JP2014213414A - Drilling tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、穴明け工具に関するものである。 The present invention relates to a drilling tool.
近年、プリント配線板(PCB)は、小型化、薄型化及び軽量化が進み、信頼性向上のために高耐熱化及び高剛性化が進んでいる。そのため、ガラスクロス及び絶縁部の樹脂構成が難削化し、それだけPCBの穴明け加工に使用されるドリル(以下、PCBドリルという。)の摩耗が進行し易くなっており、摩耗に伴う穴位置精度の悪化が問題となっている。 In recent years, printed wiring boards (PCBs) have become smaller, thinner, and lighter, and higher heat resistance and higher rigidity have been promoted to improve reliability. Therefore, the resin structure of the glass cloth and the insulating part becomes difficult to cut, and the wear of a drill used for drilling a PCB (hereinafter referred to as a PCB drill) easily progresses accordingly, and the hole position accuracy accompanying the wear is increased. Deterioration is a problem.
そこで、例えば特許文献1に開示されるような、耐摩耗性を向上させるための硬質皮膜が被覆されたドリルが種々提案されており、上記穴位置精度の改善が図られているものの、更なる改善が要望されている。
Thus, for example, various drills coated with a hard coating for improving wear resistance as disclosed in
本発明者等は、穴位置精度の更なる改善を図るべく、硬質皮膜が被覆されたドリルについての種々の繰り返しの検討の結果、以下の知見を得た。 The present inventors have obtained the following knowledge as a result of various repeated studies on a drill coated with a hard coating in order to further improve the hole position accuracy.
穴位置精度の悪化が引き起こされる要因としては、図1に図示したようなドリルの被削材への食いつき時の位置ズレ、及び、図2に図示したようなドリルの被削材進入後の進行方向ズレが挙げられる。さらに、被削材との接触によりドリルの摩耗が進行した場合、ドリルの被削材への食いつき時の位置ズレやドリルの被削材進入後の進行方向ズレが顕著となり、穴位置精度が悪化しやすくなる。なお、図1及び図2は、当て板及び捨て板で挟持されたPCBにPCBドリルで穴明け加工を施す際の例である。 Factors that cause deterioration in the accuracy of the hole position include the positional deviation when the drill bites into the work material as shown in FIG. 1, and the progress after the drill enters the work material as shown in FIG. Direction misalignment is mentioned. Furthermore, when the wear of the drill progresses due to contact with the work material, the positional deviation when the drill bites into the work material or the advance direction of the drill after entering the work material becomes significant, and the hole position accuracy deteriorates. It becomes easy to do. FIGS. 1 and 2 are examples when a PCB drilled with a PCB drill is drilled with a PCB drill.
具体的には、ドリルの被削材への食いつき時の位置ズレは、ドリルの先端切れ刃、逃げ面及び逃げ面稜線(チゼルエッジ)が摩耗すること等による食いつき性の低下が原因で悪化し、ドリルの被削材進入後の進行方向ズレは、工具先端部の工具外周と切れ刃が交わり形成されるコーナー付近の外周摩耗により先端側ほど漸次外周が縮径する、所謂フロントテーパ化が原因で悪化しているものと考えられる。 Specifically, misalignment of the drill when it bites into the work material worsens due to a decrease in the bite due to wear of the cutting edge of the drill, the flank and the flank edge (chisel edge), The deviation in the direction of travel after the drill enters the workpiece is due to the so-called front taper, where the outer circumference gradually decreases in diameter toward the tip due to outer wear near the corner where the tool outer periphery and cutting edge of the tool intersect. It is thought that it is getting worse.
ドリルの被削材への食いつき時の位置ズレは、当て板を変更することである程度コントロールすることが可能であるが、当て板の変更以外にドリルの形状等にも改善の余地が残っている。また、ドリルの被削材進入後の進行方向ズレは、当て板等の変更ではコントロールできないため、特にドリルの被削材進入後の進行方向ズレの影響をドリルの形状変更等により、可及的に小さくする必要がある。 The misalignment of the drill when it bites into the work material can be controlled to some extent by changing the backing plate, but there is still room for improvement in the shape of the drill in addition to changing the backing plate. . In addition, since the deviation of the direction of travel after the drill enters the work material cannot be controlled by changing the backing plate, etc., the influence of the deviation of the direction of travel after entering the work material of the drill is possible by changing the shape of the drill as much as possible. It is necessary to make it smaller.
本発明は、発明者等の上記知見に基づき完成したもので、所定の外周方向長さのランドに工具先端側ほど厚くなるように硬質皮膜を設けることで、ドリルの被削材への食いつき時の位置ズレを防ぎつつドリルの被削材進入後の進行方向ズレを抑制し、耐折損性や他の性能を維持しながら穴位置精度の更なる改善が可能な実用性に秀れた穴明け工具を提供するものである。 The present invention has been completed based on the above knowledge of the inventors and the like, and by providing a hard coating on the land of a predetermined outer circumferential length so as to become thicker toward the tip of the tool, the bite to the work material of the drill Drilling with excellent practicality capable of further improving the hole position accuracy while preventing breakage and other performance while suppressing the deviation of the advancing direction after entering the work material while preventing the position deviation A tool is provided.
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。 The gist of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
工具本体1の外周に工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝2が1つ若しくは複数形成された穴明け工具であって、工具先端から軸方向に工具直径Dの1倍以下の範囲におけるランド3は、次の2条件を充足し、
(1)外周方向長さの合計が工具直径Dの円の円周長さの20%以上60%以下
(2)前記ランド3のうち、最も外周方向長さの長いランド3の該外周方向長さは前記
工具直径Dの円の円周長さの20%以上50%以下
更に、前記ランド3には硬質皮膜4が設けられ、この硬質皮膜4は工具先端側ほど厚く設けられていることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
A drilling tool in which one or a plurality of spiral
(1) 20% or more and 60% or less of the circumferential length of the circle with the tool diameter D being the total outer circumferential length (2) Among the
また、請求項1記載の穴明け工具において、前記ランド3の工具先端側位置の前記硬質皮膜4の膜厚T1と、前記ランド3の工具先端から軸方向に工具直径Dの2倍若しくは工具直径Dの2倍以下の範囲における工具後端側位置の前記硬質皮膜4の膜厚T2の比T2/T1が、0.50以上0.98以下であることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
2. The drilling tool according to
また、請求項1,2いずれか1項に記載の穴明け工具において、前記硬質皮膜4は、金属成分として少なくともAlとCrとを含み、非金属成分として少なくともNを含むものであり、工具先端から軸方向に工具直径Dの1倍以下の範囲における膜厚が1μm以上5μm以下であることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
The drilling tool according to any one of
また、請求項1〜3いずれか1項に記載の穴明け工具において、切れ刃5が1つであることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
Further, in the drilling tool according to any one of
また、請求項1〜4いずれか1項に記載の穴明け工具において、工具先端面には前記硬質皮膜4が設けられていないことを特徴とする穴明け工具に係るものである。
Moreover, the drilling tool of any one of Claims 1-4 WHEREIN: The said hard film |
また、請求項1〜4いずれか1項に記載の穴明け工具において、工具先端面及び前記切り屑排出溝2の内面には前記硬質皮膜4が設けられていないことを特徴とする穴明け工具に係るものである。
5. The drilling tool according to
また、請求項1〜6いずれか1項に記載の穴明け工具において、工具先端から軸方向に工具直径Dの1倍以下の範囲に前記ランド3が複数存在し、この複数設けられたランド3のうち、最も外周方向長さの長いランド3に設けられた前記硬質皮膜4の膜厚TWと、最も外周方向長さの短いランド3に設けられた前記硬質皮膜4の膜厚TNの比TW/TNが、0.60以上0.98以下であることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
Further, in the drilling tool according to any one of
また、請求項7に記載の穴明け工具において、工具先端から軸方向に工具直径Dの1倍以下の範囲に前記ランド3が2つ存在することを特徴とする穴明け工具に係るものである。
Further, in the drilling tool according to
また、請求項1〜8いずれか1項に記載の穴明け工具において、工具直径Dが0.2mm以上1.0mm以下であり、少なくとも先端から切り屑排出溝後端部までがWCとCoを含有する超硬合金製であることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
Further, in the drilling tool according to any one of
本発明は上述のように構成したから、耐折損性や他の性能を維持しながら穴位置精度の更なる改善が可能な実用性に秀れた穴明け工具となる。 Since the present invention is configured as described above, it is a drilling tool excellent in practicality that can further improve the hole position accuracy while maintaining breakage resistance and other performances.
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。 An embodiment of the present invention which is considered to be suitable will be briefly described with reference to the drawings showing the operation of the present invention.
