CN103357925A - 加工印刷电路板的微型单刃钻头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于PCB印制基板加工的加工印刷电路板的微型单刃钻头，包括钻头钻身，在钻头钻身上开有三条螺旋上升的排屑槽，长排屑槽从钻尖的位置处螺旋延伸到钻身的末端，短排屑槽设置在钻身前段上，短排屑槽和长排屑槽由于螺旋角度不同呈不平行但最终相交设置，巾背排屑槽设置在长排屑槽和短排屑槽相交后的巾背上，最终短排屑槽和巾背排屑槽两者由分离状态跟长排屑槽交汇，钻尖设置为单一主切屑刃；而排屑槽不同宽度，不同螺旋角度，达到辅助钻头稳定进行切削作业、快速排出废屑的目的，提升钻孔品质，保证空壁粗糙度，具有刚性较好、孔位精度较高、空壁粗糙度能满足需求，且不易断针的优点。

Description

加工印刷电路板的微型单刃钻头

技术领域

本发明属于PCB微型钻头技术领域，涉及一种用于PCB印制基板加工的加工印刷电路板的微型单刃钻头。

背景技术

在公知的技术中，目前PCB微型钻头的成品主要分为两种，一种是常规钻头如图1-图3所示，常规钻头分别由钻身图1和钻尖图2组成，其钻身如图1所示，由圆柱硬质合金材料加工成麻花状（螺旋状）而成，两条对称的螺旋排屑槽组成，钻尖3a如图2所示，由两个对称的主切削刃1b，两个主切削刃之间的横刃及位于主切削刃的后侧的两个呈螺旋形的副切削刃组成，所述的主切削刃与副切削刃及横刃之间分别形成了如图所示的第一主刀面2b和第二副刀面3b，第一主刀面2b和第二副刀面3b之间形成有中心线4b，中心线的长度与钻身直径的长度大致一致，螺旋形的副切削刃向钻身柱面延伸，形成两个对称的螺旋上升的排屑槽1a、2a，如图3所示排屑槽1a、2a的深度在增高钻身柱面上均匀分布，在进行磨削加工时，副切削刃和磨削出的孔壁接触，形成支撑点。

目前随着市场的不断发展，钻头直径有日益减小的趋向，直径变小，加工印制基板在同等条件下很难保证钻头的刚性，刚性不能保证，就会出现加工印制基板钻向偏离，不能满足市场要求，直径主要是小钻￠0.50mm以下的钻头， 目前有同行业公司又进行研发改善以上问题，推出第二种单刃钻头，钻身图4主要是由以前的两条对称的螺旋排屑槽结构，变成一条长螺旋排屑槽2c和一条短排屑槽1c组成，钻尖图5的退刀部由连成多个退刀面构成，两个退刀面相交形成的第一棱线5c位于钻头的最前端，该第一棱线5c相对钻头的轴心O成直角地处于钻头的旋转中心部，该第一棱线5c的一端与两个退刀面相交形成的第二棱线7c相连，而且该第二棱线7c的外端与主切屑刃1c部相连，第一棱线5c的另一端朝向与第二棱线7c连接侧的相反侧，这种结构的钻尖不是由点构成，而是由具有一定长度的第一棱线形成的，因此刃尖的强度增大，可有效抑制当贴附在被切削材料上时容易产生的横刃部缺损或破损，可以维持高加工孔位精度，且可防止由于对被切削材料的贴附不稳定而产生钻头折断，并且使加工印制基板钻向不偏离，这样就可以改善常规钻头的不能解决的问题，并且在常规钻头的同等加工条件的基础上提升加工效率，但是这种单刃钻头的缺钱主要是巾背6c与孔壁的接触面积太大，由于钻孔速度太快，图6所示，一条长螺旋排屑槽8c和一条短排屑槽9c排废屑空间太小，使得排废屑的速度太慢，在一些要求较高、难度较高的印制基板的使用中发现孔壁粗糙度非常大，还是不能满足使用需求。图中3c为边刀宽，4c为次切屑排出槽，O为钻头轴心。

发明内容

为了解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种刚性较好、孔位精度较高、空壁粗糙度能满足需求，且不易断针的加工印刷电路板的微型单刃钻头。

