CN106270666A - 一种单刃微型钻头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单刃微型钻头，从钻头的前端部的前端面向后开设有均为螺旋状的第一排屑槽、第二排屑槽和第三排屑槽，所述第一排屑槽和所述第二排屑槽以钻心为中心呈180°旋转对称，所述第一排屑槽的部分边缘形成主切削刃，所述第二排屑槽上与所述主切削刃旋转对称对应的边缘被切除形成所述第三排屑槽，不形成切削作用。通过调整第一排屑槽和第二排屑槽，可以保证主切削刃有足够的支撑量，保证钻头本体的刚性，第一排屑槽和第二排泄槽都可以向后排屑，提高了排屑性能，同时，第一排屑槽和第二排屑槽成180°旋转对称，与非对称方式相比，降低了质心的偏移，减少钻销时的偏摆，提高了钻孔精度。

Description

一种单刃微型钻头

技术领域

本发明涉及钻头的技术领域，尤其涉及一种单刃微型钻头。

背景技术

在钻孔时需要用到钻头，麻花钻是一种常用的钻头，麻花钻在外周面呈螺旋状设置两个排屑槽，在排屑槽之间设置刃带部，在朝向排屑槽的钻头旋转方向的前刀面和前刀面后侧的后刀面的交叉棱线部设置两条相互对称的切削刃。麻花钻的两个排屑槽通常设置在相对于钻头旋转中心中心对称的位置，可以利用中心对称的刀刃进行平衡良好的切削，而且排屑性能良好，能够进行高精度的孔加工，因此使用广泛。

随着电子产品的高集成化和精密化发展，印制电路板(PCB)逐步向小孔径、窄线距、高密度和多层数的方向发展，其对机械钻孔的要求，如孔位精度和断钻率，越来越高。用于PCB板的钻头的钻径(钻头外缘的直径)一般而言都比较小，以适应小孔径的需求。但是，对于一般的麻花钻而言，如果形成小钻径的钻头，则钻头的壁厚减小，刚性降低，钻头在钻孔的过程中，容易弯曲，导致钻孔位置精度的降低。此外，PCB一般是在编织玻璃纤维形成的玻璃纤维布中浸渍树脂形成预浸树脂坯料，在该预浸树脂坯料的表层层积铜箔形成，是非均质复合材料，而且玻璃纤维的弯曲很敏感地影响到孔位置精度，所以在利用小径钻头钻削PCB时，孔位置精度进一步降低。因此，通过在小径钻头、特别是印刷电路板用小钻径的普通麻花钻钻头来获得良好的孔位置精度比较困难。CN200510105356.2提出了一种双排屑槽相对于旋转中心非中心对称性的新结构钻头，通过形成第一个排屑槽来确保壁厚(刚性)的结构，另一个排屑槽相对于第一个排屑槽非中心对称偏置设置，不形成主切削刃，不起切削作用，且其槽长小于第一排屑槽槽长，增加了一定的壁厚，因而增加了钻头的刚性，提高了钻孔的精度。但是非对称设计的钻尖导致质心偏移，钻削时容易发生偏摆，降低了钻孔精度。

发明内容

本发明的目的在于提出一种单刃微型钻头，具有较好的刚性，且降低了质心的偏移，减少钻销时的偏摆，提高了钻孔精度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种单刃微型钻头，从钻头的前端部的前端面向后开设有均为螺旋状的第一排屑槽、第二排屑槽和第三排屑槽，所述第一排屑槽和所述第二排屑槽以钻心为中心呈180°旋转对称，所述第一排屑槽的部分边缘形成主切削刃，所述第二排屑槽上与所述主切削刃旋转对称对应的边缘被切除形成所述第三排屑槽，不形成切削作用。

其中，所述第三排屑槽连通所述第一排屑槽和所述第二排屑槽。

其中，所述第三排屑槽与所述第一排屑槽连通后并排向后螺旋延伸。

其中，所述第三排屑槽和所述第二排屑槽均为短盲槽且均不与所述第一排屑槽连通。

其中，所述前端部的顶部设置有横刃，所述横刃的部分被切除形成第四排屑槽，。

其中，所述第一排屑槽与钻头的外缘的交线上靠近钻尖的两个端点的连线为第一连线，所述第三排屑槽与所述第四排屑槽的交线上靠近钻尖的端点为第一交点，所述第三排屑槽与钻头的外缘的交线上靠近钻尖的端点为第二交点，所述第一交点和所述第二交点的连线为第二连线，所述第一连线和所述第二连线的夹角为45°-90°。

