CN107639273B - 钻头结构 - Google Patents

Abstract

一种钻头结构，包含：一柄部段以及一刃部段设置于柄部段的一端，刃部段的最前端设置一钻尖部，钻尖部二侧向后斜向形成有二切削刀面，每一切削刀面包含一主刀面及次刀面，至少一切削刀面的主刀面的切削边及另一切削刀面的次刀面的部分刀背边共同延设一辅刀面延伸至一排屑沟的壁面，且辅刀面与水平面之间具有一夹角。此钻头结构藉由四刀面的结构以及辅刀面的倾斜设计可以分散下钻阻力及减少刀面的磨耗，而可增加主轴的寿命。

Description

钻头结构

技术领域

本发明是有关一种钻头结构(drill structure)，且特别是有关于一种适用于印刷电路板(printed circuit board,PCB)的钻头结构。

背景技术

为了因应市场对于印刷电路板的高品质、高需求量和快速供应的高度竞争环境，业界对于印刷电路板钻孔加工制程所使用到的微型钻头(micro drill)的精度、强度与进给速率，甚至是孔壁品质，等加工条件的要求也越来越高。而且，实务上，业界通常会对叠置而成的多片印刷电路板一并进行相同的钻孔加工制程，以提升加工效率和降低制造成本，因此所使用到的钻头长度较长，也必须具有足够的强度和排屑能力。

是以，研制一种钻孔性能佳且排屑性能好的钻头结构，以适应于高速、高效和自动化钻孔的需要，是很必要的。

发明内容

为了解决上述问题，本发明目的之一是提出一种钻头结构，藉由四刀面的结构及辅刀面的倾斜设计可以减少钻尖部厚度，且有助于分散下钻阻力及减少刀面的磨耗，而可增加钻刃部的主轴的寿命。

为了达到上述目的，本发明一实施例钻头结构，包含：一柄部段；以及一刃部段设置于柄部段的一端，刃部段的最前端设置一钻尖部，钻尖部两侧朝柄部段方向斜向形成一第一切削刀面及一第二切削刀面，第一切削刀面的一第一外周边及第二切削刀面的一第二外周边分别沿着刃部段的外周面往柄部段方向延伸旋绕且形成一第一切屑排出沟及一第二切屑排出沟，第一切削刀面包含一第一主刀面及一第一次刀面，第一主刀面及第一次刀面以一第一棱边接连，第一主刀面具有一第一切削边，第一次刀面具有一第一刀背边，第二切削刀面包含一第二主刀面及一第二次刀面，第二主刀面及第二次刀面以一第二棱边接连，第二次刀面具有一第二刀背边，其中，第一主刀面的第一切削边及第二次刀面的邻近钻尖部的部分第二刀背边共同延设一第一辅刀面延伸至第一切屑排出沟的壁面。

于一实施例中，该第一辅刀面往远离该钻尖部的外侧方向倾斜且呈沟状轮廓，或该第一辅刀面往偏向一刀尖静点的方向倾斜且呈沟状轮廓。

于一实施例中，该第二主刀面具有一第二切削边，该第二切削边及该第一次刀面的邻近该钻尖部的部分该第一刀背边共同延设一第二辅刀面延伸至该第二切屑排出沟的壁面。

于一实施例中，该第二辅刀面往远离该钻尖部的外侧方向倾斜且呈沟状轮廓，或该第二辅刀面往偏向一刀尖静点的方向倾斜且呈沟状轮廓。

于一实施例中，该第一刀背边及该第二刀背边呈单弧形或双弧形，且该第一切削边及该第二切削边呈直线形，又该第一外周边的两端分别与该第一切削边的远离该钻尖部的一端及该第一刀背边的远离该钻尖部的一端连接，该第二外周边的两端分别与该第二切削边的远离该钻尖部的一端及该第二刀背边的远离该钻尖部的一端连接。

