CN104014853A - 钻孔工具 - Google Patents
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Abstract
一种钻孔工具,与以往的PCB钻头相比,能够大幅改善耐折损性和孔位置精度,实用性优异。在工具主体(1)的外周设置有:第一切屑排出槽(2a),其具备分别具有规定的螺旋角的三个螺旋区域;和第二切屑排出槽(2b),其具备分别具有规定的螺旋角的两个螺旋区域,在一个切屑排出槽的中途部连续设置有另一个切屑排出槽,从末端侧起依次设置有两槽部、并行移行部和并行部,两个切屑排出槽的并行部的螺旋角设定为比两槽部的螺旋角大的角度,最靠工具末端侧的螺旋角的变化位置被设置在如下位置:与工具末端相距工具直径的1.5倍以上,且相距形成到工具主体(1)的基端侧的规定位置的切屑排出槽的槽长的1/2以下。
Description
技术领域
本发明涉及钻孔工具。
背景技术
近年来的现状为:专利文献1公开那样的印刷电路板(PCB)的钻孔加工用的钻头(以下称为PCB钻头。)正在小径化,存在纵横比(以槽长/直径表示的值)增大的倾向,期望进一步的耐折损性和孔位置精度的改善。
专利文献1:日本特开2012-11489号公报
发明内容
本发明是鉴于上述现状而完成的,提供一种钻孔工具,其与以往的PCB钻头相比,能够大幅改善耐折损性和孔位置精度,实用性优异。
以下,参照附图对本发明的主旨进行说明。
在工具主体1的末端设置有两个切削刃,在所述工具主体1的外周设置有从工具末端朝向基端侧的两个螺旋状的第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b,所述第一切屑排出槽2a具备分别具有规定的螺旋角的三个螺旋区域,所述第二切屑排出槽2b具备分别具有规定的螺旋角的两个螺旋区域,这两个切屑排出槽2a/2b中的一个切削排出槽2a/2b与另一个切削排出槽2a/2b的中途部连续设置,所述第一切屑排出槽2a和所述第二切屑排出槽2b中的至少一个切屑排出槽形成到工具主体1的基端侧的规定位置,从工具末端侧起依次设有:两槽部,在该两槽部,所述第一切屑排出槽2a和所述第二切屑排出槽2b的螺旋角相等;并行移行部,在该并行移行部,所述第一切屑排出槽2a和所述第二切屑排出槽2b以螺旋角不同的方式连续设置;和并行部,在该并行部,以连续设置的所述第一切屑排出槽2a和所述第二切屑排出槽2b的螺旋角相等的方式使两者并行,其特征在于,所述第一切屑排出槽2a和所述第二切屑排出槽2b的所述并行部的螺旋角被设定为比所述两槽部的螺旋角大的角度,最靠工具末端侧的所述螺旋角的变化位置被设置在如下位置:与工具末端相距工具直径的1.5倍以上,且相距形成到工具主体1的基端侧的规定位置的切屑排出槽的槽长的1/2以下。
此外,在技术方案1所述的钻孔工具中,其特征在于,所述第一切屑排出槽2a的所述并行移行部的螺旋角比所述两槽部的螺旋角大。
此外,在技术方案1所述的钻孔工具中,其特征在于,所述第一切屑排出槽2a的所述并行移行部的螺旋角与所述两槽部的螺旋角的差被设定为3°以上、25°以下。
此外,在技术方案2所述的钻孔工具中,其特征在于,所述第一切屑排出槽2a的所述并行移行部的螺旋角与所述两槽部的螺旋角的差被设定为3°以上、25°以下。
此外,在技术方案1所述的钻孔工具中,其特征在于,所述第一切屑排出槽2a的所述并行移行部的螺旋角与所述两槽部的螺旋角的差被设定为5°以上、15°以下。
此外,在技术方案2所述的钻孔工具中,其特征在于,所述第一切屑排出槽2a的所述并行移行部的螺旋角与所述两槽部的螺旋角的差被设定为5°以上、15°以下。
此外,在技术方案1~6中的任一项所述的钻孔工具中,其特征在于,所述第一切屑排出槽2a和所述第二切屑排出槽2b的两槽部的螺旋角被设定为30°以上、50°以下。
此外,在技术方案1~6中的任一项所述的钻孔工具中,其特征在于,所述第一切屑排出槽2a和所述第二切屑排出槽2b的并行部的螺旋角被设定为比所述两槽部的螺旋角大2°以上、20°以下的角度。
此外,在技术方案7所述的钻孔工具中,其特征在于,所述第一切屑排出槽2a和所述第二切屑排出槽2b的并行部的螺旋角被设定为比所述两槽部的螺旋角大2°以上、20°以下的角度。
