JP2007307642A - Drill - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、プリント基板の穴あけなどに用いるドリルに関する。 The present invention relates to a drill used for drilling printed circuit boards.
プリント基板の穴あけには、刃径(直径)が0.5mmにも満たないような小径のドリルが用いられている。 For drilling a printed circuit board, a small diameter drill having a blade diameter (diameter) of less than 0.5 mm is used.
そのプリント基板用ドリルの従来例として、例えば、本出願人が特願2005−32482で提案したものや、下記特許文献1〜3に開示されたものがある。
As examples of conventional printed circuit board drills, for example, there are those proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 2005-32482 and those disclosed in
これらは、いずれも1枚刃ドリルであり、1枚刃とすることで切屑を排出する溝(刃溝)の数をひとつに減らしてボディ(ドリル本体)の剛性を高めている。
2つの切れ刃と切屑を排出する2条の溝を有する2枚刃ドリルは、切れ刃と溝がそれぞれ一つしかない1枚刃ドリルに比べて切削バランスに優れる。ところが、プリント基板用のドリルに代表される刃径が0.3mmにも満たないような小径ドリルを2枚刃にすると、2条の溝がボディの全域にわたって形成されるためボディの剛性低下が避けられず、被削材に対する喰い付き時や加工途中のドリルの撓み、曲がりが発生し易くなり、それが原因で加工穴の位置や真直度がばらついてドリルに対する要求特性の一つである加工穴の位置精度が悪くなる。 A two-edged drill having two cutting edges and two grooves for discharging chips is superior in cutting balance compared to a single-edged drill having only one cutting edge and one groove. However, if a small-diameter drill with a blade diameter of less than 0.3 mm represented by a drill for a printed circuit board is made into two blades, the two grooves are formed over the entire area, so the rigidity of the body is reduced. It is inevitable that drilling and bending of the drill during workpiece biting or during machining is likely to occur, which causes machining hole positions and straightness to vary, and this is one of the required characteristics for drills. The position accuracy of the hole is degraded.
そこで、剛性不足を補う方法の一つとして、前掲の特許文献1〜3などに開示される1枚刃ドリルが提案されたが、1枚刃ドリルは、2枚刃ドリルと比べると剛性が高い分穴位置精度は良くなる反面、切削バランスが悪く、加工穴の壁面に大きなストレスが加わる。
Therefore, as a method for compensating for the lack of rigidity, single-blade drills disclosed in the above-mentioned
また、加工能率上、1枚刃でありながら2枚刃ドリルと略同じ加工条件で使用されるため、加工面に対する負荷が増大して加工穴の壁面の品質低下を招く。加えて、ボディ先端の逃げ面が特殊な形状となり、そのために逃げ面の研削が難しくなり、既存設備での刃先再生のための再研磨などが簡単に行えないなどの問題を有している。 In addition, in terms of machining efficiency, since it is a single blade, it is used under substantially the same machining conditions as a double-edged drill, so the load on the machining surface increases and the quality of the wall surface of the machining hole decreases. In addition, the flank at the front end of the body has a special shape, which makes it difficult to grind the flank, and it is difficult to perform re-polishing for regenerating the blade edge in existing equipment.
そこで、この発明は、1枚刃ドリルと比べて遜色の無い穴位置精度を確保しつつ、2枚刃ドリルの特徴を発揮させて加工穴の壁面の品質向上と再研磨性の向上を図れるようにすることを課題としている。 Therefore, the present invention can improve the quality of the wall surface of the drilled hole and improve the re-polishing property while ensuring the same hole position accuracy as that of the single-edged drill while exhibiting the characteristics of the double-edged drill. The challenge is to make it.
上記の課題を解決するため、この発明においては、ボディの先端に2つの切れ刃と各切れ刃によって生成された切屑を排出する2つのねじれた溝を有し、前記2つの溝がボディの先端から所定量後退した位置で合流し、合流点よりも後方で1つの溝になっている構造のドリルとなして、1枚刃ドリルと2枚刃ドリルの特徴を共に発揮させるようにした。 In order to solve the above-described problem, in the present invention, the tip of the body has two cutting edges and two twisted grooves for discharging chips generated by the cutting edges, and the two grooves are the tip of the body. The drills have a structure in which they are merged at a position retracted by a predetermined amount and have a groove behind the merge point, so that the features of the single blade drill and the double blade drill are exhibited together.
