專利名稱：一種扁頭鉆及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及PCB加工領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種扁頭鉆。
背景技術(shù)：
隨著印制電路板(PCB)技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展，硬質(zhì)合金鉆頭需求逐年增加，新型硬質(zhì)合金鉆頭不斷出現(xiàn)，對硬質(zhì)合金鉆頭的要求也越來越高。PCB用硬質(zhì)合金鉆頭(簡稱PCB微鉆)是一種形狀復(fù)雜的帶螺旋槽的微孔加工工具，由傳統(tǒng)的麻花鉆衍生而來。PCB微鉆尺寸微小，其鉆尖結(jié)構(gòu)要借助光學(xué)顯微鏡才能觀察到。目前大部分PCB廠家使用數(shù)控鉆床來加工PCB板，數(shù)控鉆孔是印制板制程的重要環(huán)節(jié)，而硬質(zhì)合金鉆頭則是決定鉆孔質(zhì)量和效率的關(guān)鍵因素。 客戶對PCB鉆頭的產(chǎn)品性能、品質(zhì)要求越來越高，常規(guī)產(chǎn)品已不能滿足客戶需求。如圖I-圖3所示，目前常用的PCB鉆頭通常都是有兩個對稱的主切削刃11、兩條對稱螺旋的排屑槽10、對稱的兩組第一后刀面12及第二后刀面13。隨著微型鉆頭的鉆徑要求越來越小，小鉆頭更易斷鉆，而常規(guī)鉆頭兩螺旋槽形式削弱了鉆頭剛性，迫切需要一種剛性強度更好，尤其是在小鉆徑條件下剛性強度更好的微型鉆頭。本申請人曾在申請?zhí)枮?01110194374.8的中國申請中提到一種單刃鉆，其目的是為加強鉆身強度，減小斷鉆的可能性。如圖4-6所示為，單刃鉆只有一條主切削刃21，一條與主切削刃21對應(yīng)的主排屑槽20、一條橫刃30，3個以上的后刀面(如圖中即為五個后刀面，分別為第一后刀面22、第二后刀面23、第三后刀面24、第四后刀面25、第五后刀面26)，所有的后刀面交于一個鉆尖。如圖5所示，所述的單刃鉆只有一條貫穿鉆身部分的主排屑槽20。僅設(shè)一條主排屑槽20的目的在于提高鉆身的芯厚，從而提高鉆頭的強度，但是，由于單刃鉆的切削刃是單獨的一個，鉆尖下鉆受力并不平衡，會衍生出徑向力，影響孔位精度，因此，單刃鉆不利于孔位精度的進一步提聞。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鉆身強度高，加工孔位精度高的扁頭鉆。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種扁頭鉆，包括一條主切削刃、一條橫刃、一條與所述主切削刃對應(yīng)的主排屑槽以及多個后刀面；與所述主切削刃相對的一側(cè)，設(shè)置有一由扁頭鉆的鉆尖端向基端延伸的扁頭面，所述扁頭面在鉆尖處與鉆尖上的后刀面相交形成一條與所述主切削刃相對的附加切削刃。優(yōu)選的，所述扁頭面為凹面，所述附加切削刃的形狀與所述主切削刃相對于鉆尖頂點對稱。使得扁頭鉆的鉆尖與雙刃鉆的結(jié)構(gòu)相同，進而使得扁頭鉆具有較高的加工孔位精度。優(yōu)選的，所述扁頭面相對于所述扁頭鉆鉆身的中心軸按固定錐度角由鉆尖向鉆身基端延伸，并最終終結(jié)于鉆身表面。通過具有固定錐度角的延伸并最終終結(jié)于鉆身的表面，從而使得扁頭鉆的鉆身大部分的芯厚相對于雙槽鉆更厚，保證了鉆身的強度。