此外,在技术方案1~6中的任一项所述的钻孔工具中,其特征在于,所述并行部的始端位置处的并行槽的轴向槽宽被设定为最靠工具末端侧的螺旋角的变化位置处的轴向槽宽的1.1倍以上、1.9倍以下。
此外,在技术方案7所述的钻孔工具中,其特征在于,所述并行部的始端位置处的并行槽的轴向槽宽被设定为最靠工具末端侧的螺旋角的变化位置处的轴向槽宽的1.1倍以上、1.9倍以下。
此外,在技术方案8所述的钻孔工具中,其特征在于,所述并行部的始端位置处的并行槽的轴向槽宽被设定为最靠工具末端侧的螺旋角的变化位置处的轴向槽宽的1.1倍以上、1.9倍以下。
此外,在技术方案9所述的钻孔工具中,其特征在于,所述并行部的始端位置处的并行槽的轴向槽宽被设定为最靠工具末端侧的螺旋角的变化位置处的轴向槽宽的1.1倍以上、1.9倍以下。
此外,在技术方案1~6中的任一项所述的钻孔工具中,其特征在于,所述两个切屑排出槽中的一个切屑排出槽的槽长被设定为另一个切屑排出槽的槽长的50%以上、95%以下。
此外,在技术方案1~6中的任一项所述的钻孔工具,其特征在于,所述第一切屑排出槽2a和所述第二切屑排出槽2b的切槽结束狭角被设定为大于90°且在180°以下。
由于本发明以上述方式构成,因此成为一种与以往的PCB钻头相比,能够大幅改善耐折损性和孔位置精度且实用性优异的钻孔工具。
附图说明
图1是实施例1的工具轴向末端视图和主要部分的概略说明图。
图2是示出实施例1的第一切屑排出槽和第二切屑排出槽的概要的概略展开图。
图3是示出实施例2的第一切屑排出槽和第二切屑排出槽的概要的概略展开图。
图4是示出另一个例子的第一切屑排出槽和第二切屑排出槽的概要的概略展开图。
图5是示出实验条件和实验结果的表。
图6是示出实验条件和实验结果的表。
图7是示出实验条件和实验结果的表。
标号说明
1:工具主体;
2a、2b:切屑排出槽。
具体实施方式
根据附图,以示出本发明的作用的方式对本发明的优选实施方式简单地进行说明。
通过设置使第一切屑排出槽2a和第一切屑排出槽2b并行的并行部,与不连续设置两个切屑排出槽而是分别独立设置的情况相比,能够减小槽容积从而确保刚性。
此外,通过构成为以使第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b中的一方的螺旋角呈2段变化、另一方的螺旋角呈3段变化的方式将两者连续设置,能够使切屑排出槽的螺旋角的变化数为最小限度,并使并行移行部(工具轴向的并行移行部的距离)尽可能地缩短,能够相应地使有助于刚性提高的并行部(工具轴向的并行部的距离)变长,由此,能够大幅改善耐折损性和孔位置精度。
实施例1
根据附图对本发明的具体的实施例1进行说明。
实施例1是一种钻孔工具,在工具主体1的末端设置有两个切削刃,在该工具主体1的外周设置有从工具末端朝向基端侧的两个螺旋状的第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b,所述第一切屑排出槽2a具备分别具有规定的螺旋角的三个螺旋区域,所述第二切屑排出槽2b具备分别具有规定的螺旋角的两个螺旋区域,所述切屑排出槽2a、2b中的一个切削排出槽2a、2b与另一个切削排出槽2a、2b的中途部连续设置,所述第一切屑排出槽2a和所述第二切屑排出槽2b中的至少一个切屑排出槽形成至工具主体1的基端侧的规定位置,从工具末端侧起依次设有:两槽部,在该两槽部,所述第一切屑排出槽2a和所述第二切屑排出槽2b的螺旋角相等;并行移行部,在该并行移行部,所述第一切屑排出槽2a和所述第二切屑排出槽2b以螺旋角不同的方式连续设置;以及并行部,在该并行部,以使连续设置的所述第一切屑排出槽2a和所述第二切屑排出槽2b的螺旋角相等的方式使两者并行,所述第一切屑排出部2a和所述第二切屑排出槽2b的所述并行部的螺旋角设定为比所述两个槽部的螺旋角大的角度,最靠工具末端侧的所述螺旋角的变化位置被设置在如下位置:与工具末端相距工具直径的1.5倍以上、且相距形成至工具主体1的基端侧的规定位置的切屑排出槽的全长的1/2以下。
