Глава 5. Основные этапы изготовления печатных плат
Получение базовых и технологических отверстий штамповкой
Пробивка базовых и технологических отверстий ПП 1- и 2-го класса осуществляют или на пробивных штампах после получения заготовок резкой, или на штампах совмещенного действия из полосы, на которых одновременно производят вырубку по контуру и пробивку базовых и технологических отверстий.
Пробивка базовых и технологических отверстий применяется в крупносерийном и серийном производстве при толщине материала до 2 мм.
5.2.5.1. Расчет исполнительных размеров пуансона и матрицы для пробивки базовых и технологических отверстий без подогрева
При пробивке отверстий без подогрева материала следует определять исполнительные размеры пуансона по следующей формуле:
Dп =(D0+5/2 + 52)-5п, (5.9)
где D„ — исполнительный размер пуансона, мм;
D0 — номинальный размер пробиваемого отверстия, мм;
8 — допуск на диаметр пробиваемого отверстия, мм;
82 — среднее значение пружинения слоистых пластиков, мм
(табл. 5.14); 5П — допуск на изготовление режущего контура пуансона, мм
(табл. 5.11).
Таблица 5.14. Среднее значение пружинения слоистых пластиков
Толщина материала, мм Среднее значение пружинения 82, мм
До 0,5 включительно 0,02
Свыше 0,5 до 1,0 0.02...0.04
» 1,0 » 1,5 0,04...0,06
» 1,5 » 2,0 0,06...0,08
Получение заготовок ПП
Исполнительные размеры матрицы при пробивке отверстий определяют по исполнительным размерам пуансона с учетом минимального гарантированного двустороннего зазора, величина которого указана в табл. 5.9 и 5.10, по формуле
DH = (Z)0+5/2 + 82+Z2) + 5M. (5.10)
Здесь Zj — минимальный гарантированный двусторонний зазор (см. табл. 5.9 и 5.10); 5М — допуск на изготовление режущего контура матрицы, мм (см. табл. 5.11).
Пример 5.3. Расчет исполнительных размеров пуансона и матрицы для пробивки базовых отверстий без подогрева.Определить исполнительные размеры пуансона и матрицы для пробивки базовых отверстий.
Исходные данные: диаметр базовых отверстий — 4Н12; толщина заготовки ПП — 1,0 мм; материал — стеклотекстолит фольгированный СФ-2-35Г.
Решение.Поскольку толщина материала равна 1,0 мм, то пробивку отверстий осуществляют без подогрева.
Для пробивки отверстий определим исполнительные размеры пуансона по формуле (5.8)
Dn =(D0 + S/2 + 82)-Sn = (4,0+ 0,06+ 0,05)-0,018 = 4,1 Uoi8 мм,
где D0 = 4,0 мм;
6 = 0,12 мм (см. табл. 5.12);
52 = 0,05 мм (см. табл. 5.14);
5П = 0,018 мм — допуск на изготовление режущего контура пуансона
(см. табл. 5.11) выбираем по 8 квалитету, так как отверстия пробиваем
по 12 квалитету.
Для пробивки отверстий определим исполнительные размеры матрицы для пробивки отверстий по исполнительным размерам пуансона с учетом минимального гарантированного двустороннего зазора Z2 (см. табл. 5.9 и 5.10) по формуле (5.9):
DM = (DQ + 5/2 + 52 + Z2) + 5М = (4,0 + 0,06 + 0,05 + 0,045)+0018 = 4,155+одш мм.
Расчет исполнительных размеров пуансона и матрицы для пробивки базовых и технологических отверстий с подогревом
При пробивке отверстий с подогревом материала исполнительные размеры пуансона определяются по следующей формуле:
Dn =(Z)0+5/2 + 83)-5n, (5.11)
где 83 — средняя величина усадки отверстия при пробивке с подогревом материала
83 = flZ + 5r (5.12)
Здесь a — коэффициент, характеризующий термическую усадку, выбирают потабл. 5.15.
Глава 5. Основные этапы изготовления печатных плат
Таблица 5.15. Среднее значение величины а
| Толщина материала, мм | а |
| 1,5 | 0,0030 |
| 2,0 | 0,0035 |
| 2,5 | 0,0040 |
| 3,0 | 0,0050 |
Исполнительные размеры матрицы определяются так же, как и при пробивке без подогрева материала.
При пробивке отверстий с подогревом имеет место изменение межцентровых размеров в штампах в результате усадки материала. Потому номинальные межцентровые размеры в штампах определяют следующим образом
L=l + kl, (5.13;
где L и / — номинальные межцентровые расстояния в штампе и по черте жу ПП, мм; к — коэффициент, характеризующий усадку межцентрового расстоя ния после остывания материала (табл. 5.16).
Таблица 5.16. Среднее значение коэффициента к
| Толщина материала, мм | Коэффициент к |
| 1,5 | 0,0012 |
| 2,0 | 0,0015 |
| 3,0 | 0,0020 |
Предельные отклонения межцентровых расстояний в штампах не должно превышать ±0,01 мм.
Пример 5.4. Расчет исполнительных размеров пуансона и матрицыдля пробивки базовых отверстий с подогревом
Исходные данные — см. пример 5.3. Толщина ПП — 3 мм; материал ПП — стеклотекстолит фольгированный СФ-2-35г.
Решение. Поскольку толщина ПП равна 3 мм пробивка базовых отверстий выполняется с подогревом матриала.
Исполнительные размеры пуансона при пробивке отверстий определяем по формуле (5.10)
Dn = (Z)0 + 8/2 + 83) -8n = (4 + 0,06 + 0,132)_00|8 = 4,192.0,0|8 мм,
где Dn — исполнительный размер пуансона, мм;
Z)0 = 4,0 мм — номинальный размер пробиваемого отверстия, мм;
8 = 0,12 мм — предельное отклонение диаметра пробиваемого отвер-
схИЯ по 12 квалитету, мм (см. табл. 5.12); 8П = 0,018 мм — допуск на изготовление режущего контура пуансона, мм (см. табл. 5.12).
Получение заготовок ПП
Средняя величина усадки отверстия при пробивке с подогревом материала равна
83 = ah + 5у = 0,050 12,56 + 0,07 = 0,132 мм.
Здесь а = 0,050 мм — коэффициент, характеризующий термическую усадку (см. табл. 5.15); L = 2я/? = 2 • 3,14 • 2 = 12,56 мм — длина окружности пробиваемого отверстия, мм; 8у = 0,07 мм — изменение размера, вызванное упругостью материала, мм (см. табл. 5.13).
Размеры матрицы выбираем с учетом минимального двустороннего зазора. В нашем случае для толщины материала 3 мм его величина составляет 0,080 мм.
В результате получаем:
/)м = (Z)0 + 8/2 + 83 + Z,) + 8П = (4 + 0,06 + 0,132 -ь 0,080)+0018 = 4,272+0'018 мм.