CN217832003U

CN217832003U - 一种便于断刀检测的钻孔工具

Info

Publication number: CN217832003U
Application number: CN202221359097.1U
Authority: CN
Inventors: 张贺勇; 王骏; 张辉; 陈成
Original assignee: Shenzhen Jinzhou Precision Technology Corp
Current assignee: Shenzhen Jinzhou Precision Technology Corp
Priority date: 2022-06-01
Filing date: 2022-06-01
Publication date: 2022-11-18
Anticipated expiration: 2032-06-01

Abstract

本实用新型提供了一种便于断刀检测的钻孔工具，所述便于断刀检测的钻孔工具包括刃部，所述刃部包括刀身，所述刀身的一端设置有钻尖，所述钻尖上设置有至少一个切削刃，所述切削刃的前刀面以及刀身的外表面设置有至少一层硬质绝缘层。本实用新型通过在刀身以及切削刃的前刀面设置硬质绝缘层，在切削刃的后刀面无硬质绝缘层，该暴露部分与被加工板材保证导电连通，使钻孔工具的钻尖能够导电，刀身不能够导电，能够确保钻孔工具的钻尖与被加工板材之间的导电性。

Description

一种便于断刀检测的钻孔工具

技术领域

本实用新型属于电路板加工技术领域，涉及一种便于断刀检测的钻孔工具。

背景技术

在PCB(印制电路板)控深钻孔过程中，通过以检测电流导通方式检测PCB钻孔工具工作部分与PCB表面的铜箔层的接触，由此检测出钻孔工具工作部分与PCB表面的接触位置作为PCB钻孔工具的钻孔基准位置，并基于该钻孔基准位置来控制钻孔深度。

背钻是一种特殊的控制钻孔深度的钻孔技术，在背钻过程中，由于通常使用具有良好的导电性能的硬质合金钻头，当钻头与板材中每层铜接触的时候，都会有反馈信号发送到钻机伺服器；下钻过程中会出现钻头与多层铜层同时接触的情况，这时就会有多个反馈信号同时发送到钻机伺服器，造成反馈信号的干扰，钻机无法很好地完成背钻加工。

CN111381288A公开了一种PCB钻孔机断刀检测电路，该电路包括有用于产生高频振荡信号的振荡发生模块；用于实时跟踪钻刀工作情况并输出断刀检测信号的断刀检测模块；断刀检测模块中包括有检测光耦，检测光耦中发光二极管的阳极连接振荡发生模块，检测光耦中发光二极管的阴极引出检测端；检测光耦中光敏三极管的发射极接地，检测光耦中光敏三极管的集电极输出断刀检测信号。该PCB钻孔机断刀检测电路的电路结构简洁清晰，稳定可靠，将其对应地接合到PCB钻孔机结构上，能有效追踪钻刀工作情况，及时、有效地发现断刀，降低了断刀误报率，提升断刀检测效果。

因此，如何提供一种钻孔工具，能够避免钻孔过程中多层铜层均连通发生信号干扰，成为目前迫切需要解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种便于断刀检测的钻孔工具，通过在刀身以及切削刃的前刀面设置硬质绝缘层，在切削刃的后刀面无硬质绝缘层，该暴露部分与被加工板材保证导电连通，使钻孔工具的钻尖能够导电，刀身不能够导电，能够确保钻孔工具的钻尖与被加工板材之间的导电性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种便于断刀检测的钻孔工具，所述便于断刀检测的钻孔工具包括刃部，所述刃部包括刀身，所述刀身的一端设置有钻尖，所述钻尖上设置有至少一个切削刃，所述切削刃的前刀面以及刀身的外表面设置有至少一层硬质绝缘层。

本实用新型在切削刃的前刀面以及刀身的外表面设置有至少一层硬质绝缘层，使钻尖上部分刀身主体导电暴露，即钻尖的后刀面设置有裸露钻头基体的部分，由此，能够确保钻孔工具钻尖与被切削材料之间的导电性，而刀身不与被切削材料内部金属导通，避免了现有背钻加工的下钻过程中，出现钻头与多层铜层同时接触产生多个反馈信号造成的干扰问题。进一步地，在对PCB等在表面具有导电层的被切削件进行钻孔加工时，可以实现工具的尖部与被切削件的表面良好地接触导电，从而利用电流导通判断是否断刀，也能够以工具的尖部与PCB等被切削件的导电层接触的位置，为钻孔基准位置以及钻孔深度控制。此外，由于本实用新型涂覆有绝缘性硬质涂层，能够确保钻孔工具具有较好的耐磨性能，与无涂层钻孔工具相比，显著提高加工寿命和加工品质。