实施例1是PCB钻头,其由以下部分构成:工具主体1,其在外周设置有螺旋状的切屑排出槽;锥柄部,其与工具主体1连续设置,并朝向工具基端侧逐渐扩径;以及柄部,其与锥柄部连续设置,直径为3.175mm。工具主体1由超硬合金部件形成,柄部由不锈钢部件形成,将这两者接合而构成。尽管未对锥柄部和柄部进行图示,但一般将锥柄部设定为20°以上、90°以下,在实施例1中以30°形成。
在实施例1中,如图1所示,是一种两刃两槽形状的钻头,其中,第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b在工具主体1的外周各设有一个,这两个切屑排出槽从工具末端观察相对于旋转中心以180°的分割角度设置,在该第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b的前刀面与工具主体1的末端后刀面的交叉棱线部分别与工具主体1一体地设置有切削刃4。即,该切削刃4也是从工具末端观察相对于旋转中心以180°的分割角度设置。具体地讲,该钻头为工具的纵横比为15以上、工具直径为0.7mm以下的PCB钻头。
在实施例1中,第二切屑排出槽2b形成至工具主体1的基端侧的规定位置(所述锥柄部的近前位置),与该第二切屑排出槽2b连续设置且并行的第一切屑排出槽2a形成为比第二切屑排出槽2b短。即,形成为如下的结构(并行槽):第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b以不同的螺旋角连续设置且两者的一部分重叠,然后,两槽以相等的螺旋角在各槽的最深点离开规定的距离的状态下并行。此外,也可以使两个切屑排出槽的槽长颠倒,使第一切屑排出槽2a形成为比第二切屑排出槽2b长。
像上述那样将第一切屑排出槽2a连续设置在第二切屑排出槽2b的中途部的理由如下所述。
作为PCB钻头的折损的主要原因,可以列举出:(a)以钻头刚性(强度)不足为起因的偏孔;(b)以切屑排出槽的槽容积不足、螺旋角小(影响切屑排出槽内的切屑上升作用)等为起因的切屑排出困难;(c)以磨损为起因的偏孔、切屑排出恶化等。
在任何情况下都是对加工孔的直径的加工深度越深,以上述(a)~(c)为起因,切削阻力就越是上升,钻头的强度越无法耐受,因此造成折损。由此,为了改善钻头的耐折损性,确保刚性和降低切屑阻力(改善排出性、降低与孔内壁之间的接触面积)成为课题,但所述确保刚性和降低切屑阻力处于权衡(trade-off)的关系。
此外,PCB钻头形成刚性越高的形状就越难以挠曲,存在孔位置精度改善的倾向。但是,相应地,切屑排出性恶化,孔内壁粗糙度恶化,由于无法获得良好的切屑排出性而导致孔周围的切屑残留,或者伴随于此产生盖板的变形,由此,盖板进入时的直进性能恶化,孔位置精度恶化。
因此,通过形成为前述那样的、第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b连续设置的形状(两刃槽连续设置形状),使工具末端侧具有良好的切削性和排出性,在工具基端侧(根部侧)能够确保刚性,与以往的两刃两槽形状相比,能够改善耐折损性和孔位置精度。
此外,在实施例1中,不仅仅是成为上述两刃槽连续设置形状,还在第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b的螺旋角的变化段数上进行研究,由此,缩短了工具轴向的并行移行部的距离,尽可能地增长有助于刚性提高的并行部的距离,实现了钻头的刚性提高和孔位置精度的改善。
即,实施例1中以下述方式连续设置第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b:使第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b两者的螺旋角在中途变化,从而尽可能地缩短工具轴向的并行移行部的距离。具体地讲,以下述方式构成:作为第二切屑排出槽2b,使螺旋角呈2段变化(以具有两个螺旋区域的方式使螺旋角变化一次),并且,作为第一切屑排出槽2a,使螺旋角呈3段变化(以具有三个螺旋区域的方式使螺旋角变化两次),在工具中途部将两者连续设置。