このドリルの好ましい形態を以下に列挙する。
(1)ボディの先端から前記合流点までの距離を刃溝長の1/2以下にする。
(2)2つの溝のねじれ角をボディ先端から後方に向かって少なくとも2D(D=刃径)までの範囲は同一角度にし、2Dを越えた位置で2つの溝のねじれ角に差をつけてその2つの溝を合流させる。
(3)合流して1つになった溝の溝幅w1を、合流する前の各溝の溝幅wよりも大きくする。
(4)合流して1つになった溝の底に、2つの溝が干渉した部分にできる断面が波頭状のねじれた突条を残存させる。
Preferred forms of this drill are listed below.
(1) The distance from the front end of the body to the merging point is set to ½ or less of the blade groove length.
(2) Set the twist angle of the two grooves to at least 2D (D = blade diameter) from the end of the body to the rear, and make the difference between the twist angles of the two grooves at positions exceeding 2D. The two grooves are merged.
(3) The groove width w1 of the grooves joined together is made larger than the groove width w of each groove before joining.
(4) A twisted ridge having a wavefront-like cross section formed at a portion where the two grooves interfere with each other is left at the bottom of the groove formed by joining.
なお、この発明で言う溝の合流点とは、2つの溝が干渉し始めた場所を指す。
また、刃溝長とは、ドリル先端から溝の後端までの長さであって、この刃溝長によって、溝による切屑排出機能が維持される範囲での被削材に対するドリルの最大挿入長さが定まる。
In addition, the joining point of the groove | channel said by this invention points out the place where two groove | channels began to interfere.
The blade groove length is the length from the tip of the drill to the rear end of the groove, and the maximum insertion length of the drill into the work material within the range in which the chip discharging function by the groove is maintained by this blade groove length. Is determined.
この発明のドリルは、刃先部は2枚刃ドリルと同様の構造であるので、切削バランスの良い加工が行え、加工穴の壁面の品質に関して2枚刃ドリルと同等の性能を得ることができる。また、刃先部が2枚刃ドリルと同じ構造であるので、切れ刃再生のための再研磨も通常の2枚刃ドリル用の研磨設備を使用して容易に行うことができる。 In the drill of the present invention, the cutting edge portion has the same structure as that of the two-blade drill, so that the machining with a good cutting balance can be performed, and the performance equivalent to that of the two-blade drill can be obtained with respect to the quality of the wall surface of the machining hole. In addition, since the cutting edge portion has the same structure as that of the two-blade drill, re-polishing for regenerating the cutting edge can be easily performed using a polishing equipment for a normal two-blade drill.
さらに、ボディ先端側では2つに分かれていた溝がボディ先端から所定量後退した位置で合流して一つになっているので、溝の合流点よりも後部側では1枚刃ドリルのボディに近似した構造になって2枚刃ドリルよりもボディ剛性が高まり、その高剛性化によって被削材に対する喰い付き時や加工途中の撓み、曲がりが抑制され、そのために、高い穴位置精度を得ることも可能になる。 Further, since the groove divided into two on the tip side of the body merges into a single part at a position retracted by a predetermined amount from the tip of the body, it is located on the body of the single-edged drill on the rear side of the junction point of the groove. It has an approximate structure, and the body rigidity is higher than that of the 2-flute drill, and its high rigidity suppresses bending and bending during the biting of the work material and during machining, so that high hole position accuracy can be obtained. Is also possible.
なお、その他の好ましいとした構成の作用・効果は次項で説明する。 The operations and effects of the other preferred configurations will be described in the next section.
以下、この発明のドリルの実施の形態を添付図面の図1〜図10に基づいて説明する。
図1は実施形態(これはプリント基板用)のドリルの全体構成を表している。図2は図1のドリルの先端側側面の拡大図、図3は前面の拡大図である。また、図4〜図7は、ドリルの溝幅の変化を示す拡大断面図である。
Embodiments of the drill of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 10 of the accompanying drawings.
FIG. 1 shows the overall configuration of a drill according to an embodiment (for a printed circuit board). 2 is an enlarged view of the tip side surface of the drill of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of the front surface. 4 to 7 are enlarged sectional views showing changes in the groove width of the drill.