工具先端部においてランド3の外周方向長さを十分長くして硬質皮膜4の耐久性を向上させると共に、この硬質皮膜4を工具先端側ほど厚く設けることで、工具先端側の硬質皮膜4が摩耗し難く、且つ、摩耗しても工具先端側ほど漸次外周が縮径する(フロントテーパ)形状となり難く、従って、工具先端部の工具外周と切れ刃が交わり形成されるコーナー付近の外周摩耗によるフロントテーパ化が良好に抑制されることになる。
In addition to improving the durability of the
更に、例えば、硬質皮膜4として、金属成分として少なくともAlとCrとを含み、非金属成分として少なくともNを含むものを採用し、工具先端から軸方向に工具直径Dの1倍以下の範囲における膜厚を1μm以上5μm以下に設定した場合には、食いつき時の位置ズレを改善することができる。また、工具先端面及び切り屑排出溝2の内面に硬質皮膜4を設けない構成とした場合にも、食いつき時の位置ズレを改善することができる。
Further, for example, as the
よって、本発明は、ドリルの被削材への食いつき時の位置ズレを防ぎつつドリルの被削材進入後の進行方向ズレの影響を可及的に小さくして、穴位置精度の更なる改善を図ることが可能となる。 Accordingly, the present invention further improves the hole position accuracy by minimizing the influence of the deviation in the advancing direction after entering the work material of the drill while preventing the position deviation when the drill bites into the work material. Can be achieved.
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。 Specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施例は、工具本体1の外周に工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝2が1つ若しくは複数形成された穴明け工具であって、工具先端から軸方向に工具直径Dの1倍(1D)以下の範囲に存在する1つ若しくは複数のランド3の外周方向長さの合計が工具直径Dの円の円周長さ(πD、πは円周率)の20%以上60%以下で、このランド3のうち、最も外周方向長さの長いランド3の外周方向長さが前記πDの20%以上50%以下であり、前記ランド3には硬質皮膜4が設けられ、この硬質皮膜4は工具先端側ほど厚く設けられているものである。
The present embodiment is a drilling tool in which one or a plurality of spiral
具体的には、前記穴明け工具は、図3,4に図示したように、外周に螺旋状の切り屑排出溝2が設けられている工具本体1と、工具本体1に連設され工具基端側ほど漸次拡径するシャンクテーパ部と、シャンクテーパ部に連設され直径が3.175mmのシャンク部とから成るPCBドリルである。工具本体1は少なくとも先端から切り屑排出溝後端部までがWCとCoを含有し、後述する硬質皮膜4と良好に密着する超硬合金部材で形成され、シャンク部はステンレス鋼部材で形成されており、この両者が接合されて構成されている。なお前記超硬合金部材のCo含有量は重量%で3%以上15%以下であることが好ましい。シャンクテーパ部のテーパ角度は本実施例においては30°に形成されている。
Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, the drilling tool includes a
また、工具本体1(刃部)の直径Dはランド3に設けられた硬質皮膜4を含めた最大直径であり(図8参照)、本実施例においては0.3mmに設定されている。また、硬質皮膜4を含めない工具本体1の刃部の形状は、工具本体1の先端側から基端側にかけて径が一定となる所謂ストレート形状(図8(A)参照)としても良いし、基端側で一段径小となるような所謂アンダーカット形状(図8(B)参照)としても良い。なお、穴位置精度が悪化しやすい0.2mm以上1.0mm以下のものであれば、本実施例と同様に本発明の効果が特に発揮される。
The diameter D of the tool body 1 (blade part) is the maximum diameter including the
また、本実施例は、切れ刃が1つであり切り屑排出溝2を2つ設けた、図5(A)に図示したような所謂1刃2溝形状のドリルである。ランド3は外周方向長さの長いランド3と外周方向長さの短いランド3の2つが設けられ、具体的には、切れ刃5の工具回転方向後方側のランド3の外周方向長さをより長く設定している。本発明においてランドとは、穴内壁面と接触する外周面を指す。即ち、図5(B)に図示したように、ランド3に二番取り面8を設ける構成とした場合、二番取り面はランドとみなさない。図中、符号6は第一逃げ面、7は第二逃げ面である。
Further, the present embodiment is a so-called one-blade, two-groove drill as shown in FIG. 5A in which one cutting edge is provided and two
なお、図5(C)に図示したような一般的な所謂2刃2溝形状のドリルの場合、ランド3の外周方向長さを長くすると(ランド3を大きくすると)、その分溝容積が小さくなり、切り屑排出性が悪化して穴内壁粗さが大きくなる場合がある。この点、1刃形状であると、ランド3の外周方向長さを長くしても1つの切れ刃5に対する溝容積を十分大きくすることができ、良好な切り屑排出性を得ることが可能となり、それだけ穴内壁粗さが改善する。また、図5(A),(B)のような1刃2溝形状のドリルは、2つのランドがバランスを保ち、安定して被削材に食いつくため、図5(D)に図示したような切れ刃5が1つであり切り屑排出溝2を1つ設けた一般的な所謂1刃1溝形状に比し、食いつき性をさらに向上させることができる。
In the case of a general so-called two-blade, two-groove drill as shown in FIG. 5C, if the length of the
また、本実施例においては、工具先端面(第一逃げ面6及び第二逃げ面7)及び切り屑排出溝2の内面には前記硬質皮膜4を設けず、図3,4に図示したように、ランド3にのみ設けた構成としている。従って、工具先端の逃げ面とすくい面との交差稜線部に存在する切れ刃が硬質皮膜4に覆われず、刃物角を鋭利にすることができ、それだけ被削材への食いつき性が向上するため、被削材への食いつき時の穴位置精度が良好となる。なお、工具先端面及び切り屑排出溝2の内面にも硬質皮膜4を設けた場合も本発明の範囲内であるが、その場合には工具全体が硬質皮膜4で覆われるため耐摩耗性は向上するものの、硬質皮膜4中のドロップレットと呼ばれる微小金属粒子が切り屑排出溝2の内面に存在することで切り屑排出性が悪化し、さらに工具先端の逃げ面とすくい面上の硬質皮膜4により刃物角が鈍くなり切削抵抗が大きくなるため、工具先端面及び切り屑排出溝2の内面に前記硬質皮膜4を設けない場合に比べ、穴明け時に折損する可能性が少し高くなる。また、刃物角が鈍くなることにより、被削材への食いつき時の位置ズレが生じやすくなり、工具先端面及び切り屑排出溝2の内面に前記硬質皮膜4を設けない場合に比べ、穴位置精度が少し悪化する。
Further, in the present embodiment, the
本実施例では硬質皮膜4として、金属成分として少なくともAlとCrとを含み、非金属成分として少なくともNを含むものを採用している。このような硬質皮膜4は、工具母材の摩耗を抑制するが、加工とともに皮膜自体が摩耗するため、適度な厚さが必要であり、1μm以上あることが望ましい。一方、厚すぎると、工具先端面及び切り屑排出溝2の内面にも硬質皮膜4を設けた場合に切れ刃やチゼルエッジの鋭利さが失われ、被削材への食いつき時の位置ズレが生じやすくなるため、5μm以下であることが望ましい。従って、硬質皮膜4は、工具先端から軸方向に1D以下の範囲における膜厚が1μm以上5μm以下となるように設定されている。
In the present embodiment, a
本実施例では、工具先端から軸方向に1D以下の範囲に存在する1つ若しくは複数のランド3の外周方向長さの合計がπDの20%以上60%以下で、2つ設けられたランド3のうち、外周方向長さの長いランド3の外周方向長さがπDの20%以上50%以下となるように設定している。
In the present embodiment, the total length of one or a plurality of
ここで、各ランド3の外周方向長さの合計が長くなると、ランド3の皮膜耐久性が良くなり、それだけ工具先端部のコーナー付近の外周摩耗が進行し難くなって穴位置精度が悪化し難くなるが、各ランド3の外周方向長さの合計がπDの60%より長い場合には、切削抵抗が大きくなり折損しやすくなり、πDの20%より短い場合には、ランド3の皮膜耐久性が悪くなり、工具先端部のコーナー付近の外周摩耗が進行しやすくなって穴位置精度が悪化しやすくなる。また、最も外周方向長さの長いランド3の外周方向長さが、πDの50%より長い場合には、上記同様の理由で折損しやすくなり、πDの20%より短い場合には、上記同様の理由で穴位置精度が悪化しやすくなる。
Here, when the total length in the outer peripheral direction of each
本実施例は上述したような1刃2溝形状であり、図4に図示したように、工具先端から軸方向に1D以下の範囲にランド3が2つ存在し、この2つのランド3の外周方向長さの合計はπDの43%、外周方向長さの長いランド3の外周方向長さがπDの33%に設定されている。前述したように、本実施例においては切れ刃5の工具回転方向後方側のランド3の外周方向長さをより長く設定している。この場合、切れ刃5を外周方向長さの長いランド3で支持することにより剛性が確保でき、工具の振れが抑えられるため、穴位置精度の悪化を防ぐことができる。
The present embodiment has the shape of one blade and two grooves as described above. As shown in FIG. 4, there are two
また、ドリルは先端部ほど切削抵抗を強く受けるため、工具先端部のコーナー付近で皮膜の耐久性が悪くなったり、摩耗が進行しやすくなったりする。よって、工具先端側のランド3ほど厚めに硬質皮膜4を成膜したほうが(工具本体1の根元側から先端側にかけて膜厚が漸増するように設けたほうが)、穴位置精度の悪化を抑制しやすい。
In addition, since the drill receives a cutting force more strongly at the tip portion, the durability of the coating is deteriorated near the corner of the tool tip portion, and wear tends to progress. Therefore, the
そのため、本実施例は、図7に図示したように、ランド3の工具先端側位置(工具先端部のコーナー位置)L1の硬質皮膜4の膜厚T1と、ランド3の工具先端から軸方向に工具直径の2倍(2D)若しくは2D以下の範囲の工具後端側位置L2の硬質皮膜4の膜厚T2の比T2/T1が、0.50以上0.98以下となるように設定されている。なお、図7における膜厚T1及びT2は、工具本体1の根元側から先端側にかけて膜厚が漸増するように設けられていることを大まかに示すものである。具体的には、図8に示すとおり、図8(A)はL2がランド3の工具先端から軸方向に2Dの位置の例、図8(B)はL2がランド3の工具先端から軸方向に2D以下の範囲の工具後端側位置の例である。なお、工具先端から軸方向に1D以下の範囲にランド3が複数存在する場合、T2/T1の値はランド3毎に設定される。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the film thickness T1 of the