優(yōu)選的，所述固定錐度角優(yōu)選范圍為O. 8° 4°。避免扁頭面向鉆身基端延伸的距離過長而影響到鉆身的強度。優(yōu)選的，所述扁頭面相對于所述扁頭鉆鉆身的中心軸按漸變錐度角由鉆尖向鉆身基端延伸，并最終終結(jié)于鉆身表面。按漸變錐度角向鉆身基端延伸的扁頭面可以在鉆尖處開始部分以較小的錐度角向下延伸，提高附加切削刃的切削能力，然后再以逐漸變大的錐度角繼續(xù)延伸并最終終結(jié)于鉆身的表面，這樣也保證了鉆身的芯厚的從而保證了鉆身的強度。優(yōu)選的，所述主排屑槽包括前段排屑槽以及后段排屑槽，所述后段排屑槽的寬度大于所述前段排屑槽的寬度。提高鉆屑在后段排屑槽上的移動能力，進而提高扁頭鉆的排屑能力。優(yōu)選的，所述后段排屑槽的寬度是所述前段排屑槽的寬度的兩倍?？梢垣@得更優(yōu)的排屑能力以及鉆身強度。 優(yōu)選的，所述前段排屑槽是所述主排屑槽的長度O. 2^0. 8倍。以使前段排屑槽內(nèi)的鉆屑能及時排入后段排屑槽，釋放鉆屑所受壓力。優(yōu)選的，所述扁頭面為凹面，所述扁頭面與所述后刀面相交所形成附加切削刃與所述主切削刃相對于所述鉆尖頂點為非對稱設(shè)置。提高鉆身大頭端的芯厚。一種上述扁頭鉆的加工方法，包括步驟在棒料上用磨槽砂輪磨出主排屑槽的步驟；在棒料上用磨尖砂輪磨出第一后刀面、第二后刀面、第三后刀面以及第四后刀面的步驟；在棒料上用磨槽砂輪磨出扁頭面的步驟。本發(fā)明由于在只有一條主排屑槽的鉆頭的鉆尖處開設(shè)了一個扁頭面，該扁頭面在鉆尖處形成一條與主切削刃相對的附加切削刃，當(dāng)鉆頭進行鉆孔時，鉆尖上的主切削刃以及附加切削刃分別受力，進而提高鉆尖處的受力平衡，避免由于只有一條切削刃而產(chǎn)生過大的徑向力，提高了孔位精度；同時，設(shè)置扁頭面使得扁頭鉆大頭端與孔壁的接觸面積減小，從而減小摩擦發(fā)熱。
圖I是現(xiàn)有技術(shù)的鉆尖示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的鉆頭剖面圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是一種單刃鉆的鉆尖的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是一種單刃鉆的的鉆頭剖面圖；圖6是一種單刃鉆的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明實施例一的鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明實施例一的扁頭鉆的頭部示意圖；圖9是本發(fā)明實施例一的扁頭鉆的扁頭面與鉆身中心軸線之間的相對位置示意圖；圖10是本發(fā)明實施一及實施例二的扁頭面相對于鉆身中心軸線的角度示意圖11是本發(fā)明實施例一的鉆芯變化不意圖；圖12是本發(fā)明實施例一的槽寬變化示意圖；圖13是本發(fā)明實施例三的扁頭鉆結(jié)構(gòu)示意圖；圖14是本發(fā)明實施例三的扁頭鉆的鉆尖結(jié)構(gòu)示意圖；圖15是本發(fā)明實施例三的扁頭鉆的鉆芯結(jié)構(gòu)示意圖。圖I-圖6的附圖標(biāo)記10、排屑槽；11、主切削刃，12、第一后刀面，13、第二后刀面，20、排屑槽，21、主切削刃，22、第一后刀面，23、第二后刀面，24、第三后刀面；25、第四后刀面，26、第五后刀面，27、第六后刀面，28、第七后刀面，30、橫刃，31、鏟背，32、壁邊，33、副切削刃， 圖7-圖15的附圖標(biāo)記7、橫刃，30、主排屑槽，31、主切削刃，32、第一后刀面，33、第二后刀面，40、扁頭面，41、附加切削刃，42、第三后刀面43、第四后刀面，44、L形側(cè)刃，101、中心軸線，301、后段排屑槽，302、前段排屑槽。