于一实施例中，该第一切削边及该第二切削边呈直线形，该第一刀背边呈单弧形或双弧形，该第一外周边的两端分别与该第一切削边的远离该钻尖部的一端及该第一刀背边的远离该钻尖部的一端连接，该第二刀背边包含一直线边及一弧形边，且以该弧形边与该第一切削边接连，该第二外周边的两端分别与该第二切削边的远离该钻尖部的一端及该第二刀背边的远离该钻尖部的一端连接，该第二外周边短于该第一外周边。

于一实施例中，该第一切削边呈直线形，该第一刀背边呈单弧形或双弧形，该第一外周边的两端分别与该第一切削边的远离该钻尖部的一端及该第一刀背边的远离该钻尖部的一端连接，该第二主刀面呈三边形，其具有该第二棱边与该第二次刀面接连、一第四棱边与该第一次刀面相连、及一第一外缘边的两端分别与该第二棱边的远离该钻尖部的一端及该第四棱边的远离该钻尖部的一端连接，该第二次刀面包含该第二刀背边、该第二外周边、一第二外缘边及与该第二主刀面接连的该第二棱边，且该第二外周边短于该第一外周边。

于一实施例中，第二主刀面亦具有一第二切削边，第二切削边及第一次刀面的邻近钻尖部的部分第一刀背边共同延设一第二辅刀面延伸至第二切屑排出沟的壁面。

其中，第一辅刀面及第二辅刀面可往远离钻尖部的外侧方向倾斜且呈沟状轮廓，或第一辅刀面及第二辅刀面可往偏向刀尖静点的方向倾斜且呈沟状轮廓。

于一实施例中，第一刀背边及第二刀背边呈单弧形或双弧形，且第一切削边及第二切削边呈直线形。

于一实施例中，第一切削边及第二切削边呈直线形，第一刀背边呈单弧形或双弧形，第二刀背边包含一直线边及一弧形边，且以弧形边与第一切削边接连。

于一实施例中，第一切削边呈直线形，第一刀背边呈单弧形或双弧形，第二主刀面略呈三边形，其具有第二棱边与第二次刀面接连、一第四棱边与第一次刀面相连、及一第一外缘边的两端分别与第二棱边的远离钻尖部的一端及第四棱边的远离钻尖部的一端连接，第二次刀面包含第二刀背边、第二外周边、第二外缘边及与第二主刀面接连的第二棱边。

于一实施例中，第一主刀面及第二次刀面于钻尖部交会为一第三棱边，第二主刀面及第一次刀面于钻尖部交会为一第四棱边，刃部段的一刀尖静点是第一棱边、第二棱边、第三棱边及第四棱边的交点。

于一实施例中，第一主刀面及第二主刀面以刀尖静点为中心对称设置，第一次刀面及第二次刀面以刀尖静点为中心对称设置。

于一实施例中，第一切削刀面的第一外周边沿刃部段的外周面旋绕以形成一螺旋侧刃，且第一次刀面的邻近第一刀背边的部分第一外周边沿着螺旋侧刃形成一边隙沟。

本发明的钻头结构，钻孔性能佳且排屑性能好，能适应于高速、高效和自动化钻孔的需要，藉由四刀面的结构及辅刀面的倾斜设计可以减少钻尖部厚度，且有助于分散下钻阻力及减少刀面的磨耗，而可增加钻刃部的主轴的寿命。

