好?主要因为图形油墨不耐碱,会损坏图形线路,故图形电镀前只能使用酸性除油剂。
③ 生产时只需控制除油剂浓度和时间即可,除油剂浓度在10%左右,时间保证在6分钟,时间稍长不会有不良影响;槽液使用更换也是按照15平米/升工作液,补充添加按照100平米0。5?0。8L;
(四)微蚀:
① 目的与作用:清洁粗化线路铜面,确保图形电镀铜与一次铜之间的结合力
② 微蚀剂多采用过硫酸钠,粗化速率稳定均匀,水洗性较好,过硫酸钠浓度一般控制在60克/升左右,时间控制在20秒左右,药品添加按100平米3-4公斤;铜含量控制在20克/升以下;其他维护换缸均同沉铜微蚀。
(五)浸酸
①作用与目的:
除去板面氧化物,活化板面,一般浓度在5%,有的保持在10%左右,主要是防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳定;
②酸浸时间不宜太长,防止板面氧化;在使用一段时间后,酸液出现浑浊或铜含量太高时应及时更换,防止污染电镀铜缸和板件表面;
③此处应使用C.P级硫酸;
(六)图形电镀铜:又叫二次铜,线路镀铜
① 目的与作用:为满足各线路额定的电流负载,各线路和孔铜铜后需要达到一定的厚度,线路镀铜的目的及时将孔铜和线路铜加厚到一定的厚度;
② 其它项目均同全板电镀
(七)电镀锡
① 目的与作用:图形电镀纯锡目的主要使用纯锡单纯作为金属抗蚀层,保护线路蚀刻;
② 槽液主要由硫酸亚锡,硫酸和添加剂组成;硫酸亚锡含量控制在35克/升左右,硫酸控制在10%左右;镀锡添加剂的添加一般按照千安小时的方法来补充或者根 据实际生产板效果;电镀锡的电流计算一般按1。5安/平方分米乘以板上可电镀面积;锡缸温度维持在室温状态,一般温度不超过30度,多控制在22度,因此 在夏季因温度太高,锡缸建议加装冷却温控系统;
③工艺维护:每日根据千安小时来及时补充镀锡添加剂剂;检查过滤泵是否工作正常,有无漏气现象;每 个2-3小时应用干净的湿抹布将阴极导电杆擦洗干净;每周要定期分析锡缸硫酸亚锡(1次/周),硫酸(1次/周),并通过霍尔槽试验来调整镀锡添加剂含 量,并及时补充相关原料;每周要清洗阳极导电杆,槽体两端电接头;每周用低电流0。2?0。5ASD电解6?8小时;每月应检查阳极袋有无破损,破损者应 及时更换;并检查阳极袋底部是否堆积有阳极泥,如有应及时清理干净;每月用碳芯连续过滤6?8小时,同时低电流电解除杂;每半年左右具体根据槽液污染状况 决定是否需要大处理(活性炭粉);每两周要更换过滤泵的滤芯;
④ 大处理程序:A.取出阳极,取下阳极袋,用铜刷清洗阳极表面,水洗冲干后,装入阳极袋内,放入酸槽内备用B.将阳极袋放入10%碱液浸泡6?8小时,水洗 冲干,再用5%稀硫酸浸泡,水洗冲干后备用;C.将槽液转移到备用槽内,按3?5克/升将活性碳粉缓慢溶解到槽液中,待溶解彻底后,吸附4-6小时候,用 10um的PP滤芯加助滤粉过滤槽液至清洗干净的工作槽内,放入阳极,挂入电解板,按0。2-0。5ASD电流密度低电流电解6?8小时,D.经化验分 析,调整槽中的硫酸,硫酸亚锡含量至正常操作范围内;根据霍尔槽试验结果补充镀锡添加剂;E.待电解板板面颜色均匀后,即停止电解;F.试镀OK.即可;
⑤补充药品时,如添加量较大如硫酸亚锡,硫酸时;添加后应低电流电解一下;补加硫酸时应注意安全,补加量较大时(10升以上)应分几次缓慢补加;否则会造成槽液温度过高,亚锡氧化,加快槽液老化 ;
⑥药品添加计算公式:
硫酸亚锡(单位:公斤)=(40-X)×槽体积(升)/1000
硫酸(单位:升)=(10%-X)g/L×槽体积(升)
或(单位:升)=(180-X)g/L×槽体积(升)/1840

(八)镀镍
① 目的与作用:镀镍层主要作为铜层和金层之间的阻隔层,防止金铜互相扩散,影响板子的可焊性和使用寿命;同时又镍层打底也大大增加了金层的机械强度;