図1〜図3に示すように、シャンク2の先端にボディ1(ドリル本体)が一体に形成されている。このボディ1は、シャンクとは別体に形成したものをシャンクの先端中心にあけた穴に焼き嵌めするなどして取り付けたものであってもよい。
As shown in FIGS. 1 to 3, a body 1 (drill body) is integrally formed at the tip of the
ボディ1の先端には、中心対称形状をなす2枚の切れ刃3、3が設けられている。また、各切れ刃によって生成された切屑を排出する2つの溝4、4も設けられている。5はボディ先端の逃げ面、6はランド部である。
At the tip of the
溝4、4はねじれ溝である。この2つの溝4、4は、ボディ1の先端においては位相が180°ずれた位置にあって中心対称形状をなしているが、ボディ先端から軸方向に所定量後退した位置から互いに接近しだし、ボディ先端から所定量後退した位置で合流して合流点cよりも軸方向後方では一つの溝になっている。ここでは、説明の便宜上、合流後の溝を符号4Aで表す。
The
合流後の溝4Aは、ボディ1の後端近くまで延びている。ボディ1の先端から溝4Aの終端までが刃溝長Lとなっている。ボディ1の先端から、図2に示した合流点cまでの距離lは、シャンク2に近いボディ根元側での剛性低下を抑えるために、刃溝長Lの1/2以下にするのがよい。
The joined
2つの溝4、4は、それらの溝のねじれ角に差をつけることによって所望の位置で合流させることができる。図8に示すように、一方の溝4のねじれ角をβ1としてこのときに他方の溝4のねじれ角β2をβ1よりも大きくするか又は小さくすると、軸方向後方に行くに従って2つの溝4、4が互いに接近してc点で合流する。
合流後の溝4Aの溝幅w1があるところまで狭くなったら他方の溝の加工を止め、その位置から溝4Aの終端までの溝幅は一方の溝の幅で一定になる。なお、刃溝部にウェブテーパを付した場合は、通常の2枚刃ドリルと同じように、先端部よりも終端部の溝幅が小さくなる。
The two
When the groove width w1 of the
なお、例示のドリルは、2つの溝4、4のねじれ角β1、β2(図2、図8参照)をボディ先端から後方に向かって少なくとも2D(D=刃径、図2参照)までの範囲は同一角度にし、2Dを越えた位置でねじれ角β1、β2に差をつけて2つの溝を合流させている。このような構造にしたので、ボディ1の先端から2Dまでの範囲では切れ刃再生のための再研磨を行っても2つの溝の位置関係と両溝のねじれ角が一定に保たれ、既存の2枚刃ドリル用の設備を用いて再研磨を容易に行うことが可能になる。
In the example drill, the torsion angles β1 and β2 (see FIGS. 2 and 8) of the two
また、2つの溝のねじれ角β1、β2を同一角度とする範囲を、ボディ先端から少なくとも2Dまでとすることで、通常実施される程度の再研磨回数を確保して経済効果を高めることができる。 In addition, by setting the range in which the twist angles β1 and β2 of the two grooves are the same angle to at least 2D from the body tip, it is possible to secure the number of re-polishings to the extent that it is normally performed and enhance the economic effect. .
また、合流後の溝4Aの溝幅w1を合流前の溝4の溝幅wよりも大きくすることで、溝を一つに減らしてもw1=wの場合に比べてより良好な切屑排出性を確保することができる。この溝幅w1>wにする方法のひとつとして、2つの溝4、4が合流した後、溝4Aの溝幅w1が例えば図6に示すようにある程度まで狭くなった時点で2つの溝のねじれ角β1、β2を一定にする方法がある。
溝幅をw1>wにする別の方法としては、2つの溝が図5〜図7に示すように合流した後、合流後の溝4Aの溝幅w1が溝の終端に行くに従って段々と狭くなるようにしてもよい。この場合、2つの溝が合流した後に他方の溝のねじれ角β2を一方の溝のねじれ角β1により近い角度にすればよい。
なお、溝幅をw1>wとした場合、必ずしも溝の終端までこの関係を維持する必要はないが、溝の終端までw1>wの関係を維持することで、切屑排出性をより高めることができる。
Further, by making the groove width w1 of the
As another method of setting the groove width to w1> w, after the two grooves merge as shown in FIGS. 5 to 7, the groove width w1 of the
When the groove width is w1> w, it is not always necessary to maintain this relationship up to the end of the groove, but maintaining the relationship of w1> w to the end of the groove can further improve chip discharging performance. it can.