附图说明

图1所示为本发明一实施例钻头结构的结构示意图。

图2所示为本发明一第一实施例钻头结构的端面俯视图。

图3所示为本发明第一实施例钻头结构的部分侧视图。

图4所示为本发明一第二实施例钻头结构的端面俯视图。

图5所示为本发明第二实施例钻头结构的部分侧视图。

图6所示为本发明一第三实施例钻头结构的端面俯视图。

图7所示为本发明一第四实施例钻头结构的端面俯视图。

图8所示为本发明一第五实施例钻头结构的端面俯视图。

图9所示为本发明一第六实施例钻头结构的端面俯视图。

主要元件标号说明：

10 钻头结构

12 柄部段

14 刃部段

16 钻尖部

18 第一切削刀面

20、20’、20” 第二切削刀面

22 第一外周边

24、24’ 第二外周边

26 螺旋侧刃

28 第一切屑排出沟

30 第二切屑排出沟

32 第一主刀面

321 第一切削边

322 第一棱边

34 第一次刀面

341 第一刀背边

36、36” 第二主刀面

361 第二切削边

362、362” 第二棱边

363” 第一外缘边

38、38’、38” 第二次刀面

381、381’、381” 第二刀背边

383” 第二外缘边

382’ 直线边

383’ 弧形边

40 第一辅刀面

42 第二辅刀面

44 第三棱边

46、46” 第四棱边

48 刀尖静点

50 沟状轮廓

52 边隙沟

θ1 钻尖角度

θ2 倾斜角

θ3 夹角

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式:

图1所示为本发明一实施例钻头结构的结构示意图，图2所示为本发明一第一实施例钻头结构的端面俯视图，如图1及图2所示，一钻头结构10包含一柄部段12及一刃部段14，刃部段14设置于柄部段的12一端，刃部段14的最前端设置一钻尖部16，钻尖部16两侧朝柄部段12方向斜向形成有一第一切削刀面18及一第二切削刀面20，于一实施例中，第一切削刀面18及第二切削刀面20建构一钻尖角度θ1，钻尖角度θ1介于100度至170度之间。第一切削刀面18的一第一外周边22及第二切削刀面20的一第二外周边24分别沿着刃部段14的外周面往柄部段12方向延伸旋绕以形成二螺旋侧刃26及二切屑排出沟，二切屑排出沟分别为一第一切屑排出沟28及一第二切屑排出沟30。

第一切削刀面18包含一第一主刀面32及一第一次刀面34，第一主刀面32具有一第一切削边321，且第一主刀面32以一第一棱边322与第一次刀面34接连，第一次刀面34具有一第一刀背边341，而第一切削刀面18的第一外周边22的两端即分别与第一切削边321的远离钻尖部16的一端及第一刀背边341的远离钻尖部16的一端连接；又第二切削刀面20包含一第二主刀面36及一第二次刀面38，第二主刀面36具有一第二切削边361，且第二主刀面36以一第二棱边362与第二次刀面38接连，第二次刀面38具有一第二刀背边381，而第二切削刀面20的第二外周边24的两端即分别与第二切削边361的远离钻尖部16的一端及第二刀背边381的远离钻尖部16的一端连接；其中第一切削边321及邻近钻尖部16的部分第二刀背边381共同延设一第一辅刀面40延伸至第一切屑排出沟28的壁面，对应地，第二切削边361及邻近钻尖部16的部分第一刀背边341共同延设一第二辅刀面42延伸至第二切屑排出沟30的壁面。

接续上述说明，于第一实施例中，第一切削边321及第二切削边361呈直线形，第一刀背边341及第二刀背边381呈单弧形或双弧形，又第一主刀面32及第二次刀面38于钻尖部16交会为一第三棱边44，第二主刀面36及第一次刀面34于钻尖部16交会为一第四棱边46，而刃部段14的一刀尖静点48即由第一棱边322、第二棱边362第三棱边44及第四棱边46交集而成，又在第一实施例中，第一主刀面及32第二主刀面36以刀尖静点48为中心对称设置，第一次刀面34及第二次刀面38以刀尖静点为48中心对称设置。

又请参阅图3所示为本发明第一实施例钻头结构的部分侧视图，如图所3所示，第一切削刀面及18一第二切削刀面20由钻尖部16(示于图1)往两侧倾斜，其倾斜角θ2介于5度至30度之间；又第一辅刀面40及第二辅刀面42分别往远离钻尖部16的外侧方向倾斜且呈沟状轮廓50，图3所示仅揭示第一辅刀面40，第二辅刀面42为以刀尖静点48为中心对称设置于另一侧，第一辅刀面40及第二辅刀面42与一水平面之间具有夹角θ3，夹角θ3介于90度至180度之间，定义此第一辅刀面40及第二辅刀面42具有一负倾斜角。