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種扁頭鉆，其主要適用于PCB加工領(lǐng)域，該扁頭鉆包括一條主切削刃、一條橫刃、以及一條與所述主切削刃對應(yīng)的主排屑槽；與所述主切削刃相對的一側(cè)，設(shè)置有一由扁頭鉆的鉆尖端向基端延伸的扁頭面，所述扁頭面在鉆尖處與鉆尖上的后刀面相交形成一條與所述主切削刃相對的附加切削刃。下面結(jié)合附圖和較佳的實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖I-圖3所不，目如常用的PCB鉆頭通常都是有兩個對稱的主切削刃11,兩條對稱螺旋的排屑槽10、對稱的兩組第一后刀面12及第二后刀面13 ;該類鉆頭的鉆尖在下鉆時受力均衡，因而下鉆穩(wěn)定，可以獲得良好的孔位精度。如圖6所示為申請人之前提出過的一種單刃鉆方案，單刃鉆具有鉆身強度高的優(yōu)點，但是，由于單刃鉆的切削刃是單獨的一個，鉆尖下鉆受力并不平衡，會衍生出徑向力，影響孔位精度，因此，單刃鉆不利于孔位精度的進一步提高。如圖7所示為本發(fā)明的扁頭鉆，其主要在基于單刃鉆的基礎(chǔ)上進行改進，目的在于使鉆頭具有單刃鉆鉆身強度，又具有多刃鉆的加工精度性能。實施例一如圖7所不為本發(fā)明的第一個實施例，圖中所不扁頭鉆只有一條主切削刃31, —條與主切削刃31對應(yīng)的主排屑槽30、一條橫刃7 ;鉆尖上設(shè)置有第一后刀面32、第二后刀面33、第三后刀面42以及第四后刀面43 ;所述主排屑槽30與第一后刀面32以及第三后刀面42相交形成主切削刃31，在與主切削刃31相對的一側(cè)，設(shè)置有一由扁頭鉆的鉆尖端(大頭端)向基端延伸的扁頭面40，該扁頭面40在鉆尖處與鉆尖上的第二后刀面33以及第三后刀面42相交進而形成一條與所述主切削刃31相對的附加切削刃41。這樣，在鉆身頭部端就形成了一條與主切削刃31相對的附加切削刃41，從而在鉆頭進行鉆孔時，使得鉆尖上的主切削刃31以及附加切削刃41分別受力，進而提高鉆尖處的受力平衡，避免產(chǎn)生過大的徑向力，提高了孔位精度；同時，設(shè)置扁頭面40使得扁頭鉆大頭端與孔壁的接觸面積減小，從而減小摩擦發(fā)熱。如圖8所示，附加扁頭面40為一凹面，凹狀的扁頭面40可以減短鉆尖橫刃7的長度，從而減小鉆尖的橫向受力。同時，使用凹面的另一目的在于使鉆尖上的后刀面與所述扁頭面40相交形成的附加切削刃41的形狀與主切削刃31相對于鉆尖的頂點對稱，也就是說，附加切削刃41的形狀及尺寸與主切削刃31相同并相對于鉆尖的頂點對稱，從而在鉆尖處形成與如圖I所述的具有兩條主切削刃11的鉆尖結(jié)構(gòu)，更進一步提高了鉆尖處的受力平衡，使得扁頭鉆的鉆孔精度更進一步提聞。如圖9所示，扁頭面40由扁頭鉆的鉆尖端向基端延伸，并最終終結(jié)與鉆身表面，圖10示出了扁頭面40相對于鉆身中心軸線101的變化情況，其中，圖IOa為本實施例的扁頭面40相對于鉆身中心軸線101的變化情況，扁頭面40相對于扁頭鉆鉆身的中心軸線101按固定錐度角由鉆尖向鉆身基端延伸，并最終終結(jié)于鉆身表面上。其中，固定錐度角的范圍可以選擇在O. 5° ^lO0范圍內(nèi)，本實施例優(yōu)選O. 8° 4°，以使扁頭面40向鉆身基端延伸的距離處于較為合理的范圍內(nèi)，避免扁頭面40向鉆身基端延伸的距離過長而影響到鉆身的強度。