其中，所述第四排屑槽与所述第二排屑槽的交线上靠近钻尖的端点为第三交点，所述第一交点和所述第三交点的连线为第三连线，所述第三连线与所述第二连线的夹角为5°-75°。

其中，所述第二排屑槽的长度为钻头直径的2.5倍—4倍，所述第四排屑槽的长度为钻头直径的1倍-4倍。

其中，所述第一排屑槽、所述第二排屑槽和所述第三排屑槽分别为螺旋角在38°-42°内恒定或变化的螺旋槽。

其中，所述第二排屑槽槽深小于所述第一排屑槽的槽深，且大于钻头半径的10％。

有益效果：本发明提供了一种单刃微型钻头，从钻头的前端部的前端面向后开设有均为螺旋状的第一排屑槽、第二排屑槽和第三排屑槽，所述第一排屑槽和所述第二排屑槽以钻心为中心呈180°旋转对称，所述第一排屑槽的部分边缘形成主切削刃，所述第二排屑槽上与所述主切削刃旋转对称对应的边缘被切除形成所述第三排屑槽，不形成切削作用。通过调整第一排屑槽和第二排屑槽，可以保证主切削刃有足够的支撑量，保证钻头本体的刚性，第一排屑槽和第二排泄槽都可以向后排屑，提高了排屑性能，同时，第一排屑槽和第二排屑槽成180°旋转对称，与非对称方式相比，降低了质心的偏移，减少钻销时的偏摆，提高了钻孔精度。

附图说明

图1是本发明的实施例1提供的单刃微型钻头的水平放置的局部结构示意图。

图2是本发明的实施例1提供的单刃微型钻头的结构示意图。

图3是图2的A处的局部放大图。

图4是本发明的实施例1提供的单刃微型钻头的局部结构示意图一。

图5是本发明的实施例1提供的单刃微型钻头的局部结构示意图二。

图6是本发明的实施例1提供的单刃微型钻头的局部结构示意图三。

图7是本发明的实施例1提供的单刃微型钻头的钻尖方向的视图。

图8是本发明的实施例2提供的单刃微型钻头的钻尖方向的视图。

图9是本发明的实施例2提供的单刃微型钻头的结构示意图。

图10是图9的B处的局部放大图。

图11是本发明的实施例2提供的单刃微型钻头的局部结构示意图一。

图12是本发明的实施例2提供的单刃微型钻头的局部结构示意图二。

其中：

1-第一排屑槽，11-第一连线，2-第二排屑槽，3-第三排屑槽，31-第一交点，32-第二交点，33-第二连线，4-第四排屑槽，41-第三交点，41-第三连线，5-主切削刃，6-横刃，7-导向部，α-顶角，β-螺旋角，θ-第一排屑槽和第三排屑槽的夹角，γ-第四排屑槽和第三排屑槽的夹角，L-导向部沿钻头轴向方向的长度。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

如图1-图7所示，本实施例提供了一种单刃微型钻头，从钻头的前端部的前端面向后开设有均为螺旋状的第一排屑槽1、第二排屑槽2和第三排屑槽3，第一排屑槽1和第二排屑槽2以钻心为中心呈180°旋转对称，第一排屑槽1的部分边缘形成主切削刃5，第二排屑槽2上与主切削刃5旋转对称对应的边缘被切除形成第三排屑槽3，不形成切削作用。

与双切削刃相比，只具有一个切削刃即主切削刃5时，可以只考虑主切削刃5的刚性，通过调整第一排屑槽1和第二排屑槽2，可以优先满足主切削刃5后方的壁厚，以获得较大的支撑量，提高主切削刃5的刚性。第一排屑槽1和第二排泄槽2都可以排屑，提高了排屑性能，同时，第一排屑槽和第二排屑槽成180°旋转对称，与非对称的方式相比，质心更靠近钻头的中心，降低了质心的偏移，减少钻销时的偏摆，提高了钻孔精度。第二排屑槽2槽深可以设置为小于第一排屑槽1的槽深，且大于钻头半径的10％。槽深是指槽的深度，螺旋的排屑槽的槽深是指排屑槽的边缘到排屑槽的底部沿钻头的径向方向的距离，由于第二排屑槽2只是用于排出切屑，因此，为了提高第一排屑槽1上的主切削刃5的刚度，可以减少第二排屑槽2的槽深，增加主切削刃5后方的支撑量。但是为了保证容屑性能和排屑性能，第二排屑槽2的槽深应该大于钻头半径的10％。

