CN100563887C - 单刃钻头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种单刃钻头。所述单刃钻头带有1个切刃(3)和1条切屑排出槽(4)，钻头前端的退刀部由连成多段的退刀面构成，2个退刀面相交形成的第一棱线位于钻头的最前端，该第一棱线相对钻头的轴心成直角地处于钻头的旋转中心部，该第一棱线的一端与2个退刀面相交形成的第二棱线相连，而且该第二棱线的外端与主切刃部相连，第一棱线的另一端朝向与第二棱线连接侧的相反侧。本发明的单刃钻头可稳定地贴附在被切削材料上，而且贴附在被切削材料上时，不会引起横刃部缺损、损坏，因此可长时间维持高孔位精度，并且制造时质量稳定。

Description

单刃钻头
技术领域
本发明涉及一种用于在印刷基板等上开孔的小径单刃钻头。
背景技术
例如，用于印刷基板加工的钻头，其直径有日益减小的趋向。该小径钻头如果采用单刃结构，可抑制由于截面积减小所导致的刚性下降，减少加工中的折断和钻向偏离。但是，单刃结构的钻头对被切削材料的贴附不稳定，主体在加工中容易振动，孔位精度差。
为此，下述专利文献1公开了一种单刃钻头，在前端退刀面中向钻头前端侧突出的最前端(横刃部)由1点构成，从其突出最前端的钻头轴线的变位量(偏心量)，相对于刃尖部的最大外径D，在(5/100)D以下，而且可提高对被切削材料的贴附性和加工中的钻进性。
下述专利文献2公开了一种单刃钻头，从轴向方向的前端侧看刃尖部时，通过夹持着在轴线上与通过轴线且和切刃平行的X轴相垂直的Y轴，处于与切刃相反侧区域的前端退刀面部分，形成由沿周向排列的多个退刀面构成的多段面状，在对被切削材料进行钻孔加工时，前端退刀面间的交叉棱线中的至少一条接触被切削材料。该钻头进行钻孔加工时，不仅切刃，而且夹着Y轴并处于与切刃相反侧区域的退刀面间的交叉棱线也接触着被切削材料，因此可抑制加工中钻头的振动，钻进性好，可获得良好的孔位精度。
但是，由于专利文献1中钻头的最前端由点构成，刃尖的强度就会不足，所以在钻孔的初期阶段容易产生横刃部缺损，损坏等。因此，良好的贴附性在早期就丧失了，不能长时间地维持初始功能。而且在钻头的制造过程中，将横刃部保持在旋转中心一点的加工非常困难，难以避免产生质量偏差。
专利文献2的钻头由于最前端的横刃部形成一点，因此也存在上述问题。
专利文献1：特开2004-82318号公报
专利文献2：特开2004-34213号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种单刃钻头，可稳定地贴附被切削材料，且贴附在被切削材料上时，横刃部难以破损或损坏，因此可长时间维持较高的孔位精度，而且在制造钻头时质量就不会参差不齐。
为了解决上述问题，本发明提供一种带有1个切刃和1条切屑排出槽的单刃钻头，钻头前端的退刀部由连成多段的多个退刀面构成，2个退刀面相交形成的第一棱线位于钻头的最前端，该第一棱线相对钻头的轴心成直角地处于钻头的旋转中心部，该第一棱线的一端与2个退刀面相交形成的第二棱线相连，而且该第二棱线的外端与主切刃部相连，第一棱线的另一端朝向与第二棱线连接侧的相反侧。
此处所说的钻头的旋转中心是指旋转中心附近具有一定宽度的区域。第一棱线理想情况下通过钻头的轴心，但由于不可避免的加工误差，位置也可以偏离钻头的轴心。
下面列举该钻头的优选构成：
(1)第一棱线的另一端越过钻头的轴心，直至与第二棱线连接侧的相反侧。
(2)钻头直径为D时，所述第一棱线的长度在0.01D～0.10D的范围内。
(3)从钻头的轴心至第一棱线外端的距离在0.20D以下。
(4)多个退刀面相交形成的棱线之中包含延伸至钻头外周的棱线，延伸至所述钻头外周的棱线外端从所述主切刃部的外端退避到钻头的轴向后端侧。
另外，本发明如果用于外径在Φ0.3mm以下的单刃钻头，其效果特别明显。
(发明的效果)
由于本发明的钻头的最前端不是由点构成，而是由具有一定长度的第一棱线(横刃)形成的，因此刃尖的强度增大，可有效地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。