ここで、T2/T1が、0.5より小さい場合には、位置L1において皮膜が工具径方向に突き出る形状となって切削負荷が集中し、皮膜強度以上の応力が発生するため、この付近でかえって皮膜が欠損しやすくなり、穴位置精度の悪化を招く。T2/T1が、0.98より大きい場合には、工具本体1の根元側から先端側にかけて膜厚がほぼ一定に、若しくは、根元側から先端側にかけて膜厚が漸減するようになるため、工具先端部のコーナー付近に十分な膜厚が無く、先端部の皮膜の耐久性悪化や摩耗が進行しやすくなり、穴位置精度が悪化しやすくなる。
Here, when T2 / T1 is smaller than 0.5, the coating protrudes in the tool radial direction at the position L1, and the cutting load is concentrated, and stress exceeding the coating strength is generated. On the other hand, the film tends to be lost, and the hole position accuracy is deteriorated. When T2 / T1 is larger than 0.98, the film thickness is almost constant from the root side to the tip side of the
このT2/T1は、例えば、図9に図示したように、皮膜を成膜する成膜炉内でドリルを保持するジグを、ドリルの直径Dに対して水平方向に十分大きいものとし、ジグに対するドリルの挿入深さを変化させることで、適宜設定することができる。具体的には、ドリルの挿入深さを深くするとT2/T1を小さくでき(L1におけるT1の膜厚を厚くでき)、浅くするとT2/T1を大きくできる(L1におけるT1の膜厚を薄くできる)。 For example, as shown in FIG. 9, T2 / T1 is set so that the jig holding the drill in the film forming furnace for forming the film is sufficiently large in the horizontal direction with respect to the diameter D of the drill. It can be set as appropriate by changing the insertion depth of the drill. Specifically, T2 / T1 can be reduced by increasing the insertion depth of the drill (the thickness of T1 in L1 can be increased), and T2 / T1 can be increased by decreasing the depth (the thickness of T1 in L1 can be reduced). .
更に、切り屑排出溝2を複数設けた場合、最も外周方向長さが短いランド3において皮膜の耐久性が悪化し、穴位置精度が悪化する。つまり、外周方向長さが最も長いランド3に対して最も短いランド3の皮膜の摩耗が進行するため、工具の母材が露出する摩滅が最も短いランド3で顕著になり片減り状態になる。その結果、被削材と夫々のランド3との接触がアンバランスとなり、上記ドリルの被削材進入後の進行方向ズレの影響が大きくなり、穴位置精度が悪化することとなる。
Further, when a plurality of the
そのため、工具先端から軸方向に工具直径Dの1倍以下の範囲に存在する複数のランド3のうち、最も外周方向長さの長いランド3に設けられた硬質皮膜4の膜厚TWと、最も外周方向長さの短いランド3に設けられた硬質皮膜4の膜厚TNの比TW/TNが、0.60以上0.98以下となるように設定するのが好ましい。
Therefore, the film thickness TW of the
本実施例においては、図6に図示したように、工具先端から軸方向に1D以下の範囲における外周方向長さP1のランド3に設けられた硬質皮膜4の膜厚TWと、P1より短い外周方向長さP2のランド3に設けられた硬質皮膜4の膜厚TNの比TW/TNが、0.60以上0.98以下となるように設定されている。なお、図示しないが、工具先端から軸方向に1D以下の範囲にランド3が3つ以上存在する場合であっても、最も外周方向長さの長いランド3に設けられた硬質皮膜4の膜厚をTW、最も外周方向長さの短いランド3に設けられた硬質皮膜4の膜厚をTNに設定すればよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the film thickness TW of the
ここで、TW/TNが、0.6より小さい場合には、外周方向長さの短いランドにおいて切削負荷が集中し、この付近でかえって皮膜の摩耗が進行しやすくなったり、皮膜が欠損しやすくなったりして、穴位置精度が悪化することになり、0.98より大きい場合には、外周方向長さが短いランドにおいて皮膜の耐久性が悪化しやすくなり、穴位置精度が悪化しやすくなる。 Here, when TW / TN is smaller than 0.6, the cutting load is concentrated on the land having a short length in the outer peripheral direction, and the wear of the film tends to proceed or the film is likely to be lost. The hole position accuracy deteriorates, and when it is larger than 0.98, the durability of the film tends to deteriorate in the land having a short outer peripheral length, and the hole position accuracy tends to deteriorate. .
このTW/TNは、例えば、ドリルの刃部全体に一定の膜厚で硬質皮膜4を設けた後、工具先端から1Dの範囲のランド3で、最も外周方向長さが短いランド3が成膜炉内の金属蒸発源の方向を向くように設置して成膜処理を行うことで小さくでき(TNを厚くすることができ)、最も外周方向長さが長いランド3が金属蒸発源の方向を向くように設置して成膜処理を行うことで大きくできる(TNを薄くすることができる)。
The TW / TN is formed, for example, by forming a
本実施例は上述のように構成したから、工具先端部においてランド3の外周方向長さを十分長くして硬質皮膜4の耐久性を向上させると共に、この硬質皮膜4を工具先端側ほど厚く設けることで、工具先端側の硬質皮膜4が摩耗し難く、且つ、摩耗しても先端側ほど漸次外周が縮径する形状となり難く、従って、工具先端部のコーナー付近の外周摩耗によるフロントテーパ化が良好に抑制されることになる。
Since the present embodiment is configured as described above, the length of the
よって、本実施例は、ドリルの被削材への食いつき時の位置ズレを防ぎつつドリルの被削材進入後の進行方向ズレの影響を可及的に小さくして、耐折損性や他の性能を維持しながら、穴位置精度の更なる改善を図ることが可能なものとなる。 Therefore, the present embodiment prevents the positional deviation at the time of drill biting on the work material while minimizing the influence of the deviation in the traveling direction after entering the work material of the drill as much as possible. It is possible to further improve the hole position accuracy while maintaining the performance.
本実施例の効果を裏付ける実験例について説明する。 An experimental example supporting the effect of the present embodiment will be described.
図10〜13は、ドリル形状やランド3の構成、硬質皮膜4の構成を変化させて穴位置精度等を評価した実験条件及び実験結果を示す表である。図10〜13の詳細を説明すると、図10は各種ドリル形状とランドの外周方向長さ違いの比較評価結果の図、図11はT2/T1違いの比較評価結果の図、図12はTW/TN違いの比較評価結果の図、図13はドリルサイズ違いの比較評価結果の図である。
FIGS. 10-13 is a table | surface which shows the experimental conditions and experimental result which changed the drill shape, the structure of the
図10の実験で使用したドリルは、工具直径Dを0.3mm、溝長lを6.5mmとした2刃2溝ドリル、1刃1溝ドリル、1刃2溝ドリルであり、ランドの構成を種々変化させている。図中の円周比(%)は、πDに対するランドの外周方向長さの合計及び最も外周方向長さの長いランドの外周方向長さの比を表したものである。また、先端角、ねじれ角等の基本形状は同じにしてあるが、1刃形状の溝深さは2刃形状に対して10%深くしている。図中、コート部位欄の表示は夫々、全面:刃部全面にコートあり、溝内面、ランド:先端面にコートなし、ランドのみ:溝内面と先端面にコートなし、を示す。また、各サンプルにおいて硬質皮膜を設けたコートドリルだけでなくノンコート(硬質皮膜を全く設けない)ドリルも評価している。硬質皮膜の膜厚はT2において2μmとし、T2/T1は0.65以上0.75以下とした。また、No.7〜13については、TW/TNを0.76以上0.85以下とした。 The drill used in the experiment of FIG. 10 is a two-blade two-groove drill having a tool diameter D of 0.3 mm and a groove length l of 6.5 mm, a one-blade one-groove drill, and a one-blade two-groove drill. Various changes are made. The circumferential ratio (%) in the figure represents the ratio of the total outer circumferential length of the land to πD and the outer circumferential length of the land having the longest outer circumferential length. Further, the basic shapes such as the tip angle and the twist angle are the same, but the groove depth of one blade shape is 10% deeper than the two blade shape. In the figure, the display of the coating part column indicates that the entire surface is coated on the entire blade portion, the groove inner surface, the land is uncoated on the tip surface, and the land is only uncoated on the groove inner surface and tip surface. Moreover, not only a coated drill provided with a hard coating in each sample but also an uncoated drill (no hard coating provided) is evaluated. The film thickness of the hard coating was 2 μm at T2, and T2 / T1 was 0.65 or more and 0.75 or less. No. About 7-13, TW / TN was 0.76 or more and 0.85 or less.