需要说明的是，本实用新型对硬质绝缘层的制备形式不做具体要求和特殊限定，例如可以是化学气相沉积或者物理气相沉积的方法获得。

需要说明的是，本实用新型中前刀面和后刀面与钻孔过程中钻孔方向有关，即钻孔过程中与被加工板材相迎切割的一侧为前刀面，背对旋转切割的一面为后刀面，为本领域技术人员公知内容。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述硬质绝缘层的厚度为0.05～30μm，例如为0.05μm、1μm、3μm、6μm、9μm、12μm、15μm、18μm、21μm、24μm、27μm或30μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本实用新型通过控制硬质绝缘层的厚度为0.05～30μm，如果硬质绝缘层的厚度不足0.05μm，则无法保证钻身良好的电绝缘性能，同时不能够使侧刃获得足够的耐磨损性；如果硬质绝缘层厚度超过30μm，则会由于涂层应力变大而变得容易产生涂层剥落。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述硬质绝缘层包括金刚石层、c-BN层、Al₂O₃层、AlN层或SiC层。

本实用新型通过选取硬质绝缘层为金刚石层、c-BN层(立方氮化硼层)、Al₂O₃层、AlN层或SiC层，以上材质具有一定的耐磨损性能，在钻孔过程中，减少对钻孔工具的磨损，显著提高加工寿命和加工品质。

需要说明的是，本实用新型中硬质绝缘层的材质为具有良好绝缘性的材料，可以是元素周期表中ⅢA族至ⅥA族的非金属元素和过渡金属元素构成的绝缘性硬质涂层，进一步地，可以优选具有润滑性能的材质，从而提高钻头的加工寿命。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述便于断刀检测的钻孔工具还包括柄部，所述刀身远离钻尖的一端与柄部连接。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述刀身的硬质绝缘层延伸覆盖至柄部的表面。

本实用新型通过控制硬质绝缘层延伸覆盖至柄部的表面，是由于柄部和刃部的连接处为排屑槽的末端，即在钻头轴向方向，硬质绝缘层的长度需要超过排屑槽的长度。如果硬质绝缘层长度太短，钻头在使用过程中与板材接触时不能确保钻身外侧的电绝缘性能。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述刀身的外周设置有至少一个切削排出槽，所述切削刃设置于所述切削排出槽与钻尖的后刀面的连接处。

所述切削排出槽在刀身上沿钻尖的尖部至刀身的根部呈螺旋状开设。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述刀身的材质包括导电性硬质合金。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述导电性硬质合金包括WC-Co硬质合金，所述WC-Co硬质合金中Co含量为3～15％，例如为3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％或15％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述便于断刀检测的钻孔工具还包括导电装置，所述导电装置分别与刀身和被加工板材连接。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述导电装置上设置有输出器，所述输出器用于输出所述刀身与被加工板材之间的电连通状态。

示例性地，提供一种上述便于断刀检测的钻孔工具在PCB基板上钻孔的方法，所述方法具体包括以下步骤：

将所述的钻孔工具与导电装置连通PCB基板，刃部转动(可通过驱动件进行驱动，例如可以是转动电机)对PCB基板进行钻孔，根据导电信号连通情况，即导电连通的PCB基板的导电层位置，判断钻孔位置、以及断刀情况和钻孔深度。

本实用新型所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本实用新型不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型在切削刃的前刀面以及刀身的外表面设置有至少一层硬质绝缘层，使钻尖上部分刀身主体导电暴露，即钻尖的后刀面设置有裸露钻头基体的部分，由此，能够确保钻孔工具钻尖与被切削材料之间的导电性，而刀身不与被切削材料内部金属导通，避免了现有背钻加工的下钻过程中，出现钻头与多层铜层同时接触，产生多个反馈信号造成的干扰问题。进一步地，在对PCB等在表面具有导电层的被切削件进行钻孔加工时，可以实现工具的尖部与被切削件的表面良好地接触导电，从而利用电流导通判断是否断刀，也能够以工具的尖部与PCB等被切削件的导电层接触的位置，为钻孔基准位置以及钻孔深度控制。此外，由于本实用新型涂覆有绝缘性硬质涂层，能够确保钻孔工具具有较好的耐磨性能，与无涂层钻孔工具相比，显著提高加工寿命和加工品质。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施方式中提供的便于断刀检测的钻孔工具的外观示意图，其中L₁代表的是刀身的长度，L₂代表的是硬质绝缘层的长度；

图2为本实用新型一个具体实施方式中提供的便于断刀检测的钻孔工具的A处局部放大截面图；

图3为本实用新型一个具体实施方式中提供的便于断刀检测的钻孔工具的B方向视图。

其中，1-柄部；2-刀身；3-钻尖的后刀面；4-切削排出槽；5-硬质绝缘层；6-切削刃。

具体实施方式

需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种便于断刀检测的钻孔工具，如图1、图2和图3所示，所述便于断刀检测的钻孔工具包括刃部，所述刃部包括刀身2，所述刀身2的一端设置有钻尖，所述钻尖上设置有至少一个切削刃6，所述切削刃6的前刀面以及刀身2设置有至少一层硬质绝缘层5。

可选地，硬质绝缘层5的制备形式可以是化学气相沉积或者物理气相沉积。

具体地，所述硬质绝缘层5的厚度为0.05～30μm。本实用新型通过控制硬质绝缘层5的厚度为0.05～30μm，如果硬质绝缘层5的厚度不足0.05μm，则无法保证钻身良好的电绝缘性能，同时不能够使侧刃获得足够的耐磨损性；如果硬质绝缘层5厚度超过30μm，则会由于涂层应力变大而变得容易产生涂层剥落。

