CN105642984A - 旋转切削工具 - Google Patents

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屈建国
李凯
邹卫贤
张辉
王磊
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Abstract

本发明适用于切削工具技术领域，特别适用于印制电路板板边铣削的微型钻头技术领域，公开了一种旋转切削工具，包括切削部，切削部具有副螺旋槽和多条螺旋角相同且右旋的主螺旋槽；副螺旋槽包括一条由切削部的前端向后端螺旋上升设置的左旋螺旋槽；螺旋上升的副螺旋槽和各主螺旋槽在切削部形成有多个断面形状呈梯形的切削齿，沿着副螺旋槽的螺旋方向，相邻切削齿之间齿宽部分重叠。本发明所提供的旋转切削工具，其齿形采用近似矩形的梯形结构，保证在切削过程中随着磨损量的增加齿宽基本不变，从而保证切削稳定性；而且旋转切削工具的齿交替，有助于显著地提高排屑性能和切削性能，不仅所加工的板边质量好，且使用寿命延长58.8％。

Description

旋转切削工具
技术领域
本发明属于切削工具技术领域，尤其涉及一种旋转切削工具。
背景技术
随着电子设备行业追求更薄、更快的发展，对印制电路板的加工要求越来越高，因此提高加工效率及加工精度对整个行业的发展是至关重要的。旋转切削工具(微型铣刀)用于加工印制电路板的外形及切断，在数控加工中，通常将多层电路板常堆叠加工，即一次加工多层电路板，效率高，由于旋转切削工具性能欠佳，加工扭力和扭矩的存在导致铣刀切削刃发生扭曲变形，铣刀的前端变形较为严重，导致堆叠在上方板材和下方板材之间存在一定的尺寸偏差，加工效果欠佳，影响电路板厂商实际的加工效益。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了旋转切削工具，其加工性能佳。
本发明的技术方案是：一种旋转切削工具，包括切削部，所述切削部具有多条螺旋角相同的主螺旋槽，各所述主螺旋槽沿周向均布且各所述主螺旋槽的旋向为右旋；所述切削部还设置有副螺旋槽，所述副螺旋槽包括一条由所述切削部的前端向后端螺旋上升设置的左旋螺旋槽；螺旋上升的副螺旋槽和各所述主螺旋槽在切削部形成有多个切削齿，所述切削齿的断面形状呈梯形，沿着副螺旋槽的螺旋方向，相邻切削齿之间齿宽部分重叠。
可选地，所述主螺旋槽设置有5至8条。
可选地，所述副螺旋槽设置有1条，且所述副螺旋槽的螺旋圈数大于一圈。
可选地，所述主旋螺旋槽从前端至后端的齿宽一致。
可选地，所述主螺旋槽的右旋螺旋角范围20°至30°。
可选地，所述副螺旋槽的左旋螺旋角范围75°至84°。
可选地，所述主螺旋槽的右旋螺旋角范围22°-28°；所述副螺旋槽的左旋螺旋角范围78°至82°。
可选地，所述切削齿的外底角为80°至100°。
可选地，相邻所述切削齿之间齿宽部分重叠的重叠范围为10％至30％的齿宽，相邻所述切削齿之间齿间距为2至3.5倍齿宽。
可选地，所述主螺旋槽、副螺旋槽的沟幅比值交错变化设置。
本发明所提供的旋转切削工具，其齿形采用近似矩形的梯形结构，保证在切削过程中随着磨损量的增加，齿宽不变或小幅变化，从而保证切削稳定性；而且旋转切削工具的齿交替：包括同一槽形内齿间距和相邻槽形相近齿的齿宽重叠比例，两者的设置有助于显著地提高排屑性能和切削性能；在保证切削性能和排屑性能的前提下，提高加工尺寸精度，加工效果佳。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的旋转切削工具的平面示意图；
图2是本发明实施例提供的旋转切削工具的切削部前端局部示意图；
图3是本发明实施例提供的旋转切削工具的切削部前端的平面示意图；