具体地讲,如图2所示,在实施例1中以下述方式构成:第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b的末端部(两槽部)的螺旋角θ1设定为相同角度,将第二切屑排出槽2b从第1螺旋角变化位置P1起设定为螺旋角θ2,并且使第一切屑排出槽2a从第2螺旋角变化位置P2起设定为螺旋角θ3,由此与第二切屑排出槽2b连续设置,在连续设置后,将第一切屑排出槽2a从第3螺旋角变化位置P3起设定为螺旋角θ2,由此使两者并行。不按切屑排出槽,将螺旋角变化位置从工具末端侧依次称为第一螺旋角变化位置(最靠工具末端侧的螺旋角变化位置)、第二螺旋角变化位置和第三螺旋角变化位置。此外,将上述第一切屑排出槽2a处的并行移行部的螺旋角θ3称为连续设置角。
此外,在图中,两槽部是指:从工具末端起,所述第一切屑排出槽2a和所述第二切屑排出槽2b的螺旋角相等,并且在工具轴向到第1螺旋角变化位置P1为止的区间;并行移行部是指从第1螺旋角变化位置P1到第3螺旋角变化位置P3的区间;并行部是指从第3螺旋角变化位置P3到工具基端侧并行形成有所述第一切屑排出槽2a和所述第二切屑排出槽2b的区间。此外,在实施例1中,第一螺旋角变化位置P1设置在如下位置:与工具末端相距工具直径的1.5倍以上、且相距形成至工具主体1的基端侧的规定位置的切屑排出槽(第二切屑排出槽2b)的槽长的1/2以下的位置。如果第1螺旋角变化位置P1设置在与工具末端相距小于工具直径的1.5倍的位置,则在再次研磨时研磨到该变化位置P1的可能性较高,难以获得恰当的刃形状,如果设置在与工具末端相距比第二切屑排出槽2b的槽长的1/2靠基端侧的位置,则两槽部变得过长,槽容积增大,工具的刚性劣化,孔位置精度恶化或折损的可能性增高。此外,像上述那样,在两个切屑排出槽的槽长颠倒的结构的情况下,第1螺旋角变化位置P1设置在与工具末端相距工具直径的1.5倍以上、第一切屑排出槽2a的槽长的1/2以下的位置。
更为具体地讲,在实施例1中,将第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b的两槽部的螺旋角θ1设定为30°以上、50°以下(同一角度),以将第一切屑排出槽2a的并行移行部的螺旋角θ3(连续设置角)和两槽部的螺旋角θ1的差设定在3°以上、25°以下的方式将第一切屑排出槽2a与第二切屑排出槽2b连续设置,并以将并行部的螺旋角θ2设定为比两槽部的螺旋角θ1大2°以上、20°以下的角度(同一角度)的方式使两者并行。
在两槽部的螺旋角小于30°时,切屑的排出性恶化,内壁粗糙度容易恶化,并且容易折损。另一方面,当大于50°时,切削刃的楔角(前刀面和后刀面所成的角)减小,因此,切削刃容易缺损,切削性恶化,并容易引起孔位置精度和内壁粗糙度的恶化。在实施例1中设定为45°。
此外,在两刃两槽形状的情况下,在末端部将两个螺旋角设定为相等的角度,由此,在进入被切削件时直进性良好,能够获得良好的孔位置精度。
考虑到制造的容易程度,以往的一般的PCB钻头的切削排出槽的螺旋角从末端到基端是恒定的。但是,通过在槽长内使螺旋角变化,与螺旋角恒定的钻头相比,能够改善性能。即,可以为以下等情况:例如在末端部,为了防止卷缠,将螺旋角设定为较小,相应地,将基端侧的螺旋角设定为较大,从而提高切屑的排出性能。
这样,通过使切削排出槽的螺旋角呈多段变化,来实现用于性能改善的形状最优化,但是,其螺旋角的阶段数越多(例如为,使第二切屑排出槽2b的螺旋角2b呈3段变化、第一切屑排出槽2a的螺旋角呈4段变化的结构,或使第二切屑排出槽2b的螺旋角2b呈4段变化、第一切屑排出槽2a的螺旋角呈5段变化的结构等),形状就越复杂,制造变得困难。由此,期望以最小限度的阶段数来高效地使形状最优化。
但是,在槽连续设置之后并行的形状(槽连续设置并行形状)的钻头由两槽部、并行移行部和并行部构成。
在并行部,切屑排出槽彼此重叠,与将两个切屑排出槽独立设置的情况相比,能够减小槽容积,因此能够确保刚性。由此,越是将在槽长内并行部的比例设定为比两槽部(和并行移行部)的比例大,钻头就越不易挠曲。
在工具末端部的两槽部,独立设置有两个切屑排出槽,在各切屑排出槽设置有切削刃,因此,能够获得良好的切削性能和排出性。
像上述那样,在并行部能够确保刚性,另一方面,有可能使排出性恶化,并有可能由此而容易折损。因此,通过将并行部的螺旋角设定为比两槽部的螺旋角大2°以上、20°以下,来弥补排出性,从而改善耐折损性。在这里,如果小于2°则难以获得充分的排出性改善效果,如果大于20°则刚性劣化,钻头容易挠曲。