另外，如下述详细说明的那样，以第一退刀面和钻头中心为基准，位于相反位置的退刀面(称为反侧第一退刀面)的末端位置即使有所偏差，由于形成了作为目的的第一棱线，因此可抑制由加工误差引起的性能偏差，从而允许退刀面的位置精度有所偏差，加工更加容易。
另外，当第一棱线的长度在0.01D～0.10D的范围内，从钻头的轴心至第一棱线外端为止的距离在0.20D以下时，第一棱线的长度最合适且限于最小值，既可确保由其第一棱线形成的横刃强度，又可兼顾良好的贴附性。
由于退刀面之间的棱线中，延伸至钻头外周的棱线外端从主切刃部的外端退避到钻头的轴向后端侧，因此可确保由第一棱线形成的横刃和由第二棱线形成的横刃锐度，贴附性更加稳定。
由于上述作用和效果，可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的钻头折损。
附图说明
图1是表示本发明的单刃钻头的第一实施方式的放大正视图。
图2是图1钻头的主要部分的右侧视图。
图3是图1钻头的主要部分的底视图。
图4是图1钻头的主要部分的左侧视图。
图5是图1钻头的主要部分的平面图。
图6(a)是进一步放大表示图1钻头的正面主要部分的图，图6(b)是沿图6(a)的箭头I方向看钻头前端的图，图6(c)是沿图6(a)的II-II线所作的截面图。
图7(a)是放大表示第二实施方式的钻头的正面主要部分的图，图7(b)是沿图7(a)的箭头I方向看钻头前端的图。
图8(a)是表示钻头前端的第一棱线长度的图，图8(b)是表示从钻头的轴心到第一棱线的径向外端的距离的图。
图9是表示随使用时间而变化的孔位精度的变化状况图。
图中：1、1A-单刃钻头；2-主体部；3-切刃；3a-主切刃部；4-切屑排出槽；5-第一退刀面；6-第二退刀面；7-第三退刀面；8-反侧第一退刀面；9-反侧第二退刀面；10-构成横刃的第一棱线；11-构成横刃的第二棱线；12、13-至钻头外周的棱线；O-钻头的轴心；Y-与通过轴心O的棱线12平行的线。
具体实施方式
下面基于附图1～7说明本发明的实施方式。图1～图6表示第一实施方式的单刃钻头。各图均为了便于理解而制成放大图。该钻头1带有与柄(shank)(图中未示出)形成一体的主体部2，在该主体部2的前端形成1个切刃3，并在主体部上形成一条切屑排出槽4。切屑排出槽4最好是图示的螺旋槽。切刃3的主切刃部3a位于刚刚过中心的位置(在钻头旋转方向上，在通过轴心O的线Y之前)。另外，本发明所述的钻头旋转方向是指钻头正转的方向。
另外，该钻头1由多段退刀面形成前端的退刀部。第一实施方式中钻头的多段退刀面由下述退刀面构成：与切刃3相连的第一退刀面(第一面)5、与该第一退刀面5相连的第二退刀面(第二面)6、与第二退刀面6相连的第三退刀面7、位于钻头的旋转中心附近且分别与第三退刀面7和第一退刀面5相连的反侧第一退刀面8、以及分别与第三退刀面7和反侧第一退刀面8及第一退刀面5三者相连的反侧第二退刀面9。
反侧第一退刀面8以钻头的轴心O为基准，设在与第一退刀面5点对称的位置上(部分呈点对称形状，整体形状不是点对称)。另外，反侧第二退刀面9以钻头的轴心(即旋转中心)O为基准，设在与第二退刀面6点对称的位置上(其也是部分呈点对称形状，整体形状不是点对称)。
分别在邻接的退刀面交叉的位置上形成棱线。在这些棱线中，将形成在第一退刀面5与反侧第一退刀面8之间的棱线称为第一棱线10。另外，将形成在第一退刀面5与反侧第二退刀面9之间的棱线称为第二棱线11。
第一棱线10相对钻头的轴心为直角，位于钻头的最前端部。在图6中，由于第一退刀面5与反侧第一退刀面8处于中心对称位置，因此该第一棱线10处于通过钻头轴心O的位置，从轴心O至两端的长度也几乎相等。由于该第一棱线10最先贴附到被切削材料上，因此可稳定地贴附，抑制钻向偏离。因此，加工孔的位置精度高，可减少贴附不稳定时引起的钻头折损。
第二棱线11与第一棱线10的一端相连，主切刃部3a与该第二棱线11相连。在图6中，第一棱线10的另一端越过钻头的轴心O，到达与第二棱线11相连侧相反的一侧，但也可以不越过轴心O。例如，图6的第三退刀面7的位置由于加工误差而有所偏差，第三退刀面7形成在连接轴心O的位置上时，或越过轴心O形成在偏向第一退刀面5侧的位置上时，会产生不越过轴心O的状况。但是，此时通过将具有一定长度的第一棱线10设为最前端，可提高刃尖强度，达到提高对被切削材料的贴附性的目的。