なお、No.13は、切れ刃の工具回転方向後方側のランドに上記二番取り面を設けた例である。 In addition, No. No. 13 is an example in which the second face is provided on the land on the rear side in the tool rotation direction of the cutting edge.
以上のドリルにより、基材としての「FR−4ハロゲンフリー材 厚さ1.2mm 6層銅箔」を4枚重ね、当て板としてアルミ板(厚さ0.2mm)、捨て板としてベーク板(厚さ1.5mm)を用い、ドリル(スピンドル)の回転数:120krpm、送り速度:3.0m/min、スピンドルの上昇速度:25.4m/minにて各仕様について10本ずつ穴明け加工実験を行った。 Using the above drill, 4 sheets of “FR-4 halogen-free material, thickness 1.2 mm, 6-layer copper foil” as a base material are stacked, an aluminum plate (thickness 0.2 mm) as a backing plate, and a bake plate ( Drilling experiment with 10 holes for each specification at a drill (spindle) speed of 120 krpm, feed rate: 3.0 m / min, spindle lift rate: 25.4 m / min. Went.
図10〜図13における評価方法について説明する。折損本数については、図10〜図12では6,000ヒット加工で10本中の折損本数を、図13では設定ヒット数以内で10本中の折損本数を記載した。穴位置精度については、図10〜図12では10本の6,000ヒット加工における最下基板裏側の穴位置ずれ量のAvg.+3s値を、図13では10本の設定ヒット数の最下基板裏側の穴位置ずれ量のAvg.+3s値を記載した。なお、折損本数が10本のものは測定しておらず、折損本数が10本に満たないものは折損しなかった本数の穴位置ずれ量を記載した。また、ノンコートとコートの穴位置ずれ量のAvg.+3s値の差(ノンコート差)により、硬質皮膜被覆の効果を確認した(○:効果大きい、×:効果小さい(ノンコート差が1μm以下))。また、穴内壁粗さは、図10では6,000ヒット付近の5穴の穴内壁の外観を確認することで評価し(○:穴内壁粗さが25μm未満、△:穴内壁粗さが25μm未満だが、外観上比較的悪い)、図13では設定ヒット付近の5穴の穴内壁の外観を確認することで評価した(○:穴内壁粗さが15μm未満、△:穴内壁粗さが15μm未満だが、外観上比較的悪い)。また、膜欠損は、図11においては6,000ヒット後のコーナー付近の皮膜状態をその外観を確認することで、図12においては6,000ヒット後の外周方向長さの短いランドの皮膜状態をその外観を確認することで評価した(○:皮膜が欠損していない、×:皮膜が欠損している)。また、膜摩滅は、図11においては6,000ヒット後のコーナー付近の皮膜状態をその外観を確認することで、図12においては6,000ヒット後の外周方向長さの短いランドの皮膜状態をその外観を確認することで評価した(○:皮膜の摩滅が目立たない、×:皮膜の摩滅が顕著、−:膜欠損のため摩滅の確認が不可能)。
The evaluation method in FIGS. 10-13 is demonstrated. Regarding the number of breaks, FIGS. 10 to 12 show the number of breaks in 10 in the 6,000 hit processing, and FIG. 13 shows the number of breaks in 10 within the set number of hits. Regarding the hole position accuracy, in FIGS. 10 to 12, the Avg. +3 s value is Avg. Of the hole position deviation amount on the back side of the bottom substrate of 10 set hit numbers in FIG. +3 s values are listed. Note that the number of broken holes was not measured, and the number of broken holes where the number of broken lines was less than 10 was recorded as the number of holes that were not broken. Also, the Avg. The effect of the hard coating was confirmed by the difference in the + 3s value (non-coating difference) (◯: large effect, x: small effect (non-coating difference is 1 μm or less)). In addition, the hole inner wall roughness was evaluated by confirming the appearance of the five hole inner walls in the vicinity of 6,000 hits in FIG. 10 (◯: hole inner wall roughness less than 25 μm, Δ: hole
評価結果より、以下の点を確認した。 From the evaluation results, the following points were confirmed.
2刃2溝形状は折損しにくく、皮膜により穴位置精度は多少良くなるが、ランドの外周方向長さが長くなると穴内壁粗さが悪化しやすい傾向がある。また、1刃1溝形状は硬質皮膜被覆の効果が大きいために穴位置精度は良好となり、穴内壁粗さも悪くはないが、ランドの外周方向長さが好ましい範囲内であっても折損しやすい傾向がある。また、1刃2溝形状は被削材への食いつき性が良いために穴位置精度が良く、硬質皮膜被覆の効果も大きく、穴内壁粗さも良好である。 The two-blade, two-groove shape is not easily broken, and the hole position accuracy is somewhat improved by the coating, but the inner wall roughness tends to be deteriorated when the outer peripheral length of the land is increased. In addition, the single-blade, single-groove shape has a great effect of hard film coating, so the hole position accuracy is good and the hole inner wall roughness is not bad, but it is easy to break even if the outer peripheral length of the land is within the preferred range. Tend. In addition, since the 1-blade 2-groove shape has good bite to the work material, the hole position accuracy is good, the effect of the hard coating is great, and the hole inner wall roughness is also good.
また、1刃2溝形状で溝内面とランドに皮膜を設けた場合(図10中のNo.10)や、ランドにのみ皮膜を設けた場合(図10中のNo.11)においては、前述したドリル形状による効果に加え、先端面に、または先端面と溝内面に皮膜が設けられていないことにより折損しにくい傾向であった。1刃2溝形状でランドに二番取り面を設けた場合(図10中のNo.13)は、穴位置精度が同形状の中で最も良好で、折損しにくく、穴内壁粗さにおいても良好な結果が得られた。 Further, in the case where a coating is provided on the inner surface of the groove and the land (No. 10 in FIG. 10) with one blade and two grooves, or in the case where a coating is provided only on the land (No. 11 in FIG. 10), In addition to the effect of the drill shape, there was no tendency to break because the coating was not provided on the tip surface or on the tip surface and the groove inner surface. In the case of a 1-flute 2-groove shape with a second surface on the land (No. 13 in FIG. 10), the hole position accuracy is the best among the same shape, it is difficult to break, and the hole inner wall roughness is also Good results were obtained.
以上から、1刃2溝形状でランドにのみ皮膜を設けた場合に最も良好な結果が得られることが確認できた。 From the above, it was confirmed that the best results were obtained when a film was provided only on the land with a one-blade, two-groove shape.
図11の実験で使用したドリルは、工具直径Dを0.3mm、溝長lを6.5mmとした図10のNo.9と同形状のドリルである。各サンプルにおいて硬質皮膜を設けたコートドリルだけでなくノンコートドリルも評価している。硬質皮膜の膜厚はT2において2μmとし、T2/T1を変化させた。また、TW/TNを0.76以上0.88以下とした。 The drill used in the experiment of FIG. 11 has a tool diameter D of 0.3 mm and a groove length l of 6.5 mm. 9 is a drill having the same shape as 9. Each sample is evaluated not only for coated drills with a hard coating but also for non-coated drills. The film thickness of the hard coating was 2 μm at T2, and T2 / T1 was changed. Moreover, TW / TN was set to 0.76 or more and 0.88 or less.
以上のドリルにより、基材としての「FR−4ハロゲンフリー材 厚さ1.2mm 6層銅箔」を4枚重ね、当て板としてアルミ板(厚さ0.2mm)、捨て板としてベーク板(厚さ1.5mm)を用い、ドリル(スピンドル)の回転数:120krpm、送り速度:3.0m/min、スピンドルの上昇速度:25.4m/minにて各仕様について10本ずつ穴明け加工実験を行った。 Using the above drill, 4 sheets of “FR-4 halogen-free material, thickness 1.2 mm, 6-layer copper foil” as a base material are stacked, an aluminum plate (thickness 0.2 mm) as a backing plate, and a bake plate ( Drilling experiment with 10 holes for each specification at a drill (spindle) speed of 120 krpm, feed rate: 3.0 m / min, spindle lift rate: 25.4 m / min. Went.