此外,在并行移行部中,存在设置有螺旋角不同的、独立的两个切屑排出槽的区间。在该区间中,切屑的流动不平衡,并且两个切屑排出槽独立存在,因此,与并行部相比槽容积变大,在刚性的方面容易变得不稳定。由此,使该并行移行部的长度(工具轴向的并行移行部的距离)尽可能缩短(使槽长内的并行移行部的比例减小)为好。
此外,为了将螺旋角的阶段数以最小的次数来形成槽连续设置并行形状,在各切屑排出槽将螺旋角设定为以2段变化,将各螺旋角变化的位置设定为不同的位置,这样,能够成为槽连续设置并行形状。但是,将一个切屑排出槽的螺旋角设定为呈3段变化,将另一个切屑排出槽的螺旋角设定为呈2段变化能够缩短工具轴向的并行移行部的距离,减小槽长内的并行移行部的比例,实现了钻头性能的进一步改善。
此外,通过设置更多的螺旋角阶段数,能够进一步缩短工具轴向的并行移行部的距离,但如上所述,螺旋角的变化的次数越多,制造越困难。由此,通过以将一个切屑排出槽的螺旋角设定为呈3段变化,将另一个切屑排出槽的螺旋角设定为呈2段变化的方式形成并行形状,能够以更少的螺旋角阶段数改善性能。
在实施例1中,如图2所示,构成为使第二切屑排出槽2b的螺旋角以2段变化(在P1的位置从θ1变化为θ2),使第一切屑排出槽2a的螺旋角以3段变化(在P2的位置从θ1变化为θ3,在P3的位置从θ3变化为θ2)。
在以使连续设置角θ3比两槽部的螺旋角θ1和并行部的螺旋角θ2大的方式连续设置且并行的情况下,并行移行部处的切屑排出性良好,耐折损性良好。此时,期望θ3与θ1之间的差为3°以上、25°以下,如果比3°小则并行移行部过长,并行部相应地缩短,因此工具的刚性下降,如果比25°大则并行移行部的螺旋角过大,因此并行移行部的扭转刚性降低,容易折损。此外,更优选为,使θ3和θ1的差为5°以上、15°以下即可。
此外,像图4所示的另一个例子那样,在以使连续设置角θ3比两槽部的螺旋角θ1和并行部的螺旋角θ2小的方式连续设置且并行的情况下,并行移行部处的扭转刚性强化,孔位置精度良好。此时,期望θ3与θ1之间的差为3°以上、25°以下,如果比3°小则并行移行部过长,并行部相应地缩短,因此工具的刚性下降,如果比25°大则并行移行部处的排出性降低,容易折损。此外,更优选为,使θ3和θ1的差为5°以上、15°以下即可。
在实施例1中,构成为以使θ3比θ1和θ2大的方式来连续设置且并行。具体地讲,将θ1设定为45°,将θ2设定为50°,将θ3设定为55°。即,θ3和θ1的差为10°。此外,在图4的另一个例子中,构成为以使θ3比θ1和θ2小的方式来连续设置且并行,将θ1设定为45°,将θ2设定为50°,将θ3设定为35°。即,θ3和θ1的差为10°。
上述螺旋角θ1~θ3的设定是根据印刷电路板材料的加工特性、产品的要求品质选定的,一般通过应用在钻孔加工困难的、纵横比在15以上的钻头中而特别发挥效果。
此外,所述并行部的始端位置处的并行槽的轴向槽宽被设定为,在最靠工具末端侧的螺旋角的变化位置的轴向槽宽的1.1倍以上、1.9倍以下。在实施例1中,并行部的始端位置处的并行槽的轴向槽宽B设定为,在连续设置点(第一切屑排出槽2a与第二切屑排出槽2b的槽棱线的交点)近前的第1螺旋角变化位置P1的轴向槽宽A的1.1倍以上、1.9倍以下。并行部的始端位置Q是第3螺旋角变化位置P3。并行部的始端位置Q处的并行槽的轴向槽宽B是指,包括并行部的始端位置且在工具轴向基端侧测定出的槽宽。具体地讲,在实施例1中,是指以与第二切屑排出槽2b的槽棱线交叉的并行部的始端位置为起点,朝向工具轴向基端侧测定出的轴向的槽宽B。在所述并行部的始端位置Q处的并行槽的轴向槽宽B小于最靠工具末端侧的第1螺旋角的变化位置P1的轴向槽宽A的1.1倍的情况下,槽容积过小,难以获得顺畅的切屑排出性,在大于1.9倍的情况下,槽容积大,因而难以确保钻头的刚性。在实施例1中,并行部的始端位置Q处的并行槽的轴向槽宽B设定为连续设置点近前的第1螺旋角变化位置P1的轴向槽宽A的1.5倍。