图7示出了第二实施方式的单刃钻头的主要部分。该第二实施方式的钻头1A将形成在第二退刀面6与反侧第二退刀面9之间的棱线作为第一棱线10a。该第一棱线10a相对于钻头的轴心O为直角，且位于钻头的最前端部。从而，该第一棱线10a构成横刃，最先贴附在被切削材料上，可实现与图6的第一棱线10相同的效果。
第一实施方式的钻头1和第二实施方式的钻头1A中，第一棱线10、10a的一端均与第二棱线11相连，而且，该第二棱线11的径向外端与主切刃部3a相连，构成遍布于从旋转中心至外周的整个区域的切刃3。
当钻头的直径为D时，最好各钻头的第一棱线10、10a的长度S(参照图6、7及图8(a))处于0.01D～0.10D的范围。长度S在0.01D以下时，抑制前端破损、损坏的效果不足，长度S超过0.10D时，贴附在被切削材料上时的阻力增大，发明的效果降低。
而且，从钻头的轴心O至第一棱线10、10a的径向外端为止的距离S1(参照图8(b))最好在0.20D以下。第一棱线10、10a不一定要必须相对轴心O点对称，但距离S1如果超过0.20D，则对被切削材料的贴附不稳定。
如图1和图4所示，形成在第一退刀面5与第二退刀面6之间的棱线12和形成在第二退刀面6与第三退刀面7之间的棱线13直至钻头的最外周。该棱线12，13的外端从主切刃部3a的外端向钻头的轴向后端侧避开，因此，由第一棱线10和第二棱线11形成的切刃的刃尖不那么钝。
如图6所示，第一实施方式的钻头1中，第一退刀面5与反侧第一退刀面8的末端(产生棱线12与棱线13的部分)比通过钻头轴心O的线(与所述棱线12平行的线Y)更靠近钻头旋转方向的后方(远离主切刃部3a一侧)。另一方面，第二实施方式的钻头1A如图7所示，第一退刀面5的末端比通过钻头轴心O的线更靠近钻头旋转方向的前方(靠近主切刃部3a一侧)。这样，形成第一棱线时，无论第一退刀面5的末端比线Y更靠近钻头旋转方向的后方还是旋转方向的前方均可，所以第一退刀面5的末端位置可在图6和图7的位置之间产生偏差，因此加工退刀面也变得容易。
为防止折损，外径在Φ0.3mm以下的钻头采用单刃构造效果特别好。钻头的直径越小，越难确保加工精度，因此，本发明用于外径在Φ0.3mm以下的钻头，效果特别显著。
下面说明确认效果的试验结果。确认效果的试验采用第一实施方式结构的单刃钻头和专利文献1公开的结构的钻头(比较钻头)，在下述条件下进行加工直至10000钻(hit)，确认此时的孔位精度的变化。
(试验条件)
钻头尺寸(直径×长度)：Φ0.11mm×1.8mm
被切削材料：两面12μm厚铜箔贴面基板，基板厚度：0.1mm，4个基板重叠
孔位精度的测定点：第四个基板的出口
孔位精度的测定结果如图9所示。本发明的产品在1000钻时已经可以看到优于比较产品的效果。从2000钻到4000钻的孔位精度降低的状况很少，比较产品超过2000钻时难以确保20μm的孔位精度，与此相对，本发明的产品在5500钻时仍能确保20μm的孔位精度。

Claims (6)

1、一种带有1个切刃和1条切屑排出槽的单刃钻头，其特征在于，
钻头前端的退刀部由连成多段的多个退刀面构成，2个退刀面相交形成的第一棱线位于钻头的最前端，该第一棱线相对钻头的轴心成直角地处于钻头的旋转中心部，该第一棱线的一端，与2个退刀面相交形成的第二棱线相连，而且该第二棱线的外端与主切刃部相连，第一棱线的另一端朝向与第二棱线连接侧的相反侧。
2、如权利要求1所述的单刃钻头，其特征在于，
所述第一棱线的另一端越过钻头的轴心朝向与第二棱线连接侧的相反侧。
3、如权利要求1或2所述的单刃钻头，其特征在于，
钻头直径为D时，所述第一棱线的长度在0.01D～0.10D的范围内。
4、如权利要求1或2所述的单刃钻头，其特征在于，
钻头直径为D时，从钻头的轴心至所述第一棱线外端的距离在0.20D以下。
5、如权利要求1或2所述的单刃钻头，其特征在于，
多个退刀面相交形成的棱线之中，包含延伸至钻头外周的棱线，延伸至所述钻头外周的棱线的外端，与所述主切刃部的外端相比退避到钻头的轴向后端侧。
6、如权利要求1或2所述的单刃钻头，其特征在于，
钻头外径在Φ0.3mm以下。
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