當(dāng)然，也可以選擇較大的錐度角，進而獲得的附加切削刃可以更好的提供切削作用以及分擔(dān)一定的切削受力。通過這樣的設(shè)置，使得扁頭面40只能影響到扁頭鉆鉆身局部的芯厚，其余沒有受到扁頭面40影響的部分依然保有較厚的鉆芯而具有較高的強度；同時，由鉆尖端向基端按固定錐度角延伸的扁頭面40由于最終終結(jié)于鉆身表面，從而在鉆身上， 由鉆尖端向基端的方向的芯厚是逐漸變大的。圖11示出了鉆身上具有扁頭面的芯厚示意圖，從圖中可看出，鉆芯的厚度是逐漸變大的。如圖7所示，扁頭面40向鉆身的基端延伸在鉆尖及鉆身上形成一條L形側(cè)刃44，該L形側(cè)刃44由附加切削刃41的一段以及扁頭面40與鉆身表面的交匯處形成。該L形側(cè)刃44在切削過程中主要起切屑導(dǎo)向作用和輔助切屑作用，以及減小鉆頭尖部與孔壁接觸面積，減小摩擦發(fā)熱。如圖12所示，為了提高扁頭鉆的排屑能力，將主排屑槽30分成兩段，分別是前段排屑槽302以及后段排屑槽301，其中，后段排屑槽301的寬度S2大于前段排屑槽302的寬度SI。這樣，在高速切削下由于后段排屑槽301寬度較大，前段排屑槽302的寬度較小，使得鉆屑在扁頭鉆的鉆尖端即大頭端所受的擠壓力較大，而在后段排屑槽301時壓力得到釋放，鉆屑與后段排屑槽301之間的擠壓摩擦也變小，從而提高鉆屑在后段排屑槽301上的移動能力，進而提高扁頭鉆的排屑能力。在本實施例中，后段排屑槽301的寬度S2是前段排屑槽302的寬度SI的I. I至2倍；本實施例提供三種后段排屑槽301相對于前段排屑槽302寬度的具體數(shù)值，分別為1. 5倍、2倍以及2. 5倍。當(dāng)后段排屑槽301的寬度是前段排屑槽302的I. 5倍時，可以避免過大的后段排屑槽301影響到鉆身的強度；當(dāng)后段排屑槽301的寬度是前段排屑槽302的2倍可以獲得更優(yōu)的排屑能力；當(dāng)后段排屑槽301的寬度是前段排屑槽302的2. 5倍時，排屑能力雖然得到提高，但是會影響到鉆身的強度。在本實施例中，前段排屑槽302的長度是主排屑槽30的長度(即前段排屑槽302以及后段排屑槽301的總長)的O. 2^0. 8倍，以使前段排屑槽302內(nèi)的鉆屑能及時排入后段排屑槽301，釋放鉆屑所受壓力。實施例二如圖IOb所示為本發(fā)明的第二種實施例，與實施例一不同的是，扁頭面40相對于所述扁頭鉆鉆身的中心軸線101按漸變錐度角由鉆尖向鉆身基端延伸，并最終終結(jié)于鉆身的表面。按漸變錐度角向鉆身基端延伸的扁頭面40可以在鉆尖處開始部分以較小的錐度角向下延伸，使得第二后刀面以及第三后刀面與扁頭面40的相交角度加大，從而提高附加切削刃的切削能力，然后再以逐漸變大的錐度角繼續(xù)延伸并最終終結(jié)于鉆身的表面，這樣也保證了鉆身的芯厚的從而保證了鉆身的強度。實施例三如圖13及圖14所示為本發(fā)明的實施例三，與實施例一及實施例二不同的是，扁頭面40與所述第二后刀面33以及第三后刀面42相交所形成的附加切削刃的形狀與所述主切削刃31相對于鉆尖頂點是非對稱設(shè)置的，即扁頭面40相對于主切削刃31偏轉(zhuǎn)一定角度設(shè)置以使扁頭面40相對于主排屑槽30之間的芯厚得以提高，避免由于設(shè)置扁頭面40造成與主排屑槽30之間產(chǎn)生較薄的芯厚而影響到扁頭鉆的鉆身強度。如圖15所示，剖面B-B示出了扁頭面偏轉(zhuǎn)后的鉆芯的厚度，其避開了鉆身中心的較薄處，使得鉆身厚度可以更大。本實施例中，扁頭面40相對于主切削刃31偏振的角度可選范圍為120° 160° ;而另外一點較為重要的是，如圖10所示的St值不能為零，以確保主切削刃31具有足夠厚的刀背，確保主切削刃31在切削中能夠承受足夠大壓力。