本发明的目的是这样实现的：包括与柄体形成一体的钻头钻身，其特征在于：在钻头钻身上开有三条螺旋上升的排屑槽，其中第一条为长排屑槽，长排屑槽从钻尖的位置处螺旋延伸到钻身的末端，第二条为短排屑槽，短排屑槽设置在钻身前段上，短排屑槽和长排屑槽由于螺旋角度不同呈不平行但最终相交设置，第三条为巾背排屑槽，巾背排屑槽设置在长排屑槽和短排屑槽相交后的巾背上，也在钻身前段上，最终短排屑槽和巾背排屑槽两者由分离状态跟长排屑槽交汇，钻尖设置为单一主切屑刃；而排屑槽不同宽度，不同螺旋角度，达到辅助钻头稳定进行切削作业、快速排出废屑的目的，提升钻孔品质，保证空壁粗糙度。

所述的短排屑槽设置位于钻头钻身前段，是一条与长排屑槽对称180度的短排屑槽，螺旋角的角度和长排屑槽相同，短排屑槽由分离状态跟长排屑槽交汇；短排屑槽的长度占长排屑槽的长度的15%-25%，短排屑槽融入到长排屑槽中保证钻孔孔位精度，并且螺旋角增大部分使槽深逐渐变浅，使得交汇处的长排屑槽与短排屑槽的槽宽较宽，利于排屑，以深度变浅来弥补槽宽带来的刚性损失，可以灵活运用。

所述设置在长排屑槽和第二短排屑槽相交后的巾背上，也在钻身的前段，设置在长排屑槽和第二短排屑槽相交后的巾背上，也在钻身的前段，巾背排屑槽与短排屑槽两者由分离状态跟长排屑槽交汇，并且两条巾边宽度相等，巾背排屑槽的长度占长排屑槽长的35%-55%，保证在短排屑槽的刚性好的基础上增加了排屑空间，比较实用于钻孔对孔粗要求较高的板材，且由于钻孔的时间较短，排屑量本身就比较小，因此巾背排屑槽可以弥补以前刚性好但空壁粗糙度达不到要求的缺陷。

所述钻尖包括一个主切削刃、一个主刀面、一个副刀面、两条巾边、一条边刀，主刀面与副刀面相交形成第一棱线，第一棱线相对钻头的轴心O成直角地处于钻头的旋转中心部，第一棱线的一端与两个退刀面相交形成的第二棱线；以轴心O为原点，两条巾边和一条边刀形成一个三角支点，在钻孔时能准确地进行钻孔定位，并且配合主切削刃进行切削，使得钻出的孔位精度较高，通过长排屑槽、第二短排屑槽、第三巾背排屑槽迅速的将废屑排出，两条巾边对钻孔孔壁切削锋利，可以保证良好的孔壁粗糙度。

按照上述工艺及加工方法制成的PCB微型单刃钻头的成品，可实现由于直径变小，钻头刚性不能保证，在同等条件下出现加工印制基板钻向偏离的现象，并且在以前的基础上寿命可以提升，所有的要求较高、难度较高的印制基板的孔壁粗糙度能达到，并且不需要变更客户端的加工条件及环境，客户端也不需要购买其它新的设备来使用这种单刃钻头，在工艺、设备、人员培训上也不会增加成本从而降低加工的成本，提高生产效率。与现有技术单刃钻头对比，本发明单刃钻头的寿命有了约3倍的提高。随着孔限的增加，与现有技术单刃钻头相比，单刃钻头比孔位的保持性有了大幅度的改善。

附图说明

图1是常规钻头的钻身结构示意平面图。

图2是常规钻头钻尖结构示意平面图。

图3是常规钻头钻身横截面示意图。

图4是公知技术中的单刃钻头钻身结构示意图。

图5是公知技术中的单刃钻头钻尖结构示意图。

图6是公知技术中的单刃钻头钻身横截面示意图。

图7是本发明单刃钻头钻身结构示意图。

图8是本发明单刃钻头第二短排屑槽和第三条巾背排屑槽交汇示意图。

图9是本发明单刃钻头钻尖横截面示意图。

图10是图8中沿A-A截面的剖面图。

图11是图8中沿B-B截面的剖面图。

图12是图8中沿C-C截面的剖面图。

图13是本发明单刃钻头与现有技术单刃钻头对比寿命变化图。

图14是本发明单刃钻头与现有技术单刃钻头孔位CPK随孔位变化趋势图。

图15是本发明单刃钻头与现有技术单刃钻头孔壁粗糙度对比测试数据图。

本发明单刃钻头附图标说明：1：巾背排屑槽；2：长排屑槽；3：钻身前段；4：短排屑槽；a：螺旋角；5：主刀面；6：副刀面；7：第二棱线；8：主切屑刃；9：边刀；10：第一棱线；11：巾边；O:钻头轴心。