評価結果より、T2/T1が小さい場合、コーナー付近の皮膜欠損が目立つことが確認できた。また、T2/T1が大きい場合、コーナー付近の皮膜摩滅が目立つことが確認できた。 From the evaluation results, it was confirmed that when T2 / T1 is small, film defects near the corner are conspicuous. Moreover, when T2 / T1 was large, it was confirmed that the abrasion of the film near the corner was conspicuous.
以上から、T2/T1は、0.50以上0.98以下が好適であると考えられる。 From the above, it is considered that T2 / T1 is preferably 0.50 or more and 0.98 or less.
図12の実験で使用したドリルは、工具直径Dを0.3mm、溝長lを6.5mmとした図10のNo.9と同形状のドリルである。各サンプルにおいて硬質皮膜を設けたコートドリルだけでなくノンコートドリルも評価している。硬質皮膜の膜厚はTWにおいて2.8μmとし、TW/TNを変化させた。また、T2/T1を0.65以上0.75以下とした。 The drill used in the experiment of FIG. 12 has a tool diameter D of 0.3 mm and a groove length l of 6.5 mm. 9 is a drill having the same shape as 9. Each sample is evaluated not only for coated drills with a hard coating but also for non-coated drills. The film thickness of the hard coating was 2.8 μm in TW, and TW / TN was changed. Further, T2 / T1 was set to 0.65 or more and 0.75 or less.
以上のドリルにより、基材としての「FR−4ハロゲンフリー材 厚さ1.2mm 6層銅箔」を4枚重ね、当て板としてアルミ板(厚さ0.2mm)、捨て板としてベーク板(厚さ1.5mm)を用い、ドリル(スピンドル)の回転数:120krpm、送り速度:3.0m/min、スピンドルの上昇速度:25.4m/minにて各仕様について10本ずつ穴明け加工実験を行った。 Using the above drill, 4 sheets of “FR-4 halogen-free material, thickness 1.2 mm, 6-layer copper foil” as a base material are stacked, an aluminum plate (thickness 0.2 mm) as a backing plate, and a bake plate ( Drilling experiment with 10 holes for each specification at a drill (spindle) speed of 120 krpm, feed rate: 3.0 m / min, spindle lift rate: 25.4 m / min. Went.
評価結果より、TW/TNが小さい場合、外周方向長さの短いランドの皮膜欠損が目立つことが確認できた。また、TW/TNが大きい場合、外周方向長さの短いランドの皮膜摩滅が目立つことが確認できた。 From the evaluation results, it was confirmed that when TW / TN is small, the film defect of the land having a short length in the outer peripheral direction is conspicuous. Moreover, when TW / TN was large, it was confirmed that the abrasion of the land having a short length in the outer circumferential direction was conspicuous.
以上から、TW/TNは、少なくとも0.51以下若しくは1.17以上であると好ましくないことが確認できた。 From the above, it was confirmed that TW / TN is not preferably at least 0.51 or less or 1.17 or more.
図13の実験で使用したドリルは、工具直径Dを0.1mm、溝長lを2.2mmとした2刃2溝ドリル及び1刃2溝ドリルと、工具直径Dを0.2mm、溝長lを3.5mmとした1刃2溝ドリルと、工具直径Dを0.6mm、溝長lを8.5mmとした2刃2溝ドリル及び1刃2溝ドリル、工具直径Dを1.0mm、溝長lを9.0mmとした2刃2溝ドリルと、工具直径Dを1.1mm、溝長lを9.0mmとした2刃2溝ドリルである。硬質皮膜は刃部全面に設けている。また、各サンプルにおいて硬質皮膜を設けたコートドリルだけでなくノンコートドリルも評価している。 The drill used in the experiment of FIG. 13 is a two-blade two-groove drill and a one-blade two-groove drill with a tool diameter D of 0.1 mm and a groove length l of 2.2 mm, a tool diameter D of 0.2 mm, and a groove length. 1-blade 2-groove drill with l of 3.5 mm, 2-blade 2-groove drill and 1-blade 2-groove drill with a tool diameter D of 0.6 mm and a groove length l of 8.5 mm, and a tool diameter D of 1.0 mm A two-blade two-groove drill with a groove length l of 9.0 mm, and a two-blade two-groove drill with a tool diameter D of 1.1 mm and a groove length l of 9.0 mm. The hard coating is provided on the entire blade portion. Moreover, not only the coated drill which provided the hard film | membrane in each sample but the non-coated drill is evaluated.
以上のドリルにより、工具直径Dごとに下記の条件で穴明け加工実験を行った。 Using the above drills, drilling experiments were performed for each tool diameter D under the following conditions.
・工具直径D:0.1mm
基材としての「ハロゲンフリー材 厚さ0.4mm 2層銅箔」を3枚重ね、当て板として樹脂付きアルミ板(厚さ0.1mm)、捨て板としてベーク板(厚さ1.5mm)を用い、ドリル(スピンドル)の回転数:330krpm、送り速度:2.4m/min、スピンドルの上昇速度:50.0m/minにて各仕様について10本ずつ6,000ヒット穴明け加工を行う。
・ Tool diameter D: 0.1 mm
Three sheets of “halogen-free material 0.4 mm thick 2-layer copper foil” as a base material are stacked, an aluminum plate with resin (thickness 0.1 mm) as a backing plate, and a bake plate (thickness 1.5 mm) as a discard plate 6,000 hit holes are drilled for each of the specifications at a drill (spindle) rotational speed of 330 krpm, a feed rate of 2.4 m / min, and a spindle ascending speed of 50.0 m / min.
・工具直径D:0.2mm
基材としての「FR−4材 厚さ1.2mm 6層銅箔」を2枚重ね、当て板として樹脂付きアルミ板(厚さ0.17mm)、捨て板としてベーク板(厚さ1.5mm)を用い、ドリル(スピンドル)の回転数:180krpm、送り速度:2.4m/min、スピンドルの上昇速度:25.4m/minにて10本ずつ3,000ヒット穴明け加工を行う。
・ Tool diameter D: 0.2mm
"FR-4 material 1.2
・工具直径D:0.6mm
基材としての「FR−4材 厚さ1.6mm 6層銅箔」を3枚重ね、当て板としてアルミ板(厚さ0.2mm)、捨て板としてベーク板(厚さ1.5mm)を用い、ドリル(スピンドル)の回転数:75krpm、送り速度:2.05m/min、スピンドルの上昇速度:25.4m/minにて各仕様について10本ずつ2,400ヒット穴明け加工を行う。
・ Tool diameter D: 0.6mm
Three sheets of “FR-4 material 1.6
・工具直径D:1.0mm
基材としての「FR−4材 厚さ1.5mm 4層銅箔」を3枚重ね、当て板としてアルミ板(厚さ0.15mm)、捨て板としてベーク板(厚さ1.5mm)を用い、ドリル(スピンドル)の回転数:48krpm、送り速度:0.96m/min、スピンドルの上昇速度:25.4m/minにて10本ずつ2,000ヒット穴明け加工を行う。
・ Tool diameter D: 1.0mm
Three sheets of “FR-4 material, 1.5mm thickness, 4 layer copper foil” as a base material are stacked, an aluminum plate (thickness 0.15 mm) as a backing plate, and a bake plate (thickness 1.5 mm) as a discard plate 2,000 hit holes are drilled in units of 10 at a drill (spindle) rotation speed of 48 krpm, a feed speed of 0.96 m / min, and a spindle lift speed of 25.4 m / min.
・工具直径D:1.1mm
基材としての「FR−4材 厚さ1.6mm 2層銅箔」を3枚重ね、当て板としてアルミ板(厚さ0.15mm)、捨て板としてベーク板(厚さ1.5mm)を用い、ドリル(スピンドル)の回転数:48krpm、送り速度:0.96m/min、スピンドルの上昇速度:25.4m/minにて10本ずつ2,000ヒット穴明け加工を行う。
・ Tool diameter D: 1.1 mm
Three sheets of “FR-4 material 1.6mm thickness 2-layer copper foil” as a base material are stacked, an aluminum plate (thickness 0.15 mm) as a backing plate, and a bake plate (thickness 1.5 mm) as a discard plate 2,000 hit holes are drilled in units of 10 at a drill (spindle) rotation speed of 48 krpm, a feed speed of 0.96 m / min, and a spindle lift speed of 25.4 m / min.
評価結果より、工具直径Dが0.1mm若しくは1.1mmのドリルでは硬質皮膜の耐摩耗効果が小さいことが確認できた。 From the evaluation results, it was confirmed that a drill with a tool diameter D of 0.1 mm or 1.1 mm has a small wear resistance effect of the hard coating.
以上から、工具直径Dが0.2mm以上1.0mm以下のドリルで特に本発明の効果が発揮されることが確認できた。 From the above, it was confirmed that the effect of the present invention was particularly exhibited with a drill having a tool diameter D of 0.2 mm to 1.0 mm.
1 工具本体
2 切り屑排出溝
3 ランド
4 硬質皮膜
5 切れ刃
D 工具直径
1
本発明は、穴明け工具に関するものである。 The present invention relates to a drilling tool.
