CN110625170A - 一种用于多层铜高端通讯板的双右旋硬质合金铣刀及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于多层铜高端通讯板的双右旋螺旋槽铣刀，其主要切削刃是由右螺旋Ⅰ槽与右螺旋Ⅱ槽组合而成。其中右螺旋Ⅰ槽的螺旋角度在19°～23°之间，右螺旋Ⅱ槽的螺旋角度在79°～82°之间，这样组成的铣刀具有多个切削角度，刚性好，抗弯强度大，耐磨性和韧性强，加工多层铜的高端通选板材刀具使用寿命可达8～11米以上，解决了这种微型铣刀锣板时的寿命过短、排屑差，板边粗糙、尺寸不稳定等问题。使用这种与传统铣刀完全不同组合的刀具在锣板时的质量完全能满足线路板材的质量要求与各工艺要求；提高了线路板厂家的生产效率，并且大大降低了生产成本，节约了资源。

Description

一种用于多层铜高端通讯板的双右旋硬质合金铣刀及其制作 方法

技术领域

本发明涉及线路板用硬质合金铣刀技术领域，具体为一种用于多层铜高端通讯板专用的双右旋硬质合金铣刀及其制作方法。

背景技术

随着经济的发展，社会的进步，能源节约已经成为必然和社会共识。现代电子元器件越来越轻、薄、短、小、对可靠性的要求也越来越高，使得印制电路板的质量不断提升，各种板材的结构不断的发展变化，对板材的质量要求也越来越高。随着应用市场要求的不断提高和变化，PCB锣板技术进入了一个既是机遇又是挑战的阶段。目前国内外的PCB加工铣刀生产企业，所制造的微型铣刀产品，传统型的左右旋结合的刀具，使用寿命很短，在加工过程中非常容易断裂，板边锯齿状不光滑，尺寸偏差大，加工出的板边质量较差，降低PCB线路板的合格率，使锣板的成本不断增加，所以急需发明出适合线路板使用的新型铣刀。

现有的PCB铣刀的结构存在着多种局限性的缺陷，具体如下：

(1)右旋的切削角度偏小，只有5°～8°之间，前角过小，由于铣刀在锣板时的横向受力较大，前角过小，切削刃不容易崩缺，但经过使用1～3米之后切削刃就出现崩缺，而导致钝化，不能再继续进行有效的切削，这时板边出现锯齿状波浪边；

(2)后角过大，一些传统的铣刀设计者为了在锣板的过程中减少断刀，有意地增大了后角，这样设计的铣刀产品是不够科学合理的。当前角磨损后，又因后角过大，锣板的过程中容易碰到切削刃的后背角，此时参与切削的是后背角，而不是由前角参与切削，容易导致断刀；

(3)齿形设计不合理，参与切削的刀齿只有一个角度，目前市场上大多数高端板都是较硬的复合板材，传统的硬质合金铣刀在锣140°-170°之间的复合板锣几米就断刀；

(4)传统铣刀的螺旋角设计不合理，螺旋角的大小配合不但关系着切削性能，而且影响排屑效率和使用寿命；

(5)左螺旋与右螺旋搭配不合理，致使刀具只有一个切削角；

(6)铣刀刀体的切削刃的光洁度不良，影响排尘，甚至因排尘不好，使刀体发热粘胶引起断刀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硬度、强度、耐磨性和韧性等优良力学性能的、具有较长使用寿命、并且加工后板材光滑、尺寸稳定的多层铜高端通讯板专用的双右旋硬质合金铣刀及其制作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于多层铜高端通讯板的双右旋硬质合金铣刀，由硬度≥91°的硬质合金棒材加工制成，包括铣刀的柄部、对柄部的尾端进行倒角形成角度为0.75x35°的柄部倒角、对柄部前端进行粗切和精磨形成的柄部斜面角及与柄部斜面角相连接的铣刀体，柄部与柄部斜面角之间形成一个15°的夹角，铣刀体上螺旋切削有形成螺旋角度为19°～23°、深度为0.14±0.03mm的右螺旋Ⅰ槽以及螺旋切削有螺旋角度为79°～82°的右螺旋Ⅱ槽，右螺旋Ⅰ槽使铣刀体上形成有切削刃，右螺旋Ⅱ槽使铣刀体上形成有菠萝齿切削刃，菠萝齿切削刃的每个齿均有两个可切削的角度；铣刀体的前端切削有一个呈鱼尾状的尖部和鱼尾角，鱼尾角的两个面为对称设置，铣刀体中后部设有位于右螺旋Ⅰ槽和右螺旋Ⅱ槽后方、长度尺寸为0.13±0.03mm的过切部；铣刀长度为38.1±0.1mm。