具体实施方式

参看图1-图3，该常规钻头分别由钻身图1和钻尖图2组成，其钻身如图1所示，由圆柱硬质合金材料加工成麻花状（螺旋状）而成，两条对称的螺旋排屑槽组成，钻尖3a如图2所示， 由两个对称的主切削刃1b，两个主切削刃之间的横刃及位于主切削刃的后侧的两个呈螺旋形的副切削刃组成。所述的主切削刃与副切削刃及横刃之间分别形成了如图所示的第一主刀面2b和第二副刀面3b，第一主刀面2b和第二副刀面3b之间形成有中心线4b，中心线的长度与钻身直径的长度大致一致，螺旋形的副切削刃向钻身柱面延伸，形成两个对称的螺旋上升的排屑槽1a、2a，如图3所示排屑槽1a、2a的深度在增高钻身柱面上均匀分布，在进行磨削加工时，副切削刃和磨削出的孔壁接触，形成支撑点。

参看图4-图6，现有技术单刃钻头，钻身图4主要是由以前的两条对称的螺旋排屑槽结构，变成一条长螺旋排屑槽2c和一条短排屑槽1c组成，钻尖图5的退刀部由连成多个退刀面构成，两个退刀面相交形成的第一棱线5c位于钻头的最前端，该第一棱线5c相对钻头的轴心O成直角地处于钻头的旋转中心部，该第一棱线5c的一端与两个退刀面相交形成的第二棱线7c相连，而且该第二棱线7c的外端与主切屑刃1c部相连，第一棱线5c的另一端朝向与第二棱线7c连接侧的相反侧，这种结构的钻尖不是由点构成，而是由具有一定长度的第一棱线形成的，因此刃尖的强度增大，可有效抑制当贴附在被切削材料上时容易产生的横刃部缺损或破损，可以维持高加工孔位精度，且可防止由于对被切削材料的贴附不稳定而产生钻头折断，并且使加工印制基板钻向不偏离，这样就可以改善常规钻头的不能解决的问题，并且在常规钻头的同等加工条件的基础上提升加工效率，但是这种单刃钻头的缺钱主要是巾背6c与孔壁的接触面积太大，由于钻孔速度太快，图6所示，一条长螺旋排屑槽8c和一条短排屑槽9c排废屑空间太小，使得排废屑的速度太慢，在一些要求较高、难度较高的印制基板的使用中发现孔壁粗糙度非常大，还是不能满足使用需求。图中3c为边刀宽，4c为次切屑排出槽，O为钻头轴心。

参看图7-图12，一种加工印刷电路板的微型单刃钻头，包括与柄体形成一体的钻头钻身，其特征在于：在钻头钻身上开有三条螺旋上升的排屑槽，其中第一条为长排屑槽2，长排屑槽2从钻尖的位置处螺旋延伸到钻身的末端，第二条为短排屑槽4，短排屑槽4设置在钻身前段3上，短排屑槽4和长排屑槽2由于螺旋角度不同呈不平行但最终相交设置，第三条为巾背排屑槽1，巾背排屑槽1设置在长排屑槽2和短排屑槽4相交后的巾背上，也在钻身前段3上，最终短排屑槽4和巾背排屑槽1两者由分离状态跟长排屑槽2交汇，钻尖设置为单一主切屑刃8。

所述的短排屑槽4设置位于钻头钻身前段，是一条与长排屑槽2对称180度的短排屑槽，螺旋角a的角度和长排屑槽相同，短排屑槽由分离状态跟长排屑槽交汇；短排屑槽4的长度占长排屑槽2的长度的15%-25%，短排屑槽4融入到长排屑槽2中保证钻孔孔位精度，并且螺旋角a增大部分使槽深逐渐变浅，使得交汇处的长排屑槽与短排屑槽4的槽宽较宽，利于排屑，以深度变浅来弥补槽宽带来的刚性损失。

所述巾背排屑槽1与短排屑槽4两者由分离状态跟长排屑槽交汇后的两条巾边宽度相等，巾背排屑槽1的长度占长排屑槽长的35%-55%，保证在短排屑槽4的刚性好的基础上增加了排屑空间。

