CN114799288B - 分段刃钻孔刀具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分段刃钻孔刀具，包括切削主体，切削主体的轴线上设有钻尖，切削主体分别设有沿其轴向方向呈螺旋状的第一排屑槽及第二排屑槽，切削主体包括沿轴向方向依次相连接的第一切削部、第二切削部及第三切削部，钻尖位于第一切削部；第一切削部上具有横刃及第一切削刃，第二切削部上具有第二切削刃，第一切削刃的一端、第二切削刃的一端及横刃的一端三者相交，且第一切削刃和第二切削刃形成于第一排屑槽上，第三切削部上形成有第三切削刃，且第三切削刃形成于第二排屑槽上并与第二切削刃错开分布。本发明的切削刃分段设置，使得钻孔时的热量均匀分布，避免刀具在钻孔时发生局部高温现象，避免引发树脂融化和剧烈的钻孔刀具磨损的问题。

Description

分段刃钻孔刀具

技术领域

本发明涉及刀具技术领域，尤其涉及一种分段刃钻孔刀具。

背景技术

如图1所示的现有钻孔刀具200的刀面结构，其包括主切削刃201、横刃202、后刃203、排屑槽204、第一后刀面205及第二后刀面206，图1中A处代表热量集中区。在图2所示的现有钻孔刀具200的温度示意图中，温度从B往C的方向降低。从图1及图2可知，现有钻孔刀具200在钻孔时热量集中在横刃202和主切削刃201处，导致这两处温度高。在该钻孔刀具对PCB板进行钻孔时，会存在以下问题：第一，钻孔刀具的温度高位置处在钻孔时会导致PCB内的树脂力学性能变差，PCB内的树脂会黏附在钻孔刀具或者孔壁上，导致加工形成的孔壁质量差，甚至可能发生断刀现象；第二，钻孔刀具钻孔时热量集中且温度高，会导致刀具硬质合金磨损率快；第三，PCB板有铜和铝，钻孔刀具温度高会导致铜和铝延展性能变好，从而导致在钻孔刀具钻孔排屑时断屑困难，进而导致缠丝，严重影响钻孔加工。因此，由于现有钻孔刀具200的横刃202和主切削刃201连续设置，其在钻孔时存在局部高温现象，容易引发PCB板的树脂融化和剧烈的钻孔刀具磨损，严重影响钻孔质量以及刀具的使用寿命，并且易产生连续性切屑，同样也影响钻孔质量以及刀具的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可避免刀具在钻孔时发生局部高温现象的分段刃钻孔刀具，以避免在刀具对PCB钻孔时引发树脂融化和剧烈的钻孔刀具磨损的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种分段刃钻孔刀具，包括切削主体，所述切削主体的轴线上设有钻尖，所述切削主体分别设有沿其轴向方向呈螺旋状的第一排屑槽及第二排屑槽，所述切削主体包括沿轴向方向依次相连接的第一切削部、第二切削部及第三切削部，所述钻尖位于所述第一切削部；所述第一切削部上具有横刃及第一切削刃，所述第二切削部上具有第二切削刃，所述第一切削刃的一端、所述第二切削刃的一端及所述横刃的一端三者相交并形成第一交点，且所述第一切削刃和所述第二切削刃形成于所述第一排屑槽上；所述第三切削部上形成有第三切削刃，且所述第三切削刃形成于所述第二排屑槽上并与所述第二切削刃错开分布。

较佳地，所述第一排屑槽包括第一排屑分支槽及第二排屑分支槽，所述第一排屑分支槽的一侧与所述第二排屑分支槽的一侧相接。

较佳地，以所述切削主体的轴线至所述第一排屑槽的最小距离为半径设置芯厚圆，以所述横刃长度为半径设置第一刃圆，以所述切削主体的轴线至所述第二切削刃远离所述钻尖的一端端点为半径设置第二刃圆，以所述切削主体的最大半径为半径设置第三刃圆，所述芯厚圆、第一刃圆、第二刃圆和第三刃圆的圆心均位于所述切削主体的轴线上；

所述第一切削刃位于所述芯厚圆与所述第一刃圆之间，所述第二切削刃位于所述第一刃圆与所述第二刃圆之间，所述第三切削刃位于所述第二刃圆与所述第三刃圆之间。

较佳地，所述第二切削刃与横刃之间的夹角大于90度。

较佳地，所述第三切削刃与所述第三刃圆相交形成第二交点，所述第三切削刃在所述第二交点处的切线和所述钻尖与第二交点所在直线之间的夹角为正前角。

较佳地，所述第三切削刃呈内凹弧状。

较佳地，所述第二切削部包括沿所述切削主体的轴向方向依次设置的第一圆台部及第一柱体部，所述第二切削刃形成于所述第一圆台部上，所述第一柱体部上具有第一侧刃，所述第一柱体部与所述第三切削部相接。