柄部的功能在于加工铣刀外径、加工右螺旋槽及磨尖时，机器的工作头夹头夹住柄部实现旋转作用；柄部的另一功能是使用锣刀对锣机主轴由夹头夹住铣刀柄部横向运动作机械锣板边的作用。柄部倒角的功能是防止铣刀在加工铣刀体粗切外径与加工右螺旋槽及磨夹部时机械手不能把硬质合金棒料送入工作头夹头内部，而引起产品总长度变短或者使加工的设备损坏。柄部斜面角的功能是防止加工右螺旋槽时，磨槽砂轮磨到柄部上，导致砂轮损坏；柄部斜面角的另一功能是在使用铣刀锣板时起到引导排尘的作用。铣刀体是铣刀外径，不同线路板的槽有不同的铣刀外径要求。铣刀体上的右螺旋Ⅰ槽是铣刀排屑槽，切削刃是切削刀，右螺旋Ⅰ槽在锣板时有引导排尘的作用；右螺旋Ⅱ槽也是排屑槽，右螺旋Ⅱ槽的菠萝齿切削刃主要有切削板边的作用，它同时具备有两个角参与切削，每一个齿就像一把车刀一样。铣刀体上的尖部起钻孔作用，鱼尾角主要使尖部厚实不容易崩缺，过切部主要使铣刀钻入板材的粉尘有足够空间排入刀体的排屑槽内向上排出。

进一步的，所述的铣刀体上的菠萝齿切削刃表面光洁度和柄部光洁度均为RA≤0.4μm。

另外，本发明还涉及一种用于多层铜高端通讯板的双右旋硬质合金铣刀的制作方法，包括以下步骤：

(1)首先选好合金棒制、硬度≥91°的硬质合金棒材，先投入到定长机进行把总长的尺寸控制在38.25±0.02mm，定好总长后对硬质合金棒材的柄部进行一次倒角，倒角角度为0.75x 35°，倒好角后进行柄部精磨，精磨好柄部后对铣刀的外径或铣刀体部分进行粗切，粗切尺寸比铣刀体外径要大0.1mm，柄部与铣刀体之间形成一个15°夹角的柄部斜面角，柄部斜面角并且与铣刀体相连接；

(2)完成上述(1)后，在铣刀体上进行右螺旋槽加工形成右螺旋Ⅰ槽，首先调整粒度D20的成型金刚石砂轮的安装角度，设置好切削刀与螺旋角度，螺旋角度在20°～23°之间，并且确定好切入铣刀体的深度在0.14±0.03mm以内，根据这些要求设置好相关参数，设置好砂轮主轴角度与螺旋角、螺旋长度，启动金刚石砂轮对铣刀体进行切削加工，完成右螺旋Ⅰ槽的加工，右螺旋Ⅰ槽的切削刃表面光洁度RA≤0.4μm；

(3)完成上述(2)工序后，对铣刀体进行第二次的右螺旋加工形成右螺旋Ⅱ槽，使铣刀体上的切削刃形成菠萝齿切削刃与右螺旋Ⅱ槽，菠萝齿切削刃的每个齿均有两个角度参与切削，使铣刀变得锋利，在右螺旋Ⅱ槽加工时又因成型金刚石砂轮切削掉右螺旋Ⅰ槽的多余部分，增大了排尘容角；

(4)完成上述(3)工序后，铣刀体还要有钻定位孔的功能，要对铣刀体的前端进行切削成一个鱼尾形状的尖部和鱼尾角，鱼尾角的两个面是对称设置的，在铣刀体中后部设有一个过切部，过切部长度尺寸在0.13±0.03mm，磨尖后的整个双右旋硬质合金铣刀总长在38.1±0.1mm以内。