图4是本发明实施例提供的旋转切削工具的切削部的平面示意图；
图5是本发明实施例提供的旋转切削工具的切削部前端局部示意图；
图6是本发明实施例提供的旋转切削工具的切削齿示意图；
图7是本发明实施例所提供的旋转切削工具与对比例的实测数据对比。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
如图1至图6所示，本发明实施例提供的一种旋转切削工具，可以应用于多层电路板堆叠加工，包括切削部10，所述切削部10具有多条螺旋角相同的主螺旋槽101，各所述主螺旋槽101沿周向均布且各所述主螺旋槽101的旋向为右旋；所述切削部10还设置有副螺旋槽102，所述副螺旋槽102包括一条由所述切削部10的前端向后端螺旋上升设置的左旋螺旋槽，副螺旋槽102螺旋环绕有多圈且与各主螺旋槽101交叉设置；螺旋上升的副螺旋槽102和各所述主螺旋槽101在切削部10形成有多个切削齿130，所述切削齿130的断面形状呈梯形，保证在切削过程中随着磨损量的增加，齿宽不变或小幅变化，从而保证切削稳定性。沿着副螺旋槽102的螺旋方向，相邻切削齿130之间齿宽部分重叠(如图5中的重叠部分C)，两者的设置有助于显著地提高排屑性能和切削性能；切削部10的副螺旋槽102和主螺旋槽101分别采用左右旋结构，增加螺旋槽横截面实际面积，芯厚增加，且配合具有顺锥结构的切削部10及双槽独立 排屑设置，切屑不易堵塞，在保证切削性能和排屑性能的前提下，提高加工尺寸精度，加工效果佳，保证了电路板厂商的实际加工效益。
所述切削部10具有锥度，所述切削部10的前端110的直径小于所述切削部10的后端的直径，切削部10为顺锥结构，即前端直径相对较小，后端直径相对较大，这样，在多层电路板层叠加工时，顺锥结构的切削部10可以起到定位的作用，上方板材和下方板材之间不易错位，以降低上方板材和下方板材之间的尺寸差，提升板边精度。切削部10的后端可以焊接有或一体成型有刀柄部20，本实施例中，切削部10可以采用硬质合金材料制成，刀柄部20可以采用不锈钢材料制成。
具体地，所述主螺旋槽101可以设置有5至8条等合适数量。
具体地，所述副螺旋槽102仅设置有1条，即左旋螺旋槽仅设置有1条，且所述副螺旋槽102的螺旋圈数大于一圈。
具体地，所述切削部10的锥度可以为0.02至0.03，锥度指切削部10后端直径D1、前端直径D2的差值与切削部10的长度L2之间的比值，即锥度T＝(D1-D2)/L2。
具体地，所述主螺旋槽101的右旋螺旋角范围20°-30°，例如22°至28°，优选24°、25°或26°，右旋的主螺旋槽101主要用于实现切削加工，右旋螺旋角范围为20°-30°，能够保证其具有极好的切削强度，降低加工过程中振动效应，利于提升加工效率，其角度的设计利于提高板边(PCB)的质量，且有利于延长旋转切削工具的使用寿命。
具体地，所述副螺旋槽102的左旋螺旋角范围75°-84°，例如78°至82°，优选79°、80°或81°，左旋的副螺旋槽102可以实现断屑，排屑，左旋螺旋角范围75°-84°，其能够保证加工过程中排屑顺畅，进而提高旋转切削工具的使用寿命。
具体地，所述主旋螺旋槽从前端至后端的齿宽一致，均匀一致的齿宽能够保证加工板材时受力均匀，提升加工稳定性。所谓齿宽就是刀具右旋螺旋槽上进行切削区域的宽度。由于刀具本身具有锥度设计，所以保证切削槽前后端齿宽的一致性能够保证加工板材时受力均匀，以进一步提升加工的稳定性。
具体地，所述切削齿130的外底角A为80°-100°，例如85°至95°，优选88°、92°或93°。