较佳地，所述第三切削部包括沿所述切削主体的轴向方向依次设置的第二圆台部及第二柱体部，所述第二圆台部与所述第二切削部相接，所述第三切削刃形成于所述第二圆台部上，所述第二柱体部上具有第二侧刃。

较佳地，两个所述第一排屑槽呈中心对称地分布于所述切削主体上，两个所述第二排屑槽呈中心对称地分布于所述切削主体上。

较佳地，所述切削主体的刀面上具有两个对称的第一后刀面及两个对称的第二后刀面，且一个所述第二后刀面相接于两个所述第一后刀面之间，所述第三切削刃位于所述第二后刀面上。

与现有技术相比，本发明的分段刃钻孔刀具的切削主体沿轴向方向依次设有第一切削部、第二切削部及第三切削部，其中，第一切削部不仅设有横刃，还设有第一切削刃，使得在横刃挤压工件的后期阶段，第一切削刃可介入补充切削以及辅助排屑，减少横刃挤压的切削体积；还有，第一切削部的第一切削刃与第二切削部的第二切削刃相接并形成于第一排屑槽上，第三切削部的第三切削刃则形成于所述第二排屑槽上并与所述第二切削刃错开分布，使得切削主体上的切削刃形成分段设置，从而使得钻孔时的热量均匀分布在切削主体上，降低热量聚集，避免刀具在钻孔时发生局部高温现象，进而避免了在刀具对PCB钻孔时局部高温引发树脂融化和剧烈的钻孔刀具磨损的问题；再有，由于第三切削刃与第二切削刃、第一切削刃分开设置，还可使钻屑不连在一起，提高钻孔质量和刀具使用寿命。

附图说明

图1是现有钻孔刀具的刀面结构图。

图2是图1所示的现有钻孔刀具在对工件进行加工时的温度示意图。

图3是本发明的分段刃钻孔刀具的结构图。

图4是本发明的分段刃钻孔刀具的刀面结构图。

图5是图4所示的的分段刃钻孔刀具的角度示意图。

图6是本发明的分段刃钻孔刀具和图1所示的钻孔刀具分别对工件进行钻孔时加工示意图。

具体实施方式

为了详细说明本发明的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。

请参阅图3及图6，本发明的分段刃钻孔刀具100包括切削主体1，切削主体1的轴线上设有钻尖，切削主体1分别设有沿其轴向方向呈螺旋状的第一排屑槽2及第二排屑槽3，切削主体1包括沿轴向方向依次相连接的第一切削部11、第二切削部12及第三切削部13，钻尖位于第一切削部13；第一切削部11上具有横刃111及第一切削刃112，第二切削部12上具有第二切削刃121a，第一切削刃112的一端、第二切削刃121a的一端及横刃111的一端三者相交并形成第一交点P，且第一切削刃112和第二切削刃121a形成于第一排屑槽2上，第三切削部13上形成有第三切削刃131a，且第三切削刃131a形成于第二排屑槽3上并与第二切削刃121a错开分布。

本发明的分段刃钻孔刀具100的切削主体1沿轴向方向依次设有第一切削部11、第二切削部12及第三切削部13，其中，第一切削部11不仅设有横刃111，还设有第一切削刃112，使得在横刃111挤压工件的后期阶段，第一切削刃112可介入补充切削以及辅助排屑，减少横刃111挤压的切削体积；还有，第一切削部11的第一切削刃112与第二切削部12的第二切削刃121a相接并形成于第一排屑槽2上，第三切削部13的第三切削刃131a则形成于第二排屑槽3上并与第二切削刃121a错开分布，使得切削主体1上的切削刃形成分段设置，从而使得钻孔时的热量均匀分布在切削主体1上，降低热量聚集，避免刀具在钻孔时发生局部高温现象，进而避免了在刀具对PCB钻孔时局部高温引发树脂融化和剧烈的钻孔刀具磨损的问题；再有，由于第三切削刃131a与第二切削刃121a、第一切削刃112分开设置，还可使钻屑不连在一起，提高钻孔质量和刀具使用寿命。

请参阅图4，以切削主体1的轴线至第一排屑槽2的最小距离为半径设置芯厚圆6，以横刃111长度为半径设置第一刃圆7，以切削主体1的轴线至第二切削刃121a远离钻尖O的一端端点为半径设置第二刃圆8，以切削主体1的最大半径为半径设置第三刃圆9，芯厚圆6、第一刃圆7、第二刃圆8和第三刃圆9的圆心均位于切削主体1的轴线上；第一切削刃112位于芯厚圆6与第一刃圆7之间，第二切削刃121a位于第一刃圆7与第二刃圆8之间，第三切削刃131a位于第二刃圆8与第三刃圆9之间。