此外,两个切屑排出槽中的一个切屑排出槽的槽长设定为另一个切屑排出槽的槽长的50%以上、95%以下。在实施例1中,第一切屑排出槽2a的槽长比形成到工具主体1的基端的第二切屑排出槽2b的槽长短,并且设定为第二切屑排出槽2b的槽长的50%以上、95%以下。虽然也可以使两个槽长为相同长度,但通过形成为不同的长度,能够在容易成为折损起点的工具基端部(根部)确保刚性,能够进一步改善耐折损性。在第一切屑排出槽2a的槽长小于第二切屑排出槽2b的槽长的50%的情况下,由于为了向基板外排出切屑而变得重要的从槽中间部到基端的槽容积减小,因此,由于切屑堵塞导致折损的可能性增高,在长于第二切屑排出槽2b的槽长的95%的情况下,第一切屑排出槽2a的槽长与第二切屑排出槽2b的槽长之差减小,在工具基端部难以确保刚性。在实施例1中,将第一切屑排出槽2a的槽长设定为第二切屑排出槽2b的槽长的90%。此外,在图4所示的另一个例子中,设定为第二切屑排出槽2b的槽长比形成到工具主体1的基端的第一切屑排出槽2a的槽长短,具体为,第二切屑排出槽2b的槽长为第一切屑排出槽2a的槽长的90%。
此外,在实施例1中,对于包括所述第一切屑排出槽2a和所述第二切屑排出槽2b的终端的切槽结束端点(切れ上がり端点)的各工具轴直角截面中的第一线以及第二线,在从工具的轴向观察投影到同一轴直角投影面时,在该投影面,将所述第一线和所述第二线所成的狭角(所谓的切槽结束狭角(切れ上がり狭角))设定为大于90°且在180°以下(切槽结束狭角由第一切屑排出槽2a的切槽结束端点和第二切屑排出槽2b的切槽结束端点的旋转相位差(角度差)表示。),其中,所述第一线连接所述第一切屑排出槽2a和所述第二切屑排出槽2b中任一方的切槽结束端点和工具的旋转轴心,所述第二线连接另一方的切槽结束端点和工具的旋转轴心。
如果切槽结束狭角为90°以下,则切屑的排出方向偏倚,因此,在工具基端侧成为不平衡的排出,有可能引起突发性的偏孔。
由此,通过使第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b的切槽结束狭角大于90°且在180°以下,能够防止切屑的排出的偏倚,能够平衡性良好地排出切屑。
此外,也可以在工具主体1包覆润滑性覆膜、例如非晶体碳覆膜等。通过包覆非晶体碳覆膜等润滑性覆膜,来改善切屑排出性,能够实现活用了刚性优异的形状的、高精度的钻孔加工。
此外,也可以构成为在切屑排出槽和槽脊部3之间设置铲背面。此时,由于能够在钻孔加工时减少槽脊部的外周和孔内壁之间的接触面积,因此能够降低工具末端部的切削阻力。
由于实施例1以上述方式构成,所以通过设置使第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b并行的并行部,与不使多个切屑排出槽连续设置而是独立设置的情况相比,能够减小槽容积来确保刚性,此外,通过构成为以使第二切屑排出槽2b的螺旋角呈2段变化,第一切屑排出槽2a的螺旋角呈3段变化的方式使两者连续设置,能够使切屑排出槽的螺旋角的变化数为最小限度,并且能够尽可能地缩短工具轴向的并行移行部的距离,能够使有助于刚性提高的并行部相应地增长,由此,能够大幅改善耐折损性和孔位置精度。
实施例2
根据附图对本发明的具体的实施例2进行说明。
如图3所示,在实施例2中以下述方式构成:将第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b的末端部(两槽部)的螺旋角θ1设定为相同角度,将第一切屑排出槽2a从第1螺旋角变化位置P1起设定为螺旋角θ3(连续设置角),由此与第二切屑排出槽2b连续设置,在连续设置后,将第一切屑排出槽2a从第3螺旋角变化位置P3起设定为螺旋角θ2,由此使两者并行。
其余和实施例1一样。
关于已经证实的实施例,说明上述实施例1、2的效果。
图5~图7是示出使钻头的两个切屑排出槽的形态变化来评价耐折损性和孔位置精度的实验条件和实验结果的表。