图4所示为本发明一第二实施例钻头结构的端面俯视图，其与第一实施例相同地，第一主刀面32及第二主刀面36以刀尖静点48为中心对称设置，第一次刀面34及第二次刀面38以刀尖静点48为中心对称设置，且第一切削边321及第二切削边361呈直线形，第一刀背边341及第二刀背边381呈单弧形或双弧形；而与第一实施例不同地，在第二实施例中，如图4及图5所示，第一辅刀面40及第二辅刀面42分别往偏向刀尖静点48的内侧方向倾斜且呈沟状轮廓50，图5所示仅揭示第一辅刀面40，第二辅刀面42为以刀尖静点48为中心对称设置于另一侧，第一辅刀面40及第二辅刀面42与一水平面之间具有夹角θ3，夹角θ3介于0度至90度之间，定义此第一辅刀面40及第二辅刀面42具有一正倾斜角。

图6所示为本发明一第三实施例钻头结构的端面俯视图，如图6所示，第一切削刀面18及第二切削刀面20’具有相异的形状，第一切削刀面18包含一第一主刀面32及一第一次刀面34，第二切削刀面20’包含一第二主刀面36及一第二次刀面38’，其中，第一主刀面32的第一切削边321及第二主刀面36的第二切削边361呈直线型，而第一次刀面34的第一刀背边341呈单弧形或双弧形，第一外周边22的两端分别与第一切削边321的远离钻尖部16的一端及第一刀背边341的远离钻尖部16的一端连接，第二次刀面38’的第二刀背边381’包含一直线边382’及一弧形边383’，且以弧形边383’与第一切削边321连接，第二外周边24’的两端分别与第二切削边361的远离钻尖部16的一端及第二刀背边381’的远离钻尖部16的一端连接，于此实施例中，由于第一刀背边341不同于第二刀背边381’，使得第二外周边24’短于第一外周边22，且第二切削刀面20’的面积略小于第一切削刀面18的面积。又第一切削边321及第二刀背边381’的弧形边383’共同延设一第一辅刀面40延伸至第一切屑排出沟28的壁面，对应地，第二切削边361及邻近钻尖部16的部分第一刀背边341共同延设一第二辅刀面42延伸至第二切屑排出沟30的壁面。于第三实施例中，第一辅刀面40及第二辅刀面42分别往远离钻尖部16的外侧方向倾斜且呈沟状轮廓50(示于图3)，亦即第一辅刀面40及第二辅刀面42具有如图3所示的负倾斜角。

图7所示为本发明一第四实施例钻头结构的端面俯视图，其与第三实施例相同地，略呈单弧形或双弧形的第一刀背边341及略呈直线型的第二刀背边381’，使得第二外周边24’短于第一外周边22，且第二切削刀面20’的面积略小于第一切削刀面18的面积；而与第三实施例不同地，在第四实施例中，第一辅刀面40及第二辅刀面42分别往偏向刀尖静点48的内侧方向倾斜且呈沟状轮廓50(示于图5)，亦即第一辅刀面40及第二辅刀面42具有如图5所示的正倾斜角。

在上述第一、第二、第三及第四实施例中，第一主刀面32及第二主刀面36对称于刀尖静点48，且分别具有一直线的第一/第二切削边，而第一/第二辅刀面由第一/第二切削边及其相邻的部分第二/第一刀背边共同延设而形成，于上述实施例中，辅刀面为两个，惟不限于此，辅刀面亦可仅由其中一切削边及其相邻的刀背边延设而成。

图8所示为本发明一第五实施例钻头结构的端面俯视图，如图8所示，钻尖部16两侧朝柄部段方向斜向形成有一第一切削刀面18及一第二切削刀面20”，第一切削刀面18包含一第一主刀面32及一第一次刀面34，其中第一切削边321呈直线形，第一刀背边341呈单弧形或双弧形，第一外周边22的两端分别与第一切削边321的远离钻尖部16的一端及第一刀背边341的远离钻尖部16的一端连接。