请参阅图4及图5，具体的，第三切削刃131a在远离钻尖O的一端端点处的切线在端面的投影分别与横刃111所在的直线在端面的投影与第二切削刃121a所在的直线在端面的投影相交，第三切削刃131a距离端面最近的端点与端面的距离大于第二切削刃121a距离端面最远的端点与端面的距离，其中，端面为与切削主体1的轴线垂直且经过钻尖O的面。

请继续参阅图4及图5，第二切削刃121a与横刃111之间的夹角大于90度，可方便第二切削刃121a对工件的加工，有利于加工产生的钻屑进行分解，使得钻屑不连在一起，达到方便排屑的目的。其中，图5所示的α代表第二切削刃121a与横刃111之间的夹角，α大于90度。进一步地，第三切削刃131a与第三刃圆9相交形成第二交点Q，第三切削刃131a在第二交点Q处的切线和钻尖O与第二交点所在直线之间的夹角为正前角，从而可减少刀刃的切削力，同时，刀刃更锋利，便于切削，可提高孔壁的加工质量。其中，图5所示的θ代表第三切削刃131a在第二交点Q处的切线和钻尖O与第二交点Q所在直线之间的夹角。还有，图5所示的λ代表第二交点Q与钻尖O所在直线和横刃111之间的夹角，在第一切削刃112和第二切削刃121a的位置和角度一定的基础上，λ的角度越接近90度，刀具钻孔产生的热量越分散。更进一步地，第三切削刃131a呈内凹弧状。

请参阅图6，在本实施例中，第二切削部12包括沿切削主体1的轴向方向依次设置的第一圆台部121及第一柱体部122，第二切削刃121a形成于第一圆台部121上，第一柱体部122上具有第一侧刃122a，第一柱体部122与第三切削部13相接。第二切削部12通过设置第一圆台部121及第一柱体部122，使得第一圆台部121上的第二切削刃121a可先进行孔径逐渐加大的钻孔，而后通过第一柱体部122进行一定的深度进给，并可利用第一柱体部122上的第一侧刃122a进行修磨。但第二切削部12的结构不以此为限，举例而言，在其他实施例中，第二切削部12也可仅设置第一圆台部121。

请继续参阅图6，在本实施例中，第三切削部13包括沿切削主体1的轴向方向依次设置的第二圆台部131及第二柱体部132，第二圆台部131与第二切削部12相接，第三切削刃131a形成于第二圆台部131上，第二柱体部132上具有第二侧刃132a。第三切削部13通过设置第二圆台部131及第二柱体部132，使得第二圆台部131上的第三切削刃131a可再次进行孔径逐渐加大的钻孔，而后通过第二柱体部132进行一定的深度进给，并可利用第二柱体部132上的第二侧刃132a进行修磨。

请参阅图3及图4，第一排屑槽2包括第一排屑分支槽21及第二排屑分支槽22，第一排屑分支槽21的一侧与第二排屑分支槽22的一侧相接。其中，第一切削刃112形成于第一排屑分支槽21上，第二切削刃121a形成于第二排屑分支槽22上。具体地，第一排屑槽2和第二排屑槽3的数量均为两个，两个第一排屑槽2呈中心对称地分布于切削主体1上，两个第二排屑槽3呈中心对称地分布于切削主体1上。但不以此为限。具体地，第一排屑槽2的螺旋角与第二排屑槽3的螺旋角不同，使得第一排屑槽2和第二排屑槽3可在切削主体1上相交，第一排屑槽2和第二排屑槽3在该相交处实现合并，从而使得排出的钻屑可在同一个方向合并在一起，但不以此为限，举例而言，第一排屑槽2的前段螺旋角与第二排屑槽3的前段螺旋角相同，第一排屑槽2的后段螺旋角与第二排屑槽3的后段螺旋角不同，也可使第一排屑槽2和第二排屑槽3可在切削主体1上相交。进一步地，第一排屑槽2和第二排屑槽3的螺旋角和深度可变，从而可满足对排屑性能的需求。

请参阅图4，切削主体1的刀面上具有两个对称的第一后刀面4及两个对称的第二后刀面5，且一个第二后刀面5相接于两个第一后刀面4之间，第三切削刃131a位于第二后刀面5上。

结合图3至图6，本发明的分段刃钻孔刀具100的具体工作原理如下：

在切削主体1对工件进行进给钻孔时，第一切削部11的横刃111先对工件进行挤压，在挤压的后期阶段，第一切削刃112介入补充切削以及辅助排屑，接着，第二切削部12的第二切削刃121a进入并对工件进行孔径逐渐加大的钻孔，第二切削部12的第一柱体部122进行一定的深度进给和修磨，然后，第三切削部13的第三切削刃131a再次进行孔径逐渐加大的钻孔，第三切削部13的第二柱体部132进行一定的深度进给并修磨。