② 全板电镀铜相关工艺参数:镀镍添加剂的添加一般按照千安小时的方法来补充或者根据实际生产板效果,添加量大约200ml/KAH;图形电镀镍的电流计算一 般按2安/平方分米乘以板上可电镀面积 ;镍缸温度维持在40-55度,一般温度在50度左右,因此镍缸要加装加温,温控系统;
③工艺维护:
每 日根据千安小时来及时补充镀镍添加剂 ;检查过滤泵是否工作正常,有无漏气现象;每个2-3小时应用干净的湿抹布将阴极导电杆擦洗干净;每周要定期分析铜缸硫酸镍(氨基磺酸镍)(1次/周), 氯化镍(1次/周),硼酸(1次/周)含量,并通过霍尔槽试验来调整镀镍添加剂含量,并及时补充相关原料;每周要清洗阳极导电杆,槽体两端电接头,及时补 充钛篮中的阳极镍角,用低电流0。2?0。5ASD电解6?8小时;每月应检查阳极的钛篮袋有无破损,破损者应及时更换;并检查阳极钛篮底部是否堆积有阳 极泥,如有应及时清理干净;并用碳芯连续过滤6?8小时,同时低电流电解除杂;每半年左右具体根据槽液污染状况决定是否需要大处理(活性炭粉);每两周药 更换过滤泵的滤芯;
④大处理程序:A.取出阳极,将阳极倒出,清洗阳极,然后放在包装镍角的桶内,用微蚀剂粗化镍角表面至均匀粉红色即可,水洗冲 干后,装入钛篮内,方入酸槽内备用B.将阳极钛篮和阳极袋放入10%碱液浸泡6?8小时,水洗冲干,再用5%稀硫酸浸泡,水洗冲干后备用;C.将槽液转移 到备用槽内,加入1-3ml/L的30%的双氧水,开始加温,待温度加到65度左右打开空气搅拌,保温空气搅拌2-4小时;D.关掉空气搅拌,按3?5克 /升将活性碳粉缓慢溶解到槽液中,待溶解彻底后,打开空气搅拌,如此保温2?4小时;E.关掉空气搅拌,加温,让活性碳粉慢慢沉淀至槽底;F.待温度降至 40度左右,用10um的PP滤芯加助滤粉过滤槽液至清洗干净的工作槽内,打开空气搅拌,放入阳极,挂入电解板,按0。2-0。5ASD电流密度低电流电 解6?8小时,G.经化验分析,调整槽中的硫酸镍或氨基磺酸镍,氯化镍,硼酸含量至正常操作范围内;根据霍尔槽试验结果补充镀镍添加剂;H.待电解板板面 颜色均匀后,即可停止电解,然后按1-1。5ASD的电流密度进行电解处理10-20分钟活化一下阳极;I.试镀OK.即可;
⑤补充药品时,如添加量较大如硫酸镍或氨基磺酸镍,氯化镍时,添加后应低电流电解一下;补加硼酸时应将补充量的硼酸装入一干净阳极袋挂入镍缸内即可,不可直接加入槽内;
⑥镀镍后建议加一回收水洗,用纯水开缸,可以用来补充镍缸因加温而挥发的液位,回收水洗后接二级逆流漂洗;
⑦药品添加计算公式:
硫酸镍(单位:公斤)=(280-X)×槽体积(升)/1000
氯化镍(单位:公斤)=(45-X)×槽体积(升)/1000
硼酸(单位:公斤)=(45-X)×槽体积(升)/1000
(九)电镀金:
分为电镀硬金(金合金)和水金(纯金)工艺,镀硬金与软金槽液组成基本一致,只不过硬金槽内多了一些微量金属镍或钴或铁等元素;
① 目的与作用:金作为一种贵金属,具有良好的可焊性,耐氧化性,抗蚀性,接触电阻小,合金耐磨性好等等优良特点;
② 目前线路板电镀金主要为柠檬酸金槽浴,以其维护简单,操作简单方便而得到广泛应用;
③ 水金金含量控制在1克/升左右,PH值4。5左右,温度35度,比重在14波美度左右,电流密度1ASD左右;
④ 主要添加药品有调节PH值的酸式调整盐和碱式调整盐,调节比重的导电盐和镀金补充添加剂以及金盐等;[page_break]⑤ 为保护好金缸,金缸前应加一柠檬酸浸槽,可有效减少对金缸的污染和保持金缸稳定;
⑥ 金板电镀后应用一纯水洗作为回收水洗,同时也可用来补充金缸蒸发变化的液位,回收水洗后接二级逆流纯水洗,金板水洗后即放入10克/升的碱液以防金板氧化;
⑦ 金缸应采用镀铂钛网做阳极,一般不锈钢316容易溶解,导致镍铁铬等金属污染金缸,造成镀金发白,露镀,发黑等缺陷;
⑧ 金缸有机污染应用碳芯连续过滤,并补充适量镀金添加剂。


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