图5的实验中使用的钻头的工具直径为0.1mm,槽长(两个切屑排出槽中较长一方的槽长)为1.8mm,纵横比为18。在图5中,为了与实验例相比较,在以往例1和以往例2中,将两个切屑排出槽表现为第一切屑排出槽和第二切屑排出槽(图6和图7也一样),但以往例1示出了使一个切屑排出槽(第一切屑排出槽)的螺旋角以3段变化而使另一个切屑排出槽(第二切屑排出槽)的螺旋角不变化(1段,保持45°)的例子,以往例2示出了使两个切屑排出槽(第一切屑排出槽和第二切屑排出槽)分别以2段变化的例子。此外,实验例1、实验例2(实施例1)和实验例3(另一个例子)是第一切屑排出槽的螺旋角以3段变化、第二切屑排出槽以2段变化的例子,在实验例1和实验例2中,如图2所示,是使连续设置角θ3大于两槽部的螺旋角θ1的例子,在实验例3中,如图4所示,是使连续设置角θ3比两槽部的螺旋角θ1小的例子。此外,钻头的材质及其它形状项目(末端角、芯厚(ウェブ厚)等)相同。此外,各钻头的最靠末端侧的螺旋角变化位置为0.35mm。
借助以上钻头,将作为基材的“BT厚度0.1mm(两面板)”重叠8张,并使用带有树脂的铝板(厚度为0.11mm)来作为盖板,使用胶木板(厚度1.5mm)来作为垫板,在钻头(主轴)的转速:300krpm、进给速度:3.0m/min、主轴的上升速度:50m/min的条件下进行钻孔加工实验。
折损寿命以各规格5根,计算到各钻头折损为止的钻孔次数的平均值来进行评价。此外,孔位置精度为计算各规格5根(每根4000次,共计20,000次)的最下基板背侧的所有加工孔的孔偏移量的平均+3σ值来进行评价。
由图5能够确认:与以往例1、2相比,实验例1、2、3都是耐折损性和孔位置精度优异的。此外,能够确认:连续设置角θ3较大一方的耐折损性优异,较小一方的孔位置精度优异。
图6的实验中使用的钻头的工具直径为0.3mm,槽长为6.5mm,纵横比为22。此外,以往例3是使一个切屑排出槽的螺旋角不变化,而使另一个切屑排出槽以3段变化的例子,以往例4是使两个切屑排出槽分别以2段变化的例子,实验例4和实验例5是第一切屑排出槽的螺旋角以3段变化、第二切屑排出槽以2段变化的例子,在实验例4中,如图2所示,是使连续设置角θ3大于两槽部的螺旋角θ1的例子,在实验例5中,如图4所示,是使连续设置角θ3比两槽部的螺旋角θ1小的例子。此外,钻头的材质及其它形状项目(末端角、芯厚等)相同。此外,各钻头的最靠末端侧的螺旋角变化位置为1.0mm。
借助以上钻头,将作为基材的“FR-4无卤素材料厚度1.6mm(6层板)”重叠3张,使用铝板(厚度为0.15mm)来作为盖板,使用胶木板(厚度1.5mm)来作为垫板,在钻头(主轴)的转速:120krpm、进给速度:2.1m/min、主轴的上升速度:25.4m/min的条件下进行钻孔加工实验。
折损寿命以下述方式评价:各规格10根,以10,000次设定进行加工,计算在10,000次以前折损了的钻头的折损率。此外,孔位置精度为计算各规格10根(每根2000次,共计20,000次)的最下基板背侧的所有加工孔的孔偏移量的平均+3σ值来进行评价。
由图6能够确认:与以往例3、4相比,实验例4、5都是耐折损性和孔位置精度优异的。此外,能够确认:连续设置角θ3较大一方的耐折损性优异,较小一方的孔位置精度优异。
图7的实验中使用的钻头的工具直径为0.65mm,槽长为10mm,纵横比为15。此外,以往例5是使一个切屑排出槽的螺旋角不变化而使另一个切屑排出槽以3段变化的例子,以往例6是使两个切屑排出槽分别以2段变化的例子,实验例6和实验例7是第一切屑排出槽的螺旋角以3段变化、第二切屑排出槽以2段变化的例子,在实验例6中,如图2所示,是使连续设置角θ3大于两槽部的螺旋角θ1的例子,在实施例7中,如图4所示,是使连续设置角θ3比两槽部的螺旋角θ1小的例子。此外,钻头的材质及其它形状项目(末端角、芯厚等)相同。此外,各钻头的最靠末端侧的螺旋角变化位置为1.2mm。
借助以上钻头,将作为基材的“FR-4无卤素材料厚度1.6mm(6层板)”重叠5张,使用铝板(厚度为0.15mm)来作为盖板,使用胶木板(厚度1.5mm)来作为垫板,在钻头(主轴)的转速:70krpm、进给速度:2.1m/min、主轴的上升速度:25.4m/min的条件下进行钻孔加工实验。
折损寿命以下述方式评价:各规格10根,以10,000次设定进行加工,计算在10,000次以前折损了的钻头的折损率来进行评价。此外,孔位置精度为计算各规格10根(每根2000次,共计20,000次)的最下基板背侧的所有加工孔的孔偏移量的平均+3σ值来进行评价。