进一步的，步骤(1)中对柄部的加工采用无心磨床进行加工。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的用于多层铜高端通讯板的双右旋螺旋槽铣刀，其主要切削刃是由右螺旋Ⅰ槽与右螺旋Ⅱ槽组合而成。其中右螺旋Ⅰ槽的螺旋角度在19°～23°之间，右螺旋Ⅱ槽的螺旋角度在79°～82°之间，这样组成的铣刀具有多个切削角度，刚性好，抗弯强度大，耐磨性和韧性强，加工多层铜的高端通选板材刀具使用寿命可达8～11米以上，解决了这种微型铣刀锣板时的寿命过短、排屑差，板边粗糙、尺寸不稳定等问题。使用这种与传统铣刀完全不同组合的刀具在锣板时的质量完全能满足线路板材的质量要求与各工艺要求；提高了线路板厂家的生产效率，并且大大降低了生产成本，节约了资源。

附图说明

图1是本发明的用于多层铜高端通讯板的双右旋硬质合金铣刀加工柄部时的示意图；

图2是本发明的用于多层铜高端通讯板的双右旋硬质合金铣刀加工右螺旋Ⅰ槽的垂直示意图；

图3是本发明的用于多层铜高端通讯板的双右旋硬质合金铣刀加工右螺旋Ⅰ槽的横向示意图；

图4是本发明的用于多层铜高端通讯板的双右旋硬质合金铣刀加工右螺旋Ⅱ槽的垂直意图；

图5是本发明的用于多层铜高端通讯板的双右旋硬质合金铣刀加工右螺旋Ⅱ槽的横向示意图；

图6是本发明的用于多层铜高端通讯板的双右旋硬质合金铣刀加工铣刀尖部的示意图；

图7是本发明的用于多层铜高端通讯板的双右旋硬质合金铣刀的示意图。

图中：柄部1，柄部倒角2，柄部斜面角3，铣刀体4，右螺旋Ⅰ槽6，切削刃5，右螺旋Ⅱ槽8，切削刃螺旋菠萝齿9，尖部10，鱼尾角11，过切部12。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-图7，本发明提供一种技术方案：一种用于多层铜高端通讯板的双右旋硬质合金铣刀，由硬度≥91°的硬质合金棒材加工制成，包括铣刀的柄部1、对柄部的尾端进行倒角形成角度为0.75x35°的柄部倒角2、对柄部前端进行粗切和精磨形成的柄部斜面角3及与柄部斜面角相连接的铣刀体4，柄部与柄部斜面角之间形成一个15°的夹角，铣刀体上螺旋切削有形成螺旋角度为19°～23°、深度为0.14±0.03mm的右螺旋Ⅰ槽6以及螺旋切削有螺旋角度为79°～82°的右螺旋Ⅱ槽8，右螺旋Ⅰ槽使铣刀体上形成有切削刃5，右螺旋Ⅱ槽使铣刀体上形成有菠萝齿切削刃9，菠萝齿切削刃的每个齿均有两个可切削的角度；铣刀体的前端切削有一个呈鱼尾状的尖部10和鱼尾角11，鱼尾角的两个面为对称设置，铣刀体中后部设有位于右螺旋Ⅰ槽和右螺旋Ⅱ槽后方、长度尺寸为0.13±0.03mm的过切部12；铣刀长度为38.1±0.1mm。