具体地，相邻切削齿130之间齿宽部分重叠的重叠范围为10％-30％的齿宽S，重叠范围可以为15％-25％的齿宽。齿宽部分重叠，即相邻槽形，两个临近齿之间相互重叠的区域或比例。为了保证切削的连续性，相邻槽形的两齿有重叠区域，因此重叠比例大小的设计对切削性能有重要影响，重叠区域大其切削连续性好，加工的板边整齐，但是排屑能力降低；重叠区域小，参与切削同一区域的齿减少，排屑能力好，但是板边容易出现毛刺、白点等缺陷。
具体地，相邻切削齿130之间齿间距W为2-3.5倍齿宽。
具体地，切削齿130的齿高H可以根据实际情况设定。
具体地，所述主螺旋槽101、副螺旋槽102的沟幅比值交错变化设置。
具体地，切削部10的最大直径可以为0.4至3.175mm。
本发明实施例所提供的旋转切削工具，应用于的加工外径范围可以为0.4-3.175mm。
表1是本发明实施例所提供的旋转切削工具与对比例的实测数据对比，表1中齿宽S单位：mm，槽底宽W单位：mm，齿交替比例C单位：％，统一采用直径1.5mm、长度10mm的规格(Φ1.50x10.0)，测试加工板材为HTG，板厚1.6mm，叠数5叠，加工参数：进给量F14mm/s转速S33krpm；可见，相邻切削齿130之间重叠范围为15％-25％的齿宽时，且外底角A为80°-100°时，其使用寿命长，平均达18.93m，且板边质量大多为好；而对比实施例中，其相邻切削齿130之间重叠范围在15％-25％之外，其平均寿命仅为11.92m，且板边质量为差或极差，本发明实施例所提供的旋转切削工具，不仅板边质量好，且使用寿命延长58.8％。
本发明实施例所提供的旋转切削工具，其齿形采用近似矩形的梯形结构，保证在切削过程中随着磨损量的增加齿宽不变或小幅变化，从而保证切削稳定性；而且旋转切削工具的齿交替：包括同一槽形内齿间距和相邻槽形相近齿的齿宽重叠比例，两者的设置有助于显著地提高排屑性能和切削性能；在保证切削性能和排屑性能的前提下，提高加工尺寸精度，加工效果佳，且采用左右旋结构，增加螺旋槽横截面实际面积，芯厚锥度；且锥度优化，采用双螺旋槽不交汇设计，沟幅比值交错变化，双槽独立排屑，切屑不易堵塞。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋转切削工具，包括切削部，其特征在于，所述切削部具有多条螺旋角相同的主螺旋槽，各所述主螺旋槽沿周向均布且各所述主螺旋槽的旋向为右旋；所述切削部还设置有副螺旋槽，所述副螺旋槽包括一条由所述切削部的前端向后端螺旋上升设置的左旋螺旋槽；螺旋上升的副螺旋槽和各所述主螺旋槽在切削部形成有多个切削齿，所述切削齿的断面形状呈梯形，沿着副螺旋槽的螺旋方向，相邻切削齿之间齿宽部分重叠。
2.如权利要求1所述的旋转切削工具，其特征在于，所述主螺旋槽设置有5至8条。
3.如权利要求1所述的旋转切削工具，其特征在于，所述副螺旋槽设置有1条，且所述副螺旋槽的螺旋圈数大于一圈。
4.如权利要求1所述的旋转切削工具，其特征在于，所述主旋螺旋槽从前端至后端的齿宽一致。
5.如权利要求1至4中任一项所述的旋转切削工具，其特征在于，所述主螺旋槽的右旋螺旋角范围20°至30°。
6.如权利要求1至4中任一项所述的旋转切削工具，其特征在于，所述副螺旋槽的左旋螺旋角范围75°至84°。
7.如权利要求6所述的旋转切削工具，其特征在于，所述主螺旋槽的右旋螺旋角范围22°-28°；所述副螺旋槽的左旋螺旋角范围78°至82°。
8.如权利要求1至4中任一项所述的旋转切削工具，其特征在于，所述切削齿的外底角为80°至100°。
9.如权利要求1至4中任一项所述的旋转切削工具，其特征在于，相邻所述切削齿之间齿宽部分重叠的重叠范围为10％至30％的齿宽，相邻所述切削齿之间齿间距为2至3.5倍齿宽。
10.如权利要求1至4中任一项所述的旋转切削工具，其特征在于，所述主螺旋槽、副螺旋槽的沟幅比值交错变化设置。
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