加工具有大高宽比通孔的工业部件的方法技术

一种采用冲头和模具的用于加工具有大高宽比通孔的工业部件的方法，包括：由所述冲头在第一片板材上加工第一孔的第一步骤；第一片板材与模板紧密接触的第二步骤，此时，冲头不从第一孔拉出；所述冲头升起第三步骤，以便于所述冲头的端部从升起的所述第一片板材底部断面略微拉回；由所述冲头在第二片板材上加工第二孔的第四步骤；升起与所述第一片板材紧密接触的第二片板材第五步骤，此时，所述冲头不从第二孔拉出；所述冲头升起的第六步骤，以便于冲头的端部从升起的所述第二片板材的底部轻微拉回；随后继续重复上述第四至第六步骤，使多片板材叠成多层。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种加工具有高密度大高宽比通孔的工业部件的方法，当采用通过冲切加工后处理而变形的软质材料时，尤其涉及一种工业部件的加工方法，该方法使很多大高宽比通孔形成具有预定的厚度和与薄板材料上所钻孔相同高精度的工业部件。
技术介绍
通常需要在所有的工业产品上降低成本、重量和尺寸，并且，尤其在安装有很多电子电路的工业产品上，对于在包装技术方面导致惊人进步的附加价值来说，小尺寸已经是必须的。需要在电路板上加工高精度小通孔，在电路板安装有电子元件，以便于更高密度地集成电子电路，此时需考虑冷却效果，以保证高可靠性。在工业部件上精密加工小通孔技术是必不可少的，例如对于喷墨打印机的喷墨区小于电路板通孔的通孔，需要以非常高精密被钻出。近来，已经有了更密集集成电子电路，有必要在材料基板的预定区域内加工大量的小通孔。因此，有必要使通孔具有更小及更深的尺寸，另一方面，应使通孔的直径更小以及通孔的轴向长度(深度)更长。也就是说，有必要使其高宽比值更大。因此，需要制成具有高精密度的通孔。通常，当通孔是圆柱形时，将高宽比值解释为通孔的轴向长度与直径的比值，当通孔不是圆柱形时，将高宽比值解释为通孔表面上的相互相对边缘之间的最小距离。这里，通孔的相互相对边缘之间的最小距离是图5(a)和图5(b)中的最小距离S。也就是说，大高宽比通孔指与孔的直径或最短距离比较具有较长轴向长度的长窄孔。由冲模成形的穿孔可以列举为一种用于在这样的薄片板材上加工大量小通孔的常用方法。上述的穿孔是一种用于制造工业部件的常用方法，该方法同时用冲头和模具完成具有预定厚度薄板材的冲切。在上述方法中，由于厚的板材从加工的初始作为冲切件处理，在冲头和模具之间需要具有较大的间隙，因此，其精度较差。另外，在冲切期间，需要大量通孔，尤其是对于模具，当制成高密度的通孔时，作用在模具上的剪切力大于薄板材的剪切力。因此，模具的强度不能够抵抗上述的剪切力，由于刚度不足而引起变形，另外，也可以发生损坏。图3(a)和3(b)示出了由冲模冲切通孔的穿孔状态。如图3(a)所示，在冲切期间，当冲头10作用于置于冲模12上的板材13的坯料上时，在冲头10和冲模12之间的空间作为预留间隙16后，裂纹15通常是由冲头10和冲模12的边缘14引起。裂纹15通常出现在间隙16的附近，并且通孔的精度在间隙16的范围内变化。因此，按照由冲模加工通孔的方法，在冲切之后，板材的通孔的横断面在冲切方向上通常是锥形的，如图3(b)所示。对于较厚的板材要求冲模的间隙16较大，例如按照由THE NIKKANKOGYO SHIMBUN公司出版的“基础机器(I)”，对于薄板材是其厚度的4-12％，对于厚板材是其厚度的28-26％。也就是说，如上所述，对于厚板材孔精度降低了。由于在出口侧的直径尺寸在冲切方向的不稳定，因此，上述方法不适于用于大高宽比的高密度钻孔。在一种具有上述冲模的用于穿孔的改进的方法中，有了一种用于获得具有预定厚度的工业部件的方法，通过该方法，在薄板材经冲切后，该薄板材被输送并叠合成多层。在上述方法中，由于此时薄板材的厚度很薄，使得每个板材的孔的精度很高并减小了由冲头和冲模引起的剪切力，孔可以加工得非常密集。然而，却具有低生产效率和高成本的问题，由于输送板材需要夹具并且叠合成多层需要空间，还增加了加工步骤。另外，由于需要一些导向销用于精密地叠合，导致了除必要工业部件的通孔加工以外的消耗。另外，当采用能够在冲切后变形的软质材料并当工业部件叠置多层至预定厚度时，在输送和叠合成多层后，在孔之间产生间隙并降低了通孔的精度。因此，上述方法不适于大高宽比的高密度、小通孔的加工。在另外一种常用的方法中，有一种采用激光束而没有采用冲模的穿孔的方法。它是采用激光束间隙加工，也就是说，在该加工方法中，在上述光束由镜头聚焦后，工件被暴露在激光束下。