所述钻尖包括一个主切削刃8、一个主刀面5、一个副刀面6、两条巾边11、一条边刀9，主刀面5与副刀面6相交形成第一棱线10，第一棱线10相对钻头的轴心O成直角地处于钻头的旋转中心部，第一棱线10的一端与两个退刀面相交形成的第二棱线7；以轴心O为原点，两条巾边11和一条边刀9形成一个三角支点，在钻孔时能准确地进行钻孔定位，并且配合主切削刃进行切削，使得钻出的孔位精度较高，通过长排屑槽、第二短排屑槽、第三巾背排屑槽迅速的将废屑排出，两条巾边对钻孔孔壁切削锋利，可以保证良好的孔壁粗糙度。

本次发明单刃钻头的结构见图7-图12中的排屑槽改良结构，钻身设有三条螺旋上升的排屑槽，其中一条长排屑槽从钻尖的位置处螺旋延伸到钻身的末端，第二短排屑槽设置在钻身的前段，短排屑槽和长排屑槽由于螺旋角度不同呈不平行但最终相交的设置，第三巾背排屑槽设置在长排屑槽和第二短排屑槽相交后的巾背上，也在钻身的前段，最终第二排屑短槽和巾背排屑槽两者由分离状态跟长排屑槽交汇，钻尖设置为单一主切屑刃，而排屑槽不同宽度，不同螺旋角度，达到辅助钻头稳定进行切削作业、快速排出废屑的目的，提升钻孔品质，保证空壁粗糙度。

参看图13、14、15，可以看出本次发明的单刃钻头在直径小于0.50mm的微型钻头的孔位精度、寿命、孔壁粗糙度都满足客户要求，并且有大幅度提升。

Claims (4)

1.一种加工印刷电路板的微型单刃钻头，包括与柄体形成一体的钻头钻身，其特征在于：在钻头钻身上开有三条螺旋上升的排屑槽，其中第一条为长排屑槽（2），长排屑槽（2）从钻尖的位置处螺旋延伸到钻身的末端，第二条为短排屑槽（4），短排屑槽（4）设置在钻身前段（3）上，短排屑槽（4）和长排屑槽（2）由于螺旋角度不同呈不平行但最终相交设置，第三条为巾背排屑槽（1），巾背排屑槽（1）设置在长排屑槽（2）和短排屑槽（4）相交后的巾背上，也在钻身前段（3）上，最终短排屑槽（4）和巾背排屑槽（1）两者由分离状态跟长排屑槽（2）交汇，钻尖设置为单一主切屑刃（8）。

2.根据权利要求1所述的加工印刷电路板的微型单刃钻头，其特征在于：所述的短排屑槽（4）设置位于钻头钻身前段，是一条与长排屑槽（2）对称180度的短排屑槽，螺旋角（a）的角度和长排屑槽相同，短排屑槽由分离状态跟长排屑槽交汇；短排屑槽（4）的长度占长排屑槽（2）的长度的15%-25%，短排屑槽（4）融入到长排屑槽（2）中保证钻孔孔位精度，并且螺旋角（a）增大部分使槽深逐渐变浅，使得交汇处的长排屑槽与短排屑槽（4）的槽宽较宽，利于排屑，以深度变浅来弥补槽宽带来的刚性损失。

3.根据权利要求1所述的加工印刷电路板的微型单刃钻头，其特征在于： 所述巾背排屑槽（1）与短排屑槽（4）两者由分离状态跟长排屑槽交汇后的两条巾边宽度相等，巾背排屑槽（1）的长度占长排屑槽长的35%-55%，保证在短排屑槽（4）的刚性好的基础上增加了排屑空间。

4.根据权利要求1所述的加工印刷电路板的微型单刃钻头，其特征在于：所述钻尖包括一个主切削刃（8）、一个主刀面（14）、一个副刀面（12）、两条巾边（11）、一条边刀（9），主刀面（14）与副刀面（12）相交形成第一棱线（10），第一棱线（10）相对钻头的轴心O成直角地处于钻头的旋转中心部，第一棱线（10）的一端与两个退刀面相交形成的第二棱线（13）；以轴心（O）为原点，两条巾边（11）和一条边刀（9）形成一个三角支点，在钻孔时能准确地进行钻孔定位，并且配合主切削刃进行切削，使得钻出的孔位精度较高，通过长排屑槽、第二短排屑槽、第三巾背排屑槽迅速的将废屑排出，两条巾边对钻孔孔壁切削锋利，可以保证良好的孔壁粗糙度。

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