本实施例中，第三排屑槽3和第二排屑槽2均为短盲槽且均不与第一排屑槽1连通。避免了在与第一排屑槽1的连通区域处的金属基体太少，钻头的刚性降低，影响钻孔的精度，且容易折断。第一排屑槽1可以为螺旋角β在35°-50°内恒定或变化的螺旋槽。螺旋角过大时，第一排屑槽1的螺距比较小，即相同长度的钻头上会有更长的和更多圈的第一排屑槽1，钻头被切除的金属基体的量比较多，钻头的刚性变差，钻孔精度下降且容易折断。螺旋角过小时，第一排屑槽1变少，容屑性能和排屑性能均降低。螺旋角可以进一步选择为38°-42°为宜，可以兼顾比较好的排屑性能、容屑性能以及钻头的刚性。第二排屑槽2和第三排屑槽3也分别为螺旋角在35°-50°为螺旋角在35°-50°内恒定或变化的螺旋槽，第二排屑槽2和第三排屑槽3通过调整螺旋角，避免与第一排屑槽1连通，以保证钻头具有较好的刚性。

本实施的单刃微型钻头还包括第四排屑槽4，在前端部的顶部设置有横刃6，横刃6的部分被切除形成第四排屑槽4，第四排屑槽4可以位于第二排屑槽2和第三排屑槽3之间，也可以只是在第二排屑槽2或者第三排屑槽3上，根据实际情况而定。通过设置第四排屑槽4，减少了橫刃6的长度，降低切削温度，且减少了在第二排屑槽2和第三排屑槽3区域的橫刃6后，进入到第二排屑槽2和第三排屑槽3中的切屑减少，避免堆积在第二排屑槽2和第三排屑槽3中，导致短盲槽中排屑阻塞。

第二排屑槽2的长度可以为钻头直径的2.5倍—4倍，第四排屑槽4的长度为钻头直径的1倍-4倍，在此范围内，可以获得比较好的排屑性能，同时避免与第一排屑槽连通。

如图7所示，钻头的钻尖的顶角α过大时，切削性能下降，顶角α过小时，钻尖的耐磨性能变差，顶角α可以为100°-140°，兼顾钻头的耐磨性和切削性能，一般采用130°，以获得比较好的耐磨性和切削性能。

本实施的单刃微型钻头为UC型钻头，即在钻头的前端部的外壁凸设有用于导向的导向部7，一般而言，导向部7的外径与待钻孔的直径相等，以保证钻孔的精度，导向部7后方的钻头的外径略小于导向部7的外径，减少后方的钻头的外壁与孔的内壁的摩擦。导向部沿钻头轴向方向的长度L可以设置为0.4mm-0.6mm，以兼顾导向性能，获得较好的钻孔精度，且避免太长的导向部7带来的摩擦力过大的问题。此种单刃微型钻头的钻径可以为0.15mm-0.7mm，在此钻径下采用此结构可以获得比较好的钻孔精度。

实施例2

与实施例1不同的是，如图8-图12所示，本实施的第三排屑槽3连通第一排屑槽1和第二排屑槽2，且第三排屑槽3与第一排屑槽1连通后并排向后螺旋延伸。第三排屑槽3将第一排屑槽1和第二排屑槽2连通后，从第一排屑槽1中排出1切屑和从第二排屑槽2及第三排屑槽3中排出的切屑在交汇处会相互碰撞破碎，避免切屑在后方的排屑槽中继续缠绕，影响排屑。第三排屑槽3与第一排屑槽1连通后并排向后螺旋延伸，可以加大第一排屑槽的容屑性能和排屑性能。第三排屑槽3的槽长可以与第一排屑槽1的槽长相等，即一直跟随第一排屑槽1延伸到钻头的切削长度方向的末端，提高整个切削长度方向的排屑性能。

