CN102554321A - 钻针结构 - Google Patents

Abstract

一种钻针结构，其包含：一钻柄部；以及一钻刃部，连接该钻柄部，该钻刃部由一钻尖端螺旋设置有对称的一第一切屑排出沟及一第二切屑排出沟，第一切屑排出沟与第二切屑排出沟均包含至少一前段螺旋倾角与一后段螺旋倾角，其中，具有前段螺旋倾角的第二切屑排出沟与具有该前段螺旋倾角的第一切屑排出沟呈对称分离，而具有后段螺旋倾角的第二切屑排出沟逐渐与具有该后段螺旋倾角的第一切屑排出沟结合。此种钻针结构设计具有强化整体刚性强度的优点，但又可维持与现有的对称双沟钻针同等的容屑空间及排屑力。

Description

钻针结构

技术领域

本发明有关一种钻针结构，特别是一种通过多段螺旋倾角的调整，使得钻刃部前段具有对称的双切屑排出沟及钻刃部后段具有单一切屑排出沟设计的钻针结构。

背景技术

印刷电路板的电子线路高密度与高精度的线细化发展，其钻孔加工已大量使用超小直径的钻头，且市场对印刷电路板的高质量、高需求量和快速供应的竞争下，要求钻头达到高精度、高进给速率、良好的孔壁质量及作业中不折断的加工条件，已是普遍的期望和需求；其中为了提升作业效率和降低制造成本，对于在印刷电路板上的贯穿孔钻凿加工，乃是采多片重叠印刷电路板进行贯穿孔钻凿加工，因此需使用越长的钻头，且钻头需具有足够的强度和快速的排屑功能。

在传统钻针结构中，形成有二条相对向的切屑排出沟，且一般钻针惯用设计乃根据加工所需的容屑空间、排屑力与尾段卷屑、塞屑的可承受程度设计固定单一切屑排出沟的螺旋角度，此种设计虽可使用于现行一般难度较低的加工条件，然其缺点为当加工难度提高而需要增加容屑空间及排屑力时，其尾段卷屑及塞屑已达到上限无法再调整，容易遇到设计瓶颈，同时钻针的刚性并容易受到螺旋角度的影响。

另一种钻针结构中，为了获得较佳的切削性，其钻蕊采由钻尖向后斜伸的一种正锥设计方式，此种钻针因蕊厚的渐渐变大，使得钻针后段容屑空间逐渐减少，因此一般是使钻针前端的切屑排出沟螺旋角度较小，而钻针后端的切屑排出沟螺旋角度较大，以通过后段切屑排出沟螺旋角度大、切削距离长及容屑空间的增加，解决钻针后段容屑空间较前端少的问题，然而此种较大切屑排出沟螺旋角度的设计易发生严重尾段卷屑问题，导致钻针加工品质不良与断针问题。

由于钻针的切屑排出沟的螺旋角度会影响钻针的容屑空间与排屑力，角度越大容屑空间越大，所以传统另有一种切屑排出沟的螺旋角度前端大后端小的结构，用以增加钻针前端的容屑空间，然而此种后端螺旋角度变小的设计与钻针蕊厚渐渐变大使容屑空间逐渐减少的现象相抵触，使得钻针后端易有塞屑的问题产生，易导致钻针加工品质不良与断针问题。

上述无论是单一螺旋角度、或螺旋角度前端小后端大、或螺旋角度前端大后端小的设计，均会有钻针容屑空间大小与实际使用需求不符的问题，且都会对加工产生不良的影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明目的之一是提供一种钻针结构，其中通过多段螺旋倾角的调整，使得钻刃部前段具有对称的双切屑排出沟，且钻刃部后段则具有一合流的单一切屑排出沟，以提高钻针整体刚性强度，具有增加容屑空间及排屑力的优点。

为了达到上述目的，本发明一实施例的钻针结构包含：一钻柄部；以及一钻刃部连接钻柄部，钻刃部由一钻尖端螺旋设置有对称的一第一切屑排出沟及一第二切屑排出沟，第一切屑排出沟与第二切屑排出沟均包含至少一前段螺旋倾角与一后段螺旋倾角，其中，具有前段螺旋倾角的第一切屑排出沟与具有前段螺旋倾角的第二切屑排出沟呈对称分离，而具有后段螺旋倾角的第二切屑排出沟逐渐与具有后段螺旋倾角的第一切屑排出沟结合。