请继续参阅图8所示，第二切削刀面20”包含一第二主刀面36”及一第二次刀面38”，第二主刀面36”不具有切削边的设计而略呈三边形，第二主刀面36”具有第二棱边362”、第四棱边及第一外缘边，第二棱边用362”以与第二次刀面38”接连，第四棱边46”与第一次刀面34相连，第二棱边362”的远离刀尖静点48的一端及第四棱边46”的远离刀尖静点48的一端以一第一外缘边363”连接；第二次刀面38”与第二主刀面36”接连于第二棱边362”，第二次刀面38”还具有第二刀背边381”、第二外缘边383”及第二外周边24，第二刀背边381”呈单弧形或双弧形，第二外缘边383”、第二主刀面36”的第一外缘边363”及第二棱边362”相交，第二外周边24”的两端即分别与第二外缘边383”及第二刀背边381”的一端连接，第二外周边24”短于第一外周边22。

接续上述说明，于此第五实施例中，如图8所示，第二主刀面36”不具有切削边的设计，且第二主刀面36”的面积远小于第一主刀面32的面积，又第一辅刀面40由第一切削边321及邻近钻尖部16的部分第二刀背边381”延伸至第一切屑排出沟28的壁面，且第一辅刀面40往远离钻尖部16的外侧方向倾斜且呈沟状轮廓50(示于图3)，亦即第一辅刀面具有如图3所示的负倾斜角。

图9所示为本发明一第六实施例钻头结构的端面俯视图，其与第五实施例相同地，第二切削刀面20”的第二主刀面36”不具有切削边而略呈三边形，且第一辅刀面40由第一切削边321及邻近钻尖部16的部分第二刀背边381”延伸至第一切屑排出沟的28壁面，而与第五实施例不同地，在第六实施例中，第一辅刀面40往偏向刀尖静点48的内侧方向倾斜且呈沟状轮廓(示于图5)，亦即第一辅刀面40具有如图5所示的正倾斜角。

在上述第一至第六实施例中，刃部段前端皆具有四面型设计的刀面结构，且具有至少一辅刀面由切削边及局部刀背边延伸至切屑排出沟；又无论辅刀面为具有正倾斜角或负倾斜角，辅刀面的宽度W占刃部段的外径的20％至80％，较佳者为占外径的60％。又请参阅图1至图5所示，第一次刀面34及第二次刀面38的部分外缘边分别沿着螺旋侧刃25形成一边隙沟52，边隙沟52分别邻近第一刀背边341及第二刀背边381，边隙沟52短于第一切屑排出沟28及第二切屑排出沟30。

进一步地，刃部段14由钻尖部16往柄部段12方向依序可分为一前段、一中段及一后段，如图1所示，第一切屑排出沟28及第二切屑排出沟30于前段呈对称分离，于中段逐渐靠近，且于后段部分重合；又于一实施例中，第一切屑排出沟28的长度亦可相异于第二切屑排出沟30的长度，使得两沟重叠到一位置时，其中一沟不继续延伸，而仅保留一沟延伸到刃部段14末端。

其中，柄部段12的材质为不锈钢材质，刃部段14的材质为碳化钨材质，于一实施例中，柄部段12及刃部段14利用焊接或黏着剂接合在一起；又于另一实施例中，可于柄部段12的一端面设置一内孔(图中未示)，且刃部段14的一端具有一插设端(图中未示)，内孔的内径小于或等于插设端的外径，将插设端挤入镶嵌于内孔内，藉以结合柄部段12及刃部段14。抑或钻头结构10的柄部段12及刃部段14亦可为以碳化钨棒材一体成形。

在本发明中，藉由辅刀面的倾斜设计可以减少钻尖部厚度，使得利用此钻头结构进行钻孔时下钻阻力较小；又刀面结构的四刀面的设计有助于分散下钻阻力及减少刀面的磨耗，而可增加主轴的寿命。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种钻头结构，其特征在于，所述钻头结构包含：