本發(fā)明同時提供了所述扁頭鉆的加工方法，包括步驟在棒料上用磨槽砂輪磨出主排屑槽的步驟；在棒料上用磨尖砂輪磨出第一后刀面、第二后刀面、第三后刀面以及第四后刀面的步驟；在棒料上用磨槽砂輪磨出扁頭面的步驟。其中，磨主排屑槽的步驟分別包括磨前段排屑槽和后段排屑槽的步驟。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種扁頭鉆，其特征在于，包括一條主切削刃、一條橫刃、一條與所述主切削刃對應(yīng)的主排屑槽以及多個后刀面；與所述主切削刃相對的一側(cè)，設(shè)置有一由扁頭鉆的鉆尖端向基端延伸的扁頭面，所述扁頭面在鉆尖處與鉆尖上的后刀面相交形成一條與所述主切削刃相對的附加切削刃。
2.如權(quán)利要求I所述的一種扁頭鉆，其特征在于，所述扁頭面為凹面，所述附加切削刃的形狀與所述主切削刃相對于鉆尖頂點對稱。
3.如權(quán)利要求2所述的一種扁頭鉆，其特征在于，所述扁頭面相對于所述扁頭鉆鉆身的中心軸線按固定錐度角由鉆尖向鉆身基端延伸，并最終終結(jié)于鉆身表面。
4.如權(quán)利要求3所述的一種扁頭鉆，其特征在于，所述固定錐度角優(yōu)選范圍為0.8。 4。。
5.如權(quán)利要求2所述的一種扁頭鉆，其特征在于，所述扁頭面相對于所述扁頭鉆鉆身的中心軸線按漸變錐度角由鉆尖向鉆身基端延伸，并最終終結(jié)于鉆身表面。
6.如權(quán)利要求I所述的一種扁頭鉆，其特征在于，所述主排屑槽包括前段排屑槽以及后段排屑槽，所述后段排屑槽的寬度大于所述前段排屑槽的寬度。
7.如權(quán)利要求6所述的一種扁頭鉆，其特征在于，所述后段排屑槽的寬度是所述前段排屑槽的寬度的兩倍。
8.如權(quán)利要求6所述的一種扁頭鉆，其特征在于，所述前段排屑槽是所述主排屑槽的長度O. 2、. 8倍。
9.如權(quán)利要求I所述的一種扁頭鉆，其特征在于，所述扁頭面為凹面，所述扁頭面與所述后刀面相交所形成附加切削刃的形狀與所述主切削刃相對于所述鉆尖頂點為非對稱設(shè)置。
10.一種如權(quán)利要求1-9任一所述扁頭鉆的加工方法，包括步驟 在棒料上用磨槽砂輪磨出主排屑槽的步驟； 在棒料上用磨尖砂輪磨出第一后刀面、第二后刀面、第三后刀面以及第四后刀面的步驟； 在棒料上用磨槽砂輪磨出扁頭面的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開一種扁頭鉆及其加工方法，所述扁頭鉆包括一條主切削刃、一條橫刃、一條與所述主切削刃對應(yīng)的主排屑槽以及多個后刀面；與所述主切削刃相對的一側(cè)，設(shè)置有一由扁頭鉆的鉆尖端向基端延伸的扁頭面，所述扁頭面在鉆尖處與鉆尖上的后刀面相交形成一條與所述主切削刃相對的附加切削刃。本發(fā)明由于在只有一條主排屑槽的鉆頭的鉆尖處開設(shè)了一個扁頭面，該扁頭面在鉆尖處形成一條與主切削刃相對的附加切削刃，當(dāng)鉆頭進行鉆孔時，鉆尖上的主切削刃以及附加切削刃分別受力，進而提高鉆尖處的受力平衡，避免由于只有一條切削刃而產(chǎn)生過大的徑向力，提高了孔位精度；同時，設(shè)置扁頭面使得扁頭鉆大頭端與孔壁的接觸面積減小，從而減小摩擦發(fā)熱。
文檔編號B23B51/00GK102794485SQ20121030312
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者郭強, 付連宇 申請人:深圳市金洲精工科技股份有限公司