柄部的功能在于加工铣刀外径、加工右螺旋槽及磨尖时，机器的工作头夹头夹住柄部实现旋转作用；柄部的另一功能是使用锣刀对锣机主轴由夹头夹住铣刀柄部横向运动作机械锣板边的作用。柄部倒角的功能是防止铣刀在加工铣刀体粗切外径与加工右螺旋槽及磨夹部时机械手不能把硬质合金棒料送入工作头夹头内部，而引起产品总长度变短或者使加工的设备损坏。柄部斜面角的功能是防止加工右螺旋槽时，磨槽砂轮磨到柄部上，导致砂轮损坏；柄部斜面角的另一功能是在使用铣刀锣板时起到引导排尘的作用。铣刀体是铣刀外径，不同线路板的槽有不同的铣刀外径要求。铣刀体上的右螺旋Ⅰ槽是铣刀排屑槽，切削刃是切削刀，右螺旋Ⅰ槽在锣板时有引导排尘的作用；右螺旋Ⅱ槽也是排屑槽，右螺旋Ⅱ槽的菠萝齿切削刃主要有切削板边的作用，它同时具备有两个角参与切削，每一个齿就像一把车刀一样。铣刀体上的尖部起钻孔作用，鱼尾角主要使尖部厚实不容易崩缺，过切部主要使铣刀钻入板材的粉尘有足够空间排入刀体的排屑槽内向上排出。

该铣刀体上的菠萝齿切削刃表面光洁度和柄部光洁度均为RA≤0.4μm。

另外，本实施例还涉及一种用于多层铜高端通讯板的双右旋硬质合金铣刀的制作方法，包括以下步骤：

(1)首先选好合金棒制、硬度≥91°的硬质合金棒材，先投入到定长机进行把总长的尺寸控制在38.25±0.02mm，定好总长后对硬质合金棒材的柄部进行一次倒角，倒角角度为0.75x 35°，倒好角后进行柄部精磨，精磨好柄部后对铣刀的外径或铣刀体部分进行粗切，粗切尺寸比铣刀体外径要大0.1mm，柄部与铣刀体之间形成一个15°夹角的柄部斜面角，柄部斜面角并且与铣刀体相连接；

(2)完成上述(1)后，在铣刀体上进行右螺旋槽加工形成右螺旋Ⅰ槽，首先调整粒度D20的成型金刚石砂轮的安装角度，设置好切削刀与螺旋角度，螺旋角度在20°～23°之间，并且确定好切入铣刀体的深度在0.14±0.03mm以内，根据这些要求设置好相关参数，设置好砂轮主轴角度与螺旋角、螺旋长度，启动金刚石砂轮对铣刀体进行切削加工，完成右螺旋Ⅰ槽的加工，右螺旋Ⅰ槽的切削刃表面光洁度RA≤0.4μm；

(3)完成上述(2)工序后，对铣刀体进行第二次的右螺旋加工形成右螺旋Ⅱ槽，使铣刀体上的切削刃形成菠萝齿切削刃与右螺旋Ⅱ槽，菠萝齿切削刃的每个齿均有两个角度参与切削，使铣刀变得锋利，在右螺旋Ⅱ槽加工时又因成型金刚石砂轮切削掉右螺旋Ⅰ槽的多余部分，增大了排尘容角；

(4)完成上述(3)工序后，铣刀体还要有钻定位孔的功能，要对铣刀体的前端进行切削成一个鱼尾形状的尖部和鱼尾角，鱼尾角的两个面是对称设置的，在铣刀体中后部设有一个过切部，过切部长度尺寸在0.13±0.03mm，磨尖后的整个双右旋硬质合金铣刀总长在38.1±0.1mm以内。

该步骤(1)中对柄部的加工采用无心磨床进行加工。

本实施例1的双右旋硬质合金铣刀与现有技术的左右旋组合铣刀进行如下测试比较，测试左右旋组合铣刀与双右旋硬质合金铣刀在制板生产过程中最终刀具的使用寿命，两者均采用12数量和相同规格1.0*7.5的型号。

测试条件：测试机台参数：

测试的线路板参数：

测试结果参数对比：

通过上述的左右旋组合铣刀与双右旋硬质合金铣刀的测试比较，得出如下结果：

(1)左右旋组合铣刀在成型过程中刀具使用寿命在25m后均出现有粉尘，排屑不良，刀刃发黑状况，成型板材成型精度良好，有轻微毛边状况，12支刀具的最终平均寿命为34m断刀；

(2)双右旋硬质合金铣刀在成型过程中刀具使用寿命在38m后均出现有粉尘，轻微排屑不良，刀刃发黑状况，成型板材成型精度良好，成型板边光滑无毛边状况，12支刀具的平均寿命为47m断刀。