具体地，所述硬质绝缘层5包括金刚石层、c-BN层、Al₂O₃层、AlN层或SiC层。本实用新型通过选取硬质绝缘层5为金刚石层、c-BN层(立方氮化硼层)、Al₂O₃层、AlN层或SiC层，以上材质具有一定的耐磨性能，在钻孔过程中，减少对钻孔工具的磨损，显著提高加工寿命和加工品质。

具体地，所述便于断刀检测的钻孔工具还包括柄部1，所述刀身2远离钻尖的一端与柄部1连接。进一步地，所述刀身2的硬质绝缘层5延伸覆盖至柄部1的表面。本实用新型通过控制硬质绝缘层5延伸覆盖至柄部1的表面，是由于柄部1和刃部的连接处为排屑槽的末端，即在钻头轴向方向，硬质绝缘层5的长度需要超过排屑槽的长度。如果硬质绝缘层5长度太短，钻头在使用过程中与板材接触时不能确保钻身外侧的电绝缘性能。

具体地，所述刀身2的外周设置有至少一个切削排出槽4，所述切削刃6设置于所述切削排出槽4与钻尖的后刀面3的连接处。所述切削排出槽4在刀身2上沿钻尖的尖部至刀身2的根部呈螺旋状开设。

具体地，所述刀身2的材质包括导电性硬质合金。进一步地，导电性硬质合金包括WC-Co硬质合金。

具体地，所述便于断刀检测的钻孔工具还包括导电装置，所述导电装置分别与刀身2和被加工板材连接。进一步地，所述导电装置上设置有输出器，所述输出器用于输出所述刀身2与被加工板材之间的电连通状态。

示例性地，提供一种上述便于断刀检测的钻孔工具在PCB基板上打孔的方法，所述方法具体包括以下步骤：

将所述的钻孔工具与导电装置连通PCB基板，刃部转动(可通过驱动件进行驱动，例如可以是转动电机)对PCB基板进行打孔，根据导电信号连通情况，即导电连通的PCB基板的导电层位置，判断钻孔位置、以及断刀情况和钻孔深度。

通过一个具体实施方式，本实用新型在切削刃6的前刀面以及刀身2的外表面设置有至少一层硬质绝缘层5，使钻尖上部分刀身2主体导电暴露，即钻尖的后刀面设置有裸露钻头基体的部分，由此，能够确保钻孔工具钻尖与被切削材料之间的导电性，而刀身2不与被切削材料内部金属导通，避免了现有背钻加工的下钻过程中，出现钻头与多层铜层同时接触，产生多个反馈信号造成的干扰问题。进一步地，在对PCB等在表面具有导电层的被切削件进行钻孔加工时，可以实现工具的尖部与被切削件的表面良好地接触导电，从而利用电流导通判断是否断刀，也能够以工具的尖部与PCB等被切削件的导电层接触的位置，为开孔基准位置以及钻孔深度控制。此外，由于本实用新型涂覆有绝缘性硬质涂层，能够确保钻孔工具具有较好的耐磨性能，与无涂层钻孔工具相比，显著提高加工寿命和加工品质。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种便于断刀检测的钻孔工具，其特征在于，所述便于断刀检测的钻孔工具包括刃部，所述刃部包括刀身，所述刀身的一端设置有钻尖，所述钻尖上设置有至少一个切削刃，所述切削刃的前刀面以及刀身的外表面设置有至少一层硬质绝缘层。

2.根据权利要求1所述的便于断刀检测的钻孔工具，其特征在于，所述硬质绝缘层的厚度为0.05～30μm。

3.根据权利要求1所述的便于断刀检测的钻孔工具，其特征在于，所述硬质绝缘层包括金刚石层、c-BN层、Al₂O₃层、AlN层或SiC层。

4.根据权利要求1所述的便于断刀检测的钻孔工具，其特征在于，所述便于断刀检测的钻孔工具还包括柄部，所述刀身远离钻尖的一端与柄部连接。

5.根据权利要求4所述的便于断刀检测的钻孔工具，其特征在于，所述刀身的硬质绝缘层延伸覆盖至柄部的表面。

6.根据权利要求1所述的便于断刀检测的钻孔工具，其特征在于，所述刀身的外周设置有至少一个切削排出槽，所述切削刃设置于所述切削排出槽与钻尖的后刀面的连接处；

7.根据权利要求1所述的便于断刀检测的钻孔工具，其特征在于，所述刀身的材质包括导电性硬质合金。

8.根据权利要求7所述的便于断刀检测的钻孔工具，其特征在于，所述导电性硬质合金包括WC-Co硬质合金，所述WC-Co硬质合金中Co含量为3～15％。

9.根据权利要求1所述的便于断刀检测的钻孔工具，其特征在于，所述便于断刀检测的钻孔工具还包括导电装置，所述导电装置分别与刀身和被加工板材连接。

10.根据权利要求9所述的便于断刀检测的钻孔工具，其特征在于，所述导电装置上设置有输出器，所述输出器用于输出所述刀身与被加工板材之间的电连通状态。