在优选的实施方式中，该第一切屑排出沟的该前段螺旋倾角与该第二切屑排出沟的该前段螺旋倾角一致。

在优选的实施方式中，相对于该钻刃部的一中心线，该第二切屑排出沟的该后段螺旋倾角大于该第二切屑排出沟的该前段螺旋倾角。

在优选的实施方式中，相对于该钻刃部的一中心线，该第二切屑排出沟的该后段螺旋倾角小于该第二切屑排出沟的该前段螺旋倾角。

在优选的实施方式中，该第一切屑排出沟及该第二切屑排出沟的该前段螺旋倾角变换为该后段螺旋倾角的位置位于该钻刃部尖端至该钻刃部尾端的任一位置。

在优选的实施方式中，该第一切屑排出沟及该第二切屑排出沟的该前段螺旋倾角与该后段螺旋倾角的角度介于5度至85度之间。

本发明的钻针结构的特点及优点是：以多段螺旋倾角的角度使对称双沟合流为单沟的技术，使得钻针具有整体刚性强度强化的优点，但又可维持与现有的对称双沟钻针同等的容屑空间及排屑力。

附图说明

图1所示为本发明一实施例钻针结构的外观平面示意图。

图2所示为本发明另一实施例钻针结构的外观平面示意图。

图3所示为本发明钻针结构与现有钻针结构的实际综合制程能力指数表现比较图。

图4所示为本发明钻针结构与现有钻针结构所制作的孔壁粗糙度表现比较图。

图5所示为本发明钻针结构与现有钻针结构的钉头表现比较图。

元件符号说明

10……钻针结构        12……钻柄部

14……钻刃部          16……切削刃

18……横刃            20……第一切屑排出沟

22……第二切屑排出沟 θ1……螺旋倾角

θ2……前段螺旋倾角  θ3……后段螺旋倾角

具体实施方式

图1所示为本发明一实施例钻针结构的外观平面示意图，如图所示，钻针结构10包含一钻柄部12及一钻刃部14连接钻柄部12，钻刃部14由钻尖端向后斜向研磨有二对称的切削刃16，且各切削刃16顺钻刃部14向后延伸旋绕以形成横刃18及二螺旋对称的二切屑排出沟，分别为第一切屑排出沟20及第二切屑排出沟22，第一切屑排出沟20与第二切屑排出沟22均包含一前段螺旋倾角与一后段螺旋倾角，以第一切屑排出沟20的前段螺旋倾角与后段螺旋倾角均为螺旋倾角θ1，及第二切屑排出沟22具有前段螺旋倾角θ2与后段螺旋倾角θ3为例，于此实施例中，相对于钻刃部14的中心线而言，第二切屑排出沟的后段螺旋倾角θ3大于第二切屑排出沟的前段螺旋倾角θ2，其中具有前段螺旋倾角θ2的第二切屑排出沟22与前段具有螺旋倾角θ1的第一切屑排出沟20呈对称分离，而随着第二切屑排出沟22的前段螺旋倾角θ2改变为后段螺旋倾角θ3，使得具有后段螺旋倾角θ3的第二切屑排出沟22逐渐与后段具有螺旋倾角θ1的第一切屑排出沟20结合。

请继续参阅图1，于此实施例中，第一切屑排出沟20的螺旋倾角θ1维持一定，且第二切屑排出沟22的前段螺旋倾角θ2与螺旋倾角θ1一致，使得第一切屑排出沟20与第二切屑排出沟22的前段螺旋倾角θ2可维持对称双沟状态，而第二切屑排出沟22依据需求于钻刃部14的一位置调整为具有后段螺旋倾角θ3，由于与螺旋倾角θ1不一致，因此将使第二切屑排出沟22逐渐与第一切屑排出沟20合流为一沟，且结合后的第一切屑排出沟20与第二切屑排出沟22的排屑能力可维持与第一切屑排出沟20及第二切屑排出沟22分离时的水平相同。

图2所示为本发明另一实施例钻针结构的外观平面示意图，如图所示，其中第二切屑排出沟22的后段螺旋倾角θ3小于前段螺旋倾角θ2，且通过螺旋倾角θ1、前段螺旋倾角θ2及后段螺旋倾角θ3的适当调整，使前段的第二切屑排出沟22与第一切屑排出沟20维持对称双沟状态，而后段的第二切屑排出沟22则逐渐与第一切屑排出沟20合流为一沟。