近年、プリント配線板(PCB)は、小型化、薄型化及び軽量化が進み、信頼性向上のために高耐熱化及び高剛性化が進んでいる。そのため、ガラスクロス及び絶縁部の樹脂構成が難削化し、それだけPCBの穴明け加工に使用されるドリル(以下、PCBドリルという。)の摩耗が進行し易くなっており、摩耗に伴う穴位置精度の悪化が問題となっている。 In recent years, printed wiring boards (PCBs) have become smaller, thinner, and lighter, and higher heat resistance and higher rigidity have been promoted to improve reliability. Therefore, the resin structure of the glass cloth and the insulating part becomes difficult to cut, and the wear of a drill used for drilling a PCB (hereinafter referred to as a PCB drill) easily progresses accordingly, and the hole position accuracy accompanying the wear is increased. Deterioration is a problem.
そこで、例えば特許文献1に開示されるような、耐摩耗性を向上させるための硬質皮膜が被覆されたドリルが種々提案されており、上記穴位置精度の改善が図られているものの、更なる改善が要望されている。
Thus, for example, various drills coated with a hard coating for improving wear resistance as disclosed in
本発明者等は、穴位置精度の更なる改善を図るべく、硬質皮膜が被覆されたドリルについての種々の繰り返しの検討の結果、以下の知見を得た。 The present inventors have obtained the following knowledge as a result of various repeated studies on a drill coated with a hard coating in order to further improve the hole position accuracy.
穴位置精度の悪化が引き起こされる要因としては、図1に図示したようなドリルの被削材への食いつき時の位置ズレ、及び、図2に図示したようなドリルの被削材進入後の進行方向ズレが挙げられる。さらに、被削材との接触によりドリルの摩耗が進行した場合、ドリルの被削材への食いつき時の位置ズレやドリルの被削材進入後の進行方向ズレが顕著となり、穴位置精度が悪化しやすくなる。なお、図1及び図2は、当て板及び捨て板で挟持されたPCBにPCBドリルで穴明け加工を施す際の例である。 Factors that cause deterioration in the accuracy of the hole position include the positional deviation when the drill bites into the work material as shown in FIG. 1, and the progress after the drill enters the work material as shown in FIG. Direction misalignment is mentioned. Furthermore, when the wear of the drill progresses due to contact with the work material, the positional deviation when the drill bites into the work material or the advance direction of the drill after entering the work material becomes significant, and the hole position accuracy deteriorates. It becomes easy to do. FIGS. 1 and 2 are examples when a PCB drilled with a PCB drill is drilled with a PCB drill.
具体的には、ドリルの被削材への食いつき時の位置ズレは、ドリルの先端切れ刃、逃げ面及び逃げ面稜線(チゼルエッジ)が摩耗すること等による食いつき性の低下が原因で悪化し、ドリルの被削材進入後の進行方向ズレは、工具先端部の工具外周と切れ刃が交わり形成されるコーナー付近の外周摩耗により先端側ほど漸次外周が縮径する、所謂フロントテーパ化が原因で悪化しているものと考えられる。 Specifically, misalignment of the drill when it bites into the work material worsens due to a decrease in the bite due to wear of the cutting edge of the drill, the flank and the flank edge (chisel edge), The deviation in the direction of travel after the drill enters the workpiece is due to the so-called front taper, where the outer circumference gradually decreases in diameter toward the tip due to outer wear near the corner where the tool outer periphery and cutting edge of the tool intersect. It is thought that it is getting worse.
ドリルの被削材への食いつき時の位置ズレは、当て板を変更することである程度コントロールすることが可能であるが、当て板の変更以外にドリルの形状等にも改善の余地が残っている。また、ドリルの被削材進入後の進行方向ズレは、当て板等の変更ではコントロールできないため、特にドリルの被削材進入後の進行方向ズレの影響をドリルの形状変更等により、可及的に小さくする必要がある。 The misalignment of the drill when it bites into the work material can be controlled to some extent by changing the backing plate, but there is still room for improvement in the shape of the drill in addition to changing the backing plate. . In addition, since the deviation of the direction of travel after the drill enters the work material cannot be controlled by changing the backing plate, etc., the influence of the deviation of the direction of travel after entering the work material of the drill is possible by changing the shape of the drill as much as possible. It is necessary to make it smaller.
本発明は、発明者等の上記知見に基づき完成したもので、所定の外周方向長さのマージンに工具先端側ほど厚くなるように硬質皮膜を設けることで、ドリルの被削材への食いつき時の位置ズレを防ぎつつドリルの被削材進入後の進行方向ズレを抑制し、耐折損性や他の性能を維持しながら穴位置精度の更なる改善が可能な実用性に秀れた穴明け工具を提供するものである。 The present invention has been completed on the basis of the above knowledge of the inventors and the like, and when a hard coating is provided so as to become thicker toward the tool tip side in a margin of a predetermined outer circumferential direction length, Drilling with excellent practicality capable of further improving the hole position accuracy while preventing breakage and other performance while suppressing the deviation of the advancing direction after entering the work material while preventing the position deviation A tool is provided.
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。 The gist of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
工具本体1の外周に工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝2が1つ若しくは複数形成された穴明け工具であって、工具先端から軸方向に工具直径Dの1倍以下の範囲に複数のマージン3が設けられ、このマージン3は、次の2条件を充足し、
(1)外周方向長さの合計が工具直径Dの円の円周長さの20%以上60%以下
(2)前記マージン3のうち、最も外周方向長さの長いマージン3の該外周方向長さは
前記工具直径Dの円の円周長さの20%以上50%以下
更に、前記マージン3には硬質皮膜4が設けられ、この硬質皮膜4は工具先端側ほど厚く設けられており、更に、前記複数のマージン3のうち、最も外周方向長さの長いマージン3に設けられた前記硬質皮膜4の膜厚TWと、最も外周方向長さの短いマージン3に設けられた前記硬質皮膜4の膜厚TNの比TW/TNが、0.60以上0.98以下であることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
A drilling tool in which one or a plurality of spiral
(1) 20% or more and 60% or less of the circumferential length of the circle with the tool diameter D being the total circumferential length (2) Among the
また、請求項1記載の穴明け工具において、前記マージン3の工具先端側位置の前記硬質皮膜4の膜厚T1と、前記マージン3の工具先端から軸方向に工具直径Dの2倍若しくは工具直径Dの2倍以下の範囲における工具後端側位置の前記硬質皮膜4の膜厚T2の比T2/T1が、0.50以上0.98以下であることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
Further, in the drilling tool according to
また、請求項1,2いずれか1項に記載の穴明け工具において、前記硬質皮膜4は、金属成分として少なくともAlとCrとを含み、非金属成分として少なくともNを含むものであり、工具先端から軸方向に工具直径Dの1倍以下の範囲における膜厚が1μm以上5μm以下であることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
The drilling tool according to any one of
また、請求項1〜3いずれか1項に記載の穴明け工具において、切れ刃5が1つであることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
Further, in the drilling tool according to any one of
また、請求項1〜4いずれか1項に記載の穴明け工具において、工具先端面には前記硬質皮膜4が設けられていないことを特徴とする穴明け工具に係るものである。
Moreover, the drilling tool of any one of Claims 1-4 WHEREIN: The said hard film |
また、請求項1〜4いずれか1項に記載の穴明け工具において、工具先端面及び前記切り屑排出溝2の内面には前記硬質皮膜4が設けられていないことを特徴とする穴明け工具に係るものである。
5. The drilling tool according to
また、請求項1〜6いずれか1項に記載の穴明け工具において、工具先端から軸方向に工具直径Dの1倍以下の範囲に前記マージン3が2つ存在することを特徴とする穴明け工具に係るものである。
The drilling tool according to any one of
また、請求項1〜7いずれか1項に記載の穴明け工具において、工具直径Dが0.2mm以上1.0mm以下であり、少なくとも先端から切り屑排出溝後端部までがWCとCoを含有する超硬合金製であることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
Further, in the drilling tool according to any one of
本発明は上述のように構成したから、耐折損性や他の性能を維持しながら穴位置精度の更なる改善が可能な実用性に秀れた穴明け工具となる。 Since the present invention is configured as described above, it is a drilling tool excellent in practicality that can further improve the hole position accuracy while maintaining breakage resistance and other performances.
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。 An embodiment of the present invention which is considered to be suitable will be briefly described with reference to the drawings showing the operation of the present invention.