如图8所示，本实施例的第一排屑槽1与钻头的外缘的交线上靠近钻尖的两个端点的连线为第一连线11，第三排屑槽3与第四排屑槽4的交线上靠近钻尖的端点为第一交点31，第三排屑槽3与钻头的外缘的交线上靠近钻尖的端点为第二交点32，第一交点31和第二交点32的连线为第二连线33，第一连线11和第二连线33的夹角为第一排屑槽1和第三排屑槽3的夹角θ。θ过大时，会将第一排屑槽1的外缘切掉，不能形成较好的支撑结构，降低了钻头的刚性，θ过小时，第三排屑槽3无法切除到第二排屑槽2上的切削刃。θ可以为45°-90°，比较合适。

第四排屑槽4与第二排屑槽2的交线上靠近钻尖的端点为第三交点41，第一交点31和第三交点41的连线为第三连线42，第三连线42与第二连线33的夹角为第三排屑槽3和第四排屑槽4之间的夹角γ，γ的值主要影响橫刃6的长度，过大或过小会导致橫刃6的长度过小或者过大，导致切削温度很高或者无法在初期钻孔时有比较好的定位精度。γ在5°-75°比较合适。在实施例1中，θ和γ的值也在本实施例的范围内比较合适。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种单刃微型钻头，其特征在于，从钻头的前端部的前端面向后开设有均为螺旋状的第一排屑槽(1)、第二排屑槽(2)和第三排屑槽(3)，所述第一排屑槽(1)和所述第二排屑槽(2)以钻心为中心呈180°旋转对称，所述第一排屑槽(1)的部分边缘形成主切削刃(5)，所述第二排屑槽(2)上与所述主切削刃(5)旋转对称对应的边缘被切除形成所述第三排屑槽(3)，不形成切削作用。

2.如权利要求1所述的单刃微型钻头，其特征在于，所述第三排屑槽(3)连通所述第一排屑槽(1)和所述第二排屑槽(2)。

3.如权利要求2所述的单刃微型钻头，其特征在于，所述第三排屑槽(3)与所述第一排屑槽(1)连通后并排向后螺旋延伸。

4.如权利要求1所述的单刃微型钻头，其特征在于，所述第三排屑槽(3)和所述第二排屑槽(2)均为短盲槽且均不与所述第一排屑槽(1)连通。

5.如权利要求1-4任一项所述的单刃微型钻头，其特征在于，所述前端部的顶部设置有横刃(6)，所述横刃(6)的部分被切除形成第四排屑槽(4)。

6.如权利要求5所述的单刃微型钻头，其特征在于，所述第一排屑槽(1)与钻头的外缘的交线上靠近钻尖的两个端点的连线为第一连线(11)，所述第三排屑槽(3)与所述第四排屑槽(4)的交线上靠近钻尖的端点为第一交点(31)，所述第三排屑槽(3)与钻头的外缘的交线上靠近钻尖的端点为第二交点(32)，所述第一交点(31)和所述第二交点(32)的连线为第二连线(33)，所述第一连线(11)和所述第二连线(33)的夹角为45°-90°。

7.如权利要求6所述的单刃微型钻头，其特征在于，所述第四排屑槽(4)与所述第二排屑槽(2)的交线上靠近钻尖的端点为第三交点(41)，所述第一交点(31)和所述第三交点(41)的连线为第三连线(42)，所述第三连线(42) 与所述第二连线(33)的夹角为5°-75°。

8.如权利要求5所述的单刃微型钻头，其特征在于，所述第二排屑槽(2)的长度为钻头直径的2.5倍—4倍，所述第四排屑槽(4)的长度为钻头直径的1倍-4倍。

9.如权利要求1-4任一项所述的单刃微型钻头，其特征在于，所述第一排屑槽(1)、所述第二排屑槽(2)和所述第三排屑槽(3)分别为螺旋角在38°-42°内恒定或变化的螺旋槽。

10.如权利要求1-4任一项所述的单刃微型钻头，其特征在于，所述第二排屑槽(2)槽深小于所述第一排屑槽(1)的槽深，且大于钻头半径的10％。