综上，本发明的分段刃钻孔刀具100可在横刃111挤压工件的后期阶段，通过第一切削刃112介入补充切削以及辅助排屑，从而可减少横刃111挤压的切削体积；切削主体1上的切削刃形成分段设置，从而使得钻孔时的热量均匀分布在切削主体1上，降低热量聚集，避免刀具在钻孔时发生局部高温现象，进而避免了在刀具对PCB钻孔时局部高温引发树脂融化和剧烈的钻孔刀具磨损的问题；第三切削刃131a与第二切削刃121a、第一切削刃112分开设置，还可使钻屑不连在一起，提高钻孔质量和刀具使用寿命；还有，通过将第二切削刃121a与横刃111之间的夹角设置成大于90度，可方便第二切削刃121a对工件的加工，有利于加工产生的钻屑进行分解，使得钻屑不连在一起，达到方便排屑的目的，通过将第三切削刃131a在第三切削刃131a与第三刃圆9的交点处的切线和该交点处与中心点O的连线之间的夹角设置为正前角，从而可减少刀刃的切削力，同时，刀刃更锋利，便于切削，可提高孔壁的加工质量。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，均属于本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种分段刃钻孔刀具，其特征在于，包括切削主体，所述切削主体的轴线上设有钻尖，所述切削主体分别设有沿其轴向方向呈螺旋状的第一排屑槽及第二排屑槽，所述切削主体包括沿轴向方向依次相连接的第一切削部、第二切削部及第三切削部，所述钻尖位于所述第一切削部；

所述第一切削部上具有横刃及第一切削刃，所述第二切削部上具有第二切削刃，所述第一切削刃的一端、所述第二切削刃的一端及所述横刃的一端三者相交并形成第一交点；其中，所述第二切削刃与所述横刃之间的夹角大于90度；

所述第一排屑槽包括第一排屑分支槽及第二排屑分支槽，所述第一排屑分支槽的一侧与所述第二排屑分支槽的一侧相接；所述第一切削刃形成于所述第一排屑分支槽上，所述第二切削刃形成于所述第二排屑分支槽；

所述第三切削部上形成有第三切削刃，且所述第三切削刃形成于所述第二排屑槽上并与所述第二切削刃错开分布。

2.根据权利要求1所述的分段刃钻孔刀具，其特征在于，以所述切削主体的轴线至所述第一排屑槽的最小距离为半径设置芯厚圆，以所述横刃长度为半径设置第一刃圆，以所述切削主体的轴线至所述第二切削刃远离所述钻尖的一端端点为半径设置第二刃圆，以所述切削主体的最大半径为半径设置第三刃圆，所述芯厚圆、第一刃圆、第二刃圆和第三刃圆的圆心均位于所述切削主体的轴线上；

所述第一切削刃位于所述芯厚圆与所述第一刃圆之间，所述第二切削刃位于所述第一刃圆与所述第二刃圆之间，所述第三切削刃位于所述第二刃圆与所述第三刃圆之间。

3.根据权利要求2所述的分段刃钻孔刀具，其特征在于，所述第三切削刃与所述第三刃圆相交形成第二交点，所述第三切削刃在所述第二交点处的切线和所述钻尖与第二交点所在直线之间的夹角为正前角。

4.根据权利要求2所述的分段刃钻孔刀具，其特征在于，所述第三切削刃呈内凹弧状。

5.根据权利要求1所述的分段刃钻孔刀具，其特征在于，所述第二切削部包括沿所述切削主体的轴向方向依次设置的第一圆台部及第一柱体部，所述第二切削刃形成于所述第一圆台部上，所述第一柱体部上具有第一侧刃，所述第一柱体部与所述第三切削部相接。

6.根据权利要求1所述的分段刃钻孔刀具，其特征在于，所述第三切削部包括沿所述切削主体的轴向方向依次设置的第二圆台部及第二柱体部，所述第二圆台部与所述第二切削部相接，所述第三切削刃形成于所述第二圆台部上，所述第二柱体部上具有第二侧刃。

7.根据权利要求1所述的分段刃钻孔刀具，其特征在于，两个所述第一排屑槽呈中心对称地分布于所述切削主体上，两个所述第二排屑槽呈中心对称地分布于所述切削主体上。

8.根据权利要求1所述的分段刃钻孔刀具，其特征在于，所述切削主体的刀面上具有两个对称的第一后刀面及两个对称的第二后刀面，且一个所述第二后刀面相接于两个所述第一后刀面之间，所述第三切削刃位于所述第二后刀面上。