由图7能够确认:与以往例5、6相比,实验例6、7都是耐折损性和孔位置精度优异。此外,能够确认:连续设置角θ3较大一方的耐折损性优异,较小一方的孔位置精度优异。
由上能够确认,在工具直径为0.7mm以下的钻头中,各实施例与以往例相比都是耐折损性和孔位置精度优异。
Claims (15)
1.一种钻孔工具,在工具主体的末端设置有两个切削刃,在所述工具主体的外周设置有从工具末端朝向基端侧的两个螺旋状的第一切屑排出槽和第二切屑排出槽,所述第一切屑排出槽具备分别具有规定的螺旋角的三个螺旋区域,所述第二切屑排出槽具备分别具有规定的螺旋角的两个螺旋区域,这两个切屑排出槽中的一个切削排出槽与另一个切削排出槽的中途部连续设置,所述第一切屑排出槽和所述第二切屑排出槽中的至少一个切屑排出槽形成到工具主体的基端侧的规定位置,从工具末端侧起依次设有:两槽部,在该两槽部,所述第一切屑排出槽的螺旋角和所述第二切屑排出槽的螺旋角相等;并行移行部,在该并行移行部,所述第一切屑排出槽和所述第二切屑排出槽以螺旋角不同的方式连续设置;和并行部,在该并行部,以连续设置的所述第一切屑排出槽和所述第二切屑排出槽的螺旋角相等的方式使两者并行,
所述钻孔工具的特征在于,
所述第一切屑排出槽和所述第二切屑排出槽的所述并行部的螺旋角被设定为比所述两槽部的螺旋角大的角度,最靠工具末端侧的所述螺旋角的变化位置被设置在如下位置:与工具末端相距工具直径的1.5倍以上、且相距形成到工具主体的基端侧的规定位置的切屑排出槽的槽长的1/2以下。
2.根据权利要求1所述的钻孔工具,其特征在于,所述第一切屑排出槽的所述并行移行部的螺旋角比所述两槽部的螺旋角大。
3.根据权利要求1所述的钻孔工具,其特征在于,所述第一切屑排出槽的所述并行移行部的螺旋角与所述两槽部的螺旋角的差被设定为3°以上、25°以下。
4.根据权利要求2所述的钻孔工具,其特征在于,所述第一切屑排出槽的所述并行移行部的螺旋角与所述两槽部的螺旋角的差被设定为3°以上、25°以下。
5.根据权利要求1所述的钻孔工具,其特征在于,所述第一切屑排出槽的所述并行移行部的螺旋角与所述两槽部的螺旋角的差被设定为5°以上、15°以下。
6.根据权利要求2所述的钻孔工具,其特征在于,所述第一切屑排出槽的所述并行移行部的螺旋角与所述两槽部的螺旋角的差被设定为5°以上、15°以下。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的钻孔工具,其特征在于,所述第一切屑排出槽和所述第二切屑排出槽的两槽部的螺旋角被设定为30°以上、50°以下。
8.根据权利要求1~6中的任一项所述的钻孔工具,其特征在于,所述第一切屑排出槽和所述第二切屑排出槽的并行部的螺旋角被设定为比所述两槽部的螺旋角大2°以上、20°以下的角度。
9.根据权利要求7所述的钻孔工具,其特征在于,所述第一切屑排出槽和所述第二切屑排出槽的并行部的螺旋角被设定为比所述两槽部的螺旋角大2°以上、20°以下的角度。
10.根据权利要求1~6中的任一项所述的钻孔工具,其特征在于,所述并行部的始端位置处的并行槽的轴向槽宽被设定为最靠工具末端侧的螺旋角的变化位置处的轴向槽宽的1.1倍以上、1.9倍以下。
11.根据权利要求7所述的钻孔工具,其特征在于,所述并行部的始端位置处的并行槽的轴向槽宽被设定为最靠工具末端侧的螺旋角的变化位置处的轴向槽宽的1.1倍以上、1.9倍以下。
12.根据权利要求8所述的钻孔工具,其特征在于,所述并行部的始端位置处的并行槽的轴向槽宽被设定为最靠工具末端侧的螺旋角的变化位置处的轴向槽宽的1.1倍以上、1.9倍以下。
13.根据权利要求9所述的钻孔工具,其特征在于,所述并行部的始端位置处的并行槽的轴向槽宽被设定为最靠工具末端侧的螺旋角的变化位置处的轴向槽宽的1.1倍以上、1.9倍以下。
14.根据权利要求1~6中的任一项所述的钻孔工具,其特征在于,所述两个切屑排出槽中的一个切屑排出槽的槽长被设定为另一个切屑排出槽的槽长的50%以上、95%以下。
15.根据权利要求1~6中的任一项所述的钻孔工具,其特征在于,所述第一切屑排出槽和所述第二切屑排出槽的切槽结束狭角被设定为大于90°且在180°以下。
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