工具先端部においてマージン3の外周方向長さを十分長くして硬質皮膜4の耐久性を向上させると共に、この硬質皮膜4を工具先端側ほど厚く設けることで、工具先端側の硬質皮膜4が摩耗し難く、且つ、摩耗しても工具先端側ほど漸次外周が縮径する(フロントテーパ)形状となり難く、従って、工具先端部の工具外周と切れ刃が交わり形成されるコーナー付近の外周摩耗によるフロントテーパ化が良好に抑制されることになる。
The length of the
更に、例えば、硬質皮膜4として、金属成分として少なくともAlとCrとを含み、非金属成分として少なくともNを含むものを採用し、工具先端から軸方向に工具直径Dの1倍以下の範囲における膜厚を1μm以上5μm以下に設定した場合には、食いつき時の位置ズレを改善することができる。また、工具先端面及び切り屑排出溝2の内面に硬質皮膜4を設けない構成とした場合にも、食いつき時の位置ズレを改善することができる。
Further, for example, as the
よって、本発明は、ドリルの被削材への食いつき時の位置ズレを防ぎつつドリルの被削材進入後の進行方向ズレの影響を可及的に小さくして、穴位置精度の更なる改善を図ることが可能となる。 Accordingly, the present invention further improves the hole position accuracy by minimizing the influence of the deviation in the advancing direction after entering the work material of the drill while preventing the position deviation when the drill bites into the work material. Can be achieved.
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。 Specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施例は、工具本体1の外周に工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝2が1つ若しくは複数形成された穴明け工具であって、工具先端から軸方向に工具直径Dの1倍(1D)以下の範囲に存在する1つ若しくは複数のマージン3の外周方向長さの合計が工具直径Dの円の円周長さ(πD、πは円周率)の20%以上60%以下で、このマージン3のうち、最も外周方向長さの長いマージン3の外周方向長さが前記πDの20%以上50%以下であり、前記マージン3には硬質皮膜4が設けられ、この硬質皮膜4は工具先端側ほど厚く設けられているものである。
The present embodiment is a drilling tool in which one or a plurality of spiral
具体的には、前記穴明け工具は、図3,4に図示したように、外周に螺旋状の切り屑排出溝2が設けられている工具本体1と、工具本体1に連設され工具基端側ほど漸次拡径するシャンクテーパ部と、シャンクテーパ部に連設され直径が3.175mmのシャンク部とから成るPCBドリルである。工具本体1は少なくとも先端から切り屑排出溝後端部までがWCとCoを含有し、後述する硬質皮膜4と良好に密着する超硬合金部材で形成され、シャンク部はステンレス鋼部材で形成されており、この両者が接合されて構成されている。なお前記超硬合金部材のCo含有量は重量%で3%以上15%以下であることが好ましい。シャンクテーパ部のテーパ角度は本実施例においては30°に形成されている。
Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, the drilling tool includes a
また、工具本体1(刃部)の直径Dはマージン3に設けられた硬質皮膜4を含めた最大直径であり(図8参照)、本実施例においては0.3mmに設定されている。また、硬質皮膜4を含めない工具本体1の刃部の形状は、工具本体1の先端側から基端側にかけて径が一定となる所謂ストレート形状(図8(A)参照)としても良いし、基端側で一段径小となるような所謂アンダーカット形状(図8(B)参照)としても良い。なお、穴位置精度が悪化しやすい0.2mm以上1.0mm以下のものであれば、本実施例と同様に本発明の効果が特に発揮される。
The diameter D of the tool body 1 (blade part) is the maximum diameter including the
また、本実施例は、切れ刃が1つであり切り屑排出溝2を2つ設けた、図5(A)に図示したような所謂1刃2溝形状のドリルである。マージン3は外周方向長さの長いマージン3と外周方向長さの短いマージン3の2つが設けられ、具体的には、切れ刃5の工具回転方向後方側のマージン3の外周方向長さをより長く設定している。本発明においてマージンとは、穴内壁面と接触する外周面を指す。即ち、図5(B)に図示したように、工具本体1に二番取り面8を設ける構成とした場合、二番取り面はマージンとみなさない。図中、符号6は第一逃げ面、7は第二逃げ面である。
Further, the present embodiment is a so-called one-blade, two-groove drill as shown in FIG. 5A in which one cutting edge is provided and two
なお、図5(C)に図示したような一般的な所謂2刃2溝形状のドリルの場合、マージン3の外周方向長さを長くすると(マージン3を大きくすると)、その分溝容積が小さくなり、切り屑排出性が悪化して穴内壁粗さが大きくなる場合がある。この点、1刃形状であると、マージン3の外周方向長さを長くしても1つの切れ刃5に対する溝容積を十分大きくすることができ、良好な切り屑排出性を得ることが可能となり、それだけ穴内壁粗さが改善する。また、図5(A),(B)のような1刃2溝形状のドリルは、2つのマージンがバランスを保ち、安定して被削材に食いつくため、図5(D)に図示したような切れ刃5が1つであり切り屑排出溝2を1つ設けた一般的な所謂1刃1溝形状に比し、食いつき性をさらに向上させることができる。
In the case of drilling a typical so-called two-
また、本実施例においては、工具先端面(第一逃げ面6及び第二逃げ面7)及び切り屑排出溝2の内面には前記硬質皮膜4を設けず、図3,4に図示したように、マージン3にのみ設けた構成としている。従って、工具先端の逃げ面とすくい面との交差稜線部に存在する切れ刃が硬質皮膜4に覆われず、刃物角を鋭利にすることができ、それだけ被削材への食いつき性が向上するため、被削材への食いつき時の穴位置精度が良好となる。なお、工具先端面及び切り屑排出溝2の内面にも硬質皮膜4を設けた場合も本発明の範囲内であるが、その場合には工具全体が硬質皮膜4で覆われるため耐摩耗性は向上するものの、硬質皮膜4中のドロップレットと呼ばれる微小金属粒子が切り屑排出溝2の内面に存在することで切り屑排出性が悪化し、さらに工具先端の逃げ面とすくい面上の硬質皮膜4により刃物角が鈍くなり切削抵抗が大きくなるため、工具先端面及び切り屑排出溝2の内面に前記硬質皮膜4を設けない場合に比べ、穴明け時に折損する可能性が少し高くなる。また、刃物角が鈍くなることにより、被削材への食いつき時の位置ズレが生じやすくなり、工具先端面及び切り屑排出溝2の内面に前記硬質皮膜4を設けない場合に比べ、穴位置精度が少し悪化する。
Further, in the present embodiment, the
本実施例では硬質皮膜4として、金属成分として少なくともAlとCrとを含み、非金属成分として少なくともNを含むものを採用している。このような硬質皮膜4は、工具母材の摩耗を抑制するが、加工とともに皮膜自体が摩耗するため、適度な厚さが必要であり、1μm以上あることが望ましい。一方、厚すぎると、工具先端面及び切り屑排出溝2の内面にも硬質皮膜4を設けた場合に切れ刃やチゼルエッジの鋭利さが失われ、被削材への食いつき時の位置ズレが生じやすくなるため、5μm以下であることが望ましい。従って、硬質皮膜4は、工具先端から軸方向に1D以下の範囲における膜厚が1μm以上5μm以下となるように設定されている。
In the present embodiment, a
本実施例では、工具先端から軸方向に1D以下の範囲に存在する1つ若しくは複数のマージン3の外周方向長さの合計がπDの20%以上60%以下で、2つ設けられたマージン3のうち、外周方向長さの長いマージン3の外周方向長さがπDの20%以上50%以下となるように設定している。
In the present embodiment, the total length of one or
ここで、各マージン3の外周方向長さの合計が長くなると、マージン3の皮膜耐久性が良くなり、それだけ工具先端部のコーナー付近の外周摩耗が進行し難くなって穴位置精度が悪化し難くなるが、各マージン3の外周方向長さの合計がπDの60%より長い場合には、切削抵抗が大きくなり折損しやすくなり、πDの20%より短い場合には、マージン3の皮膜耐久性が悪くなり、工具先端部のコーナー付近の外周摩耗が進行しやすくなって穴位置精度が悪化しやすくなる。また、最も外周方向長さの長いマージン3の外周方向長さが、πDの50%より長い場合には、上記同様の理由で折損しやすくなり、πDの20%より短い場合には、上記同様の理由で穴位置精度が悪化しやすくなる。
Here, if the total length in the outer peripheral direction of each
本実施例は上述したような1刃2溝形状であり、図4に図示したように、工具先端から軸方向に1D以下の範囲にマージン3が2つ存在し、この2つのマージン3の外周方向長さの合計はπDの43%、外周方向長さの長いマージン3の外周方向長さがπDの33%に設定されている。前述したように、本実施例においては切れ刃5の工具回転方向後方側のマージン3の外周方向長さをより長く設定している。この場合、切れ刃5を外周方向長さの長いマージン3で支持することにより剛性が確保でき、工具の振れが抑えられるため、穴位置精度の悪化を防ぐことができる。
The present embodiment has the shape of one groove and two grooves as described above. As shown in FIG. 4, there are two
また、ドリルは先端部ほど切削抵抗を強く受けるため、工具先端部のコーナー付近で皮膜の耐久性が悪くなったり、摩耗が進行しやすくなったりする。よって、工具先端側のマージン3ほど厚めに硬質皮膜4を成膜したほうが(工具本体1の根元側から先端側にかけて膜厚が漸増するように設けたほうが)、穴位置精度の悪化を抑制しやすい。
In addition, since the drill receives a cutting force more strongly at the tip portion, the durability of the coating is deteriorated near the corner of the tool tip portion, and wear tends to progress. Therefore, when the