综合以上测试数据,在相同测试条件下双右旋硬质合金铣刀刀具的强度，耐磨性和韧性方面比现有技术的左右旋组合铣刀刀具要强，且具有明显的成型精度和刀具使用寿命的优势，从而帮助客户在成型过程中达到良好的成型品质，实现工艺流程优化的同时又可以为客户节约换刀次数，减少生产浪费的时间而提升生产效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种用于多层铜高端通讯板的双右旋硬质合金铣刀，其特征在于，由硬度≥91°的硬质合金棒材加工制成，包括铣刀的柄部、对柄部的尾端进行倒角形成角度为0.75x 35°的柄部倒角、对柄部前端进行粗切和精磨形成的柄部斜面角及与柄部斜面角相连接的铣刀体，柄部与柄部斜面角之间形成一个15°的夹角，铣刀体上螺旋切削有形成螺旋角度为19°～23°、深度为0.14±0.03mm的右螺旋Ⅰ槽以及螺旋切削有螺旋角度为79°～82°的右螺旋Ⅱ槽，右螺旋Ⅰ槽使铣刀体上形成有切削刃，右螺旋Ⅱ槽使铣刀体上的菠萝齿切削刃，菠萝齿切削刃的每个齿均有两个可切削的角度；铣刀体的前端切削有一个呈鱼尾状的尖部和鱼尾角，鱼尾角的两个面为对称设置，铣刀体中后部设有位于右螺旋Ⅰ槽和右螺旋Ⅱ槽后方、长度尺寸为0.13±0.03mm的过切部；铣刀长度为38.1±0.1mm。

2.根据权利要求1所述的一种用于多层铜高端通讯板的双右旋硬质合金铣刀，其特征在于，所述的铣刀体上的菠萝齿切削刃表面光洁度和柄部光洁度均为RA≤0.4μm。

3.根据权利要求1所述的一种用于多层铜高端通讯板的双右旋硬质合金铣刀的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)首先选好合金棒制、硬度≥91°的硬质合金棒材，先投入到定长机进行把总长的尺寸控制在38.25±0.02mm，定好总长后对硬质合金棒材的柄部进行一次倒角，倒角角度为0.75x 35°，倒好角后进行柄部精磨，精磨好柄部后对铣刀的外径或铣刀体部分进行粗切，粗切尺寸比铣刀体外径要大0.1mm，柄部与铣刀体之间形成一个15°夹角的柄部斜面角，柄部斜面角并且与铣刀体相连接；

(2)完成上述(1)后，在铣刀体上进行右螺旋槽加工形成右螺旋Ⅰ槽，首先调整粒度D20的成型金刚石砂轮的安装角度，设置好切削刀与螺旋角度，螺旋角度在20°～23°之间，并且确定好切入铣刀体的深度在0.14±0.03mm以内，根据这些要求设置好相关参数，设置好砂轮主轴角度与螺旋角、螺旋长度，启动金刚石砂轮对铣刀体进行切削加工，完成右螺旋Ⅰ槽的加工，右螺旋Ⅰ槽的切削刃表面光洁度RA≤0.4μm；

(3)完成上述(2)工序后，对铣刀体进行第二次的右螺旋加工形成右螺旋Ⅱ槽，使铣刀体上的切削刃形成菠萝齿切削刃与右螺旋Ⅱ槽，菠萝齿切削刃的每个齿均有两个角度参与切削，使铣刀变得锋利，在右螺旋Ⅱ槽加工时又因成型金刚石砂轮切削掉右螺旋Ⅰ槽的多余部分，增大了排尘容角；

(4)完成上述(3)工序后，铣刀体还要有钻定位孔的功能，要对铣刀体的前端进行切削成一个鱼尾形状的尖部和鱼尾角，鱼尾角的两个面是对称设置的，在铣刀体中后部设有一个过切部，过切部长度尺寸在0.13±0.03mm，磨尖后的整个双右旋硬质合金铣刀总长在38.1±0.1mm以内。

4.根据权利要求3所述的一种用于多层铜高端通讯板的双右旋硬质合金铣刀的制作方法，其特征在于，步骤(1)中对柄部的加工采用无心磨床进行加工。