合流点cよりも後方では2つの溝が干渉した部分に波頭状の断面をもつねじれた突条7が形成される。その突条7は合流後の溝4Aの溝幅が減少するに伴って次第に高さが低くなっていく。この突条7は、補強リブ的な働きをしてボディ1の剛性向上に寄与する。従って、除去せずに残存させておくのがよい。
A
なお、2枚刃ドリルは、通常、ランド部のドリル回転方向前方の縁にマージンを設けるが、この発明のドリルは、刃径にもよるがマージンを省くことがある。小径ドリルは、ランド部の外周の全域が被削材に接触する状況になっても接触面積の絶対値が小さく、従って、マージン無しでも支障の無い加工が行える。例示のドリルはマージンの無いものになっている。そのマージンが無いため、溝4のねじれ角を途中で変化させてもドリルの加工が煩雑にならない。
The two-blade drill usually provides a margin at the front edge of the land portion in the drill rotation direction, but the drill of the present invention may omit the margin depending on the blade diameter. The small-diameter drill has a small absolute value of the contact area even when the entire outer periphery of the land portion comes into contact with the work material, and therefore can be machined without any trouble even without a margin. The example drill has no margin. Since there is no margin, drill machining is not complicated even if the twist angle of the
この発明のドリルの性能を評価するために行った試験の結果を以下に記す。試験は、この発明のドリル(2つの溝の合流後に他方の溝の加工をやめたもの、l=1.5mm)と、同一刃径の1枚刃ドリル及び2枚刃ドリルを使用して以下の条件で実施した。
−試験条件−
・ドリルサイズ:φ0.25mm(刃径D)×4.0mmL(刃溝長)
・被削材:高耐熱性プリント基板 0.8mm(厚みt)×3枚重ね
・あて板:潤滑性樹脂被膜シート
・回転速度:250Kmin−1
・送り速度:20μm/rev
・ヒット数:4,000
The results of tests conducted to evaluate the performance of the drill of the present invention are described below. The test was performed using the drill of the present invention (one of which the processing of the other groove was stopped after the joining of the two grooves, l = 1.5 mm), and the single blade drill and the double blade drill having the same blade diameter. Conducted under conditions.
-Test conditions-
・ Drill size: φ0.25mm (blade diameter D) x 4.0mmL (blade groove length)
-Work material: High heat-resistant printed circuit board 0.8 mm (thickness t) x 3 layers-Address plate: Lubricating resin coating sheet-Rotation speed: 250 Kmin -1
・ Feeding speed: 20μm / rev
・ Number of hits: 4,000
性能の評価は、加工した穴の位置のずれ量と穴の内壁粗さ(面粗さ)を測定してその2項目について行った。その結果を図9、図10に示す。図10の白抜きマークは平均値を表す。 The performance was evaluated for the two items by measuring the amount of displacement of the processed hole position and the inner wall roughness (surface roughness) of the hole. The results are shown in FIGS. The white marks in FIG. 10 represent average values.
この試験結果からわかるように、発明品のドリルは穴位置のずれ量に関しては、1枚刃ドリルと比較して遜色がなく、これから1枚刃ドリル並みの剛性が確保されていることが
理解できる。
また、内壁粗さについては、2枚刃ドリル並みの性能が確保され、1枚刃ドリルよりも優れた結果が得られている。
As can be seen from this test result, the drill according to the invention is not inferior to the single-edged drill in terms of the displacement amount of the hole position, and it can be understood that the rigidity equivalent to the single-edged drill is secured from this. .
Moreover, about the inner wall roughness, the performance equivalent to a two-blade drill is ensured, and a result superior to that of a single-blade drill is obtained.
なお、この発明は、プリント基板などの穴あけを行う刃径が0.3mmにも満たないような小径ドリルに特に適しているが、他のドリル、例えば、径比長さが長いために撓みや曲がりが発生し易い深穴加工用ドリル(ロングドリル)に適用してもその有効性が発揮される。 The present invention is particularly suitable for a small-diameter drill whose drilling diameter for drilling a printed circuit board or the like is less than 0.3 mm. However, other drills such as a flexible Even if it is applied to a deep hole drill (long drill) where bending is likely to occur, the effectiveness is demonstrated.
1 ボディ
2 シャンク
3 切れ刃
4 溝
4A 合流後の溝
5 逃げ面
6 ランド部
7 突条
D 刃径
c 合流点
β1、β2 ねじれ角
L 刃溝長
l ボディ先端から溝の合流点までの距離
w 合流前の溝幅
w1 合流後の溝幅
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