一柄部段；以及

一刃部段，设置于该柄部段的一端，该刃部段的前端设置一钻尖部，该钻尖部两侧朝该柄部段方向斜向形成一第一切削刀面及一第二切削刀面，该第一切削刀面的一第一外周边及该第二切削刀面的一第二外周边分别沿着该刃部段的外周面往该柄部段方向延伸旋绕且形成一第一切屑排出沟及一第二切屑排出沟，该第一切削刀面包含一第一主刀面及一第一次刀面，该第一主刀面及该第一次刀面以一第一棱边接连，该第一主刀面具有一第一切削边，该第一次刀面具有一第一刀背边，该第二切削刀面包含一第二主刀面及一第二次刀面，该第二主刀面及该第二次刀面以一第二棱边接连，该第二次刀面具有一第二刀背边，其中，该第一主刀面的该第一切削边及该第二次刀面的邻近该钻尖部的部分该第二刀背边共同延设一第一辅刀面延伸至该第一切屑排出沟的壁面。

2.如权利要求1所述的钻头结构，其特征在于，该第一辅刀面往远离该钻尖部的外侧方向倾斜且呈沟状轮廓，或该第一辅刀面往偏向一刀尖静点的方向倾斜且呈沟状轮廓。

3.如权利要求1所述的钻头结构，其特征在于，该第二主刀面具有一第二切削边，该第二切削边及该第一次刀面的邻近该钻尖部的部分该第一刀背边共同延设一第二辅刀面延伸至该第二切屑排出沟的壁面。

4.如权利要求3所述的钻头结构，其特征在于，该第二辅刀面往远离该钻尖部的外侧方向倾斜且呈沟状轮廓，或该第二辅刀面往偏向一刀尖静点的方向倾斜且呈沟状轮廓。

5.如权利要求3所述的钻头结构，其特征在于，该第一刀背边及该第二刀背边呈单弧形或双弧形，且该第一切削边及该第二切削边呈直线形，又该第一外周边的两端分别与该第一切削边的远离该钻尖部的一端及该第一刀背边的远离该钻尖部的一端连接，该第二外周边的两端分别与该第二切削边的远离该钻尖部的一端及该第二刀背边的远离该钻尖部的一端连接。

6.如权利要求3所述的钻头结构，其特征在于，该第一切削边及该第二切削边呈直线形，该第一刀背边呈单弧形或双弧形，该第一外周边的两端分别与该第一切削边的远离该钻尖部的一端及该第一刀背边的远离该钻尖部的一端连接，该第二刀背边包含一直线边及一弧形边，且以该弧形边与该第一切削边接连，该第二外周边的两端分别与该第二切削边的远离该钻尖部的一端及该第二刀背边的远离该钻尖部的一端连接，该第二外周边短于该第一外周边。

7.如权利要求1所述的钻头结构，其特征在于，该第一主刀面及该第二次刀面于该钻尖部交会为一第三棱边，该第二主刀面及该第一次刀面于该钻尖部交会为一第四棱边，该刃部段的一刀尖静点是该第一棱边、该第二棱边、该第三棱边及该第四棱边的交点。

8.如权利要求7所述的钻头结构，其特征在于，该第一主刀面及该第二主刀面以该刀尖静点为中心对称设置，该第一次刀面及该第二次刀面以该刀尖静点为中心对称设置。

9.如权利要求1所述的钻头结构，其特征在于，该第一切削边呈直线形，该第一刀背边呈单弧形或双弧形，该第一外周边的两端分别与该第一切削边的远离该钻尖部的一端及该第一刀背边的远离该钻尖部的一端连接，该第二主刀面呈三边形，其具有该第二棱边与该第二次刀面接连、一第四棱边与该第一次刀面相连、及一第一外缘边的两端分别与该第二棱边的远离该钻尖部的一端及该第四棱边的远离该钻尖部的一端连接，该第二次刀面包含该第二刀背边、该第二外周边、一第二外缘边及与该第二主刀面接连的该第二棱边，且该第二外周边短于该第一外周边。

10.如权利要求1所述的钻头结构，其特征在于，该第一切削刀面的该第一外周边沿该刃部段的该外周面旋绕以形成一螺旋侧刃，且该第一次刀面的邻近该第一刀背边的部分该第一外周边沿着该螺旋侧刃形成一边隙沟。