另一方面，第二切屑排出沟22的螺旋倾角的角度变化不限于上述两段式的设计，其可为多段式的设计，且第一切屑排出沟20的螺旋倾角也不限于一种；再者，前段螺旋倾角与后段螺旋倾角的变换位置不受限于钻刃部尖端至钻刃部尾端的任一位置，且前段螺旋倾角与后段螺旋倾角的角度也可由5度至85度任意变化。也即在本发明中，同时采用在钻刃部14的任意位置调整第一切屑排出沟20及第二切屑排出沟22的螺旋倾角与形状的方式，使钻刃部14由对称双沟合并为单一切屑排出沟，可大幅下降钻刃部本身加工的研削量，以达到刚性强化的效果，同时根据需求灵活调整整体切屑排出沟的沟形与角度，以达到增加容屑空间及排屑力的目的。

图3所示为本发明钻针结构与现有钻针结构在钻孔后孔位精度的实际综合制程能力指数(Complex Process Capability index，CPK)表现比较图，其中本发明钻针与现有钻针的钻径均为0.30毫米(mm)，现有钻针结构的切屑排出沟具有单一螺旋角度，而本发明钻针结构则为一对称双沟合并为单一切屑排出沟的多段螺旋倾角设计，在图3中，▲表示现有钻针结构的CPK表现，◆表示本发明钻针结构的CPK表现，而○则表示各自的CPK平均值，由图3可知本发明钻针结构所表现出的CPK值高于现有钻针结构的CPK值，也即本发明钻针结构具有较佳的孔位精度。

图4所示为本发明钻针结构与现有钻针结构所制作的孔壁粗糙度(Roughness)表现比较图，其中本发明钻针与现有钻针的钻径均为0.30毫米(mm)，现有钻针结构的切屑排出沟具有单一螺旋角度，而本发明钻针结构则为一对称双沟合并为单一切屑排出沟的多段螺旋倾角设计，在图4中，▲表示现有钻针结构的孔壁粗糙度表现，◆表示本发明钻针结构的孔壁粗糙度表现，而○则表示各自的粗糙度平均值，由图4可知本发明钻针结构所表现出的孔壁粗糙度略低于现有钻针结构的孔壁粗糙度表现，因此本发明钻针结构可达到与现有钻针结构相同的孔壁质量。

图5所示为本发明钻针结构与现有钻针结构的钉头(nail head)表现比较图，其中本发明钻针与现有钻针的钻径均为0.30毫米(mm)，现有钻针结构的切屑排出沟具有单一螺旋角度，而本发明钻针结构则为一对称双沟合并为单一切屑排出沟的多段螺旋倾角设计，在图5中，▲表示现有钻针结构的钉头现象表现，◆表示本发明钻针结构的钉头现象表现，而○则表示各自的钉头现象平均值，由图5可知本发明钻针结构的钉头现象略低于现有钻针结构的钉头现象，因此本发明钻针结构可达到与现有钻针结构具有相同的钻孔品质。

综合上述，在本发明中，以多段螺旋倾角的角度使对称双沟合流为单沟的技术，使得钻针具有整体刚性强度强化的优点，但又可维持与现有的对称双沟钻针同等的容屑空间及排屑力。

以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以此限定本发明的权利要求范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (6)

1.一种钻针结构，其特征在于，其包含：

一钻柄部；以及一钻刃部，连接该钻柄部，该钻刃部由一钻尖端螺旋设置有对称的一第一切屑排出沟及一第二切屑排出沟，该第一切屑排出沟与第二切屑排出沟均包含至少一前段螺旋倾角与一后段螺旋倾角，其中，具有该前段螺旋倾角的该第二切屑排出沟与具有该前段螺旋倾角的该第一切屑排出沟呈对称分离，而具有该后段螺旋倾角的该第二切屑排出沟逐渐与具有该后段螺旋倾角的该第一切屑排出沟结合。

2.如权利要求1所述的钻针结构，其特征在于，该第一切屑排出沟的该前段螺旋倾角与该第二切屑排出沟的该前段螺旋倾角一致。

3.如权利要求1所述的钻针结构，其特征在于，相对于该钻刃部的一中心线，该第二切屑排出沟的该后段螺旋倾角大于该第二切屑排出沟的该前段螺旋倾角。

4.如权利要求1所述的钻针结构，其特征在于，相对于该钻刃部的一中心线，该第二切屑排出沟的该后段螺旋倾角小于该第二切屑排出沟的该前段螺旋倾角。

5.如权利要求1所述的钻针结构，其特征在于，该第一切屑排出沟及该第二切屑排出沟的该前段螺旋倾角变换为该后段螺旋倾角的位置位于该钻刃部尖端至该钻刃部尾端的任一位置。

6.如权利要求1所述的钻针结构，其特征在于，该第一切屑排出沟及该第二切屑排出沟的该前段螺旋倾角与该后段螺旋倾角的角度介于5度至85度之间。

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