按照上述采用激光束的加工方法，在大高宽比通孔的情况下，由于激光束聚焦方法而引起通孔在激光束的传播方向是锥形的，因而，一个重要的问题是降低了精度。图4(a)和4(b)示出了一种由激光加工器加工通孔的穿孔状态。如图4(a)所示，在激光加工装置中，一束平行激光束17穿过聚光透镜18并在焦点20处聚焦。距焦点较长的距离导致激光束19的宽度变得较宽，使所加工断面的通孔的直径变得较大。因此，在板材的厚度较厚的情况下，此时，在激光束传播的方向上的出口侧加工孔，通孔在沿激光束传播的方向的入口侧被加工成具有较大的直径。其结果是，制成了一个锥形通孔，如图4(b)所示。另外，由于采用热能进行激光束加工，所加工的板材由于受热而变形，并形成一个改变层。因此，也使通孔的直径不均匀。甚至在上述问题中，由于具有较大厚度的板材需要较大能量的激光束，即产生较大的热能，因此，板材的较大厚度导致通孔的精度降低。因此，上述的激光束加工方法很难说适于作为加工大高宽比的高密度的通孔的加工方法。如上所述，在工业领域，高密度安装技术尤其是电子元件的安装技术有了很多改进，并且，在要求以高密度加工的精密通孔的工业部件中，即使采用具有钻孔后处理可能引起尺寸或形状变形的软材料时，需要无损坏、更可靠并具有高精度的制造大高宽比通孔的方法。然而，迄今还没有提出合适的方法。专利技术概述考虑到上述问题，提出本专利技术，其目的是克服现有技术的问题，有助于工业部件尤其是电子部件的增加密度集装，通过提供一定形状的具有预定厚度和多个大高宽比的小通孔的工业部件，其中，即使采用能够变形的软质材料时，可以加工精密的具有较小直径的通孔，如100□m或更小，并具有一定的轴向长度，该长度与直径的比值较大，超过预定的比值；上述加工方法具有与在一片薄板材加工通孔的精度相近，并加工成接近于直线状的圆柱形。本专利技术的专利技术人研究过各种用冲模的板材穿孔方法和加工步骤，并发现以下的方法能够达到上述目的；在冲模方法中，采用了一个冲头和一个模具，上述材料被升起与模板紧密接触，在此，当该片板材的孔用冲头加工后，冲头不从孔拉出；冲头从模具升起返回，以便于从孔的底部断面轻微拉回；与此相似，后续的材料被升起与前一材料的下断面紧密接触，此时，彼此叠成层状，在此，当孔用冲头加工后，冲头不从孔拉出；冲头从模具升起返回，以便于从孔的底部断面轻微拉回；重复上述步骤，具有加工孔的多片板材在具有冲头和模具的装置上叠成多层。也就是说，本专利技术提供了一种具有大高宽比通孔的工业部件的加工方法，该方法采用冲头和模具，包括第一步骤在第一片板材上由冲头加工第一孔；第二步骤升起与模板紧密接触的上述第一片板材，此时冲头不从第一孔拉出；第三步骤冲头升起以便于冲头的端部从升起的第一片板材底部断面拉出；第四步骤在第二片板材上由冲头加工第二孔；第五步骤升起与第一片板材紧密接触的第二片板材，在此，冲头不从第二孔拉出；第六步骤冲头升起，以便于从第二片板材的孔的底部断面轻微拉回；其中，继续重复上述第四至第六步骤，使多片板材叠合成多层并粘接在一起。在第一和第四步骤中，最好在由冲头加工孔后，在模具和模板之间插入间隔件。该间隔件最好比位于模具和模板之间的板材的总厚度约厚5-15μm，换句话说，已经叠合在冲头上的板材和放置在模具上的待加工的板材的总厚度。在继续重复上述第四至第六步骤使板材叠成所需要的层数后，也就是说，加工的多片板材离开冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用冲头和模具的用于加工具有大高宽比通孔的工业部件的方法，包括： 第一步骤：由所述冲头在第一片板材上加工第一孔； 第二步骤：升起与模板紧密接触的所述第一片板材，此时，冲头不从第一孔拉出； 第三步骤：所述冲头升起，以便于所述冲头的端部从升起的所述第一片板材底部断面略微拉回； 第四步骤：由所述冲头在第二片板材上加工第二孔； 第五步骤：升起与所述第一片板材紧密接触的所述第二片板材，此时，所述冲头不从第二孔拉出；和 第六步骤：所述冲头升起，以便于冲头的端部从升起的所述第二片板材的底部轻微拉回；其中，随后继续重复上述第四至第六步骤，使多片板材叠成多层。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：武内幸久，辻裕之，北村和正，山口良则，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]