そのため、本実施例は、図7に図示したように、マージン3の工具先端側位置(工具先端部のコーナー位置)L1の硬質皮膜4の膜厚T1と、マージン3の工具先端から軸方向に工具直径の2倍(2D)若しくは2D以下の範囲の工具後端側位置L2の硬質皮膜4の膜厚T2の比T2/T1が、0.50以上0.98以下となるように設定されている。なお、図7における膜厚T1及びT2は、工具本体1の根元側から先端側にかけて膜厚が漸増するように設けられていることを大まかに示すものである。具体的には、図8に示すとおり、図8(A)はL2がマージン3の工具先端から軸方向に2Dの位置の例、図8(B)はL2がマージン3の工具先端から軸方向に2D以下の範囲の工具後端側位置の例である。なお、工具先端から軸方向に1D以下の範囲にマージン3が複数存在する場合、T2/T1の値はマージン3毎に設定される。
Therefore, the present embodiment, as shown in FIG. 7, the thickness T1 of the
ここで、T2/T1が、0.50より小さい場合には、位置L1において皮膜が工具径方向に突き出る形状となって切削負荷が集中し、皮膜強度以上の応力が発生するため、この付近でかえって皮膜が欠損しやすくなり、穴位置精度の悪化を招く。T2/T1が、0.98より大きい場合には、工具本体1の根元側から先端側にかけて膜厚がほぼ一定に、若しくは、根元側から先端側にかけて膜厚が漸減するようになるため、工具先端部のコーナー付近に十分な膜厚が無く、先端部の皮膜の耐久性悪化や摩耗が進行しやすくなり、穴位置精度が悪化しやすくなる。
Here, T2 / T1 is 0.5 0 if less than the cutting load is concentrated coating at position L1 is in a shape projecting tool diameter direction, since the film strength or more stresses are generated, around the On the contrary, the film tends to be lost and the hole position accuracy is deteriorated. When T2 / T1 is larger than 0.98, the film thickness is almost constant from the root side to the tip side of the
このT2/T1は、例えば、図9に図示したように、皮膜を成膜する成膜炉内でドリルを保持するジグを、ドリルの直径Dに対して水平方向に十分大きいものとし、ジグに対するドリルの挿入深さを変化させることで、適宜設定することができる。具体的には、ドリルの挿入深さを深くするとT2/T1を小さくでき(L1におけるT1の膜厚を厚くでき)、浅くするとT2/T1を大きくできる(L1におけるT1の膜厚を薄くできる)。 For example, as shown in FIG. 9, T2 / T1 is set so that the jig holding the drill in the film forming furnace for forming the film is sufficiently large in the horizontal direction with respect to the diameter D of the drill. It can be set as appropriate by changing the insertion depth of the drill. Specifically, T2 / T1 can be reduced by increasing the insertion depth of the drill (the thickness of T1 in L1 can be increased), and T2 / T1 can be increased by decreasing the depth (the thickness of T1 in L1 can be reduced). .
更に、切り屑排出溝2を複数設けた場合、最も外周方向長さが短いマージン3において皮膜の耐久性が悪化し、穴位置精度が悪化する。つまり、外周方向長さが最も長いマージン3に対して最も短いマージン3の皮膜の摩耗が進行するため、工具の母材が露出する摩滅が最も短いマージン3で顕著になり片減り状態になる。その結果、被削材と夫々のマージン3との接触がアンバランスとなり、上記ドリルの被削材進入後の進行方向ズレの影響が大きくなり、穴位置精度が悪化することとなる。
Further, when a plurality of
そのため、工具先端から軸方向に工具直径Dの1倍以下の範囲に存在する複数のマージン3のうち、最も外周方向長さの長いマージン3に設けられた硬質皮膜4の膜厚TWと、最も外周方向長さの短いマージン3に設けられた硬質皮膜4の膜厚TNの比TW/TNが、0.60以上0.98以下となるように設定するのが好ましい。
For this reason, the thickness TW of the
本実施例においては、図6に図示したように、工具先端から軸方向に1D以下の範囲における外周方向長さP1のマージン3に設けられた硬質皮膜4の膜厚TWと、P1より短い外周方向長さP2のマージン3に設けられた硬質皮膜4の膜厚TNの比TW/TNが、0.60以上0.98以下となるように設定されている。なお、図示しないが、工具先端から軸方向に1D以下の範囲にマージン3が3つ以上存在する場合であっても、最も外周方向長さの長いマージン3に設けられた硬質皮膜4の膜厚をTW、最も外周方向長さの短いマージン3に設けられた硬質皮膜4の膜厚をTNに設定すればよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 6, the film thickness TW of the
ここで、TW/TNが、0.60より小さい場合には、外周方向長さの短いマージンにおいて切削負荷が集中し、この付近でかえって皮膜の摩耗が進行しやすくなったり、皮膜が欠損しやすくなったりして、穴位置精度が悪化することになり、0.98より大きい場合には、外周方向長さが短いマージンにおいて皮膜の耐久性が悪化しやすくなり、穴位置精度が悪化しやすくなる。 Here, TW / TN is, when 0.6 0 less than concentrates the cutting load in the short outer peripheral direction length margin, or rather becomes worn coating easily proceeds by Nearby, coating deficient The hole position accuracy deteriorates, and if it is greater than 0.98, the durability of the film tends to deteriorate at a margin with a short outer peripheral length, and the hole position accuracy tends to deteriorate. Become.
このTW/TNは、例えば、ドリルの刃部全体に一定の膜厚で硬質皮膜4を設けた後、工具先端から1Dの範囲のマージン3で、最も外周方向長さが短いマージン3が成膜炉内の金属蒸発源の方向を向くように設置して成膜処理を行うことで小さくでき(TNを厚くすることができ)、最も外周方向長さが長いマージン3が金属蒸発源の方向を向くように設置して成膜処理を行うことで大きくできる(TNを薄くすることができる)。
This TW / TN is formed, for example, by providing a
本実施例は上述のように構成したから、工具先端部においてマージン3の外周方向長さを十分長くして硬質皮膜4の耐久性を向上させると共に、この硬質皮膜4を工具先端側ほど厚く設けることで、工具先端側の硬質皮膜4が摩耗し難く、且つ、摩耗しても先端側ほど漸次外周が縮径する形状となり難く、従って、工具先端部のコーナー付近の外周摩耗によるフロントテーパ化が良好に抑制されることになる。
Since the present embodiment is configured as described above, the length of the
よって、本実施例は、ドリルの被削材への食いつき時の位置ズレを防ぎつつドリルの被削材進入後の進行方向ズレの影響を可及的に小さくして、耐折損性や他の性能を維持しながら、穴位置精度の更なる改善を図ることが可能なものとなる。 Therefore, the present embodiment prevents the positional deviation at the time of drill biting on the work material while minimizing the influence of the deviation in the traveling direction after entering the work material of the drill as much as possible. It is possible to further improve the hole position accuracy while maintaining the performance.
本実施例の効果を裏付ける実験例について説明する。 An experimental example supporting the effect of the present embodiment will be described.
図10〜13は、ドリル形状やマージン3の構成、硬質皮膜4の構成を変化させて穴位置精度等を評価した実験条件及び実験結果を示す表である。図10〜13の詳細を説明すると、図10は各種ドリル形状とマージンの外周方向長さ違いの比較評価結果の図、図11はT2/T1違いの比較評価結果の図、図12はTW/TN違いの比較評価結果の図、図13はドリルサイズ違いの比較評価結果の図である。
10 to 13 are tables showing experimental conditions and experimental results in which the hole position accuracy and the like are evaluated by changing the drill shape, the configuration of the
図10の実験で使用したドリルは、工具直径Dを0.3mm、溝長lを6.5mmとした2刃2溝ドリル、1刃1溝ドリル、1刃2溝ドリルであり、マージンの構成を種々変化させている。図中の円周比(%)は、πDに対するマージンの外周方向長さの合計及び最も外周方向長さの長いマージンの外周方向長さの比を表したものである。また、先端角、ねじれ角等の基本形状は同じにしてあるが、1刃形状の溝深さは2刃形状に対して10%深くしている。図中、コート部位欄の表示は夫々、全面:刃部全面にコートあり、溝内面、マージン:先端面にコートなし、マージンのみ:溝内面と先端面にコートなし、を示す。また、各サンプルにおいて硬質皮膜を設けたコートドリルだけでなくノンコート(硬質皮膜を全く設けない)ドリルも評価している。硬質皮膜の膜厚はT2において2μmとし、T2/T1は0.65以上0.75以下とした。また、No.7〜13については、TW/TNを0.76以上0.85以下とした。
Drill used in the experiment of FIG. 10 is a tool diameter 0.3mm to D, 2
なお、No.13は、工具本体1に上記二番取り面を設けた例である(図5(B)参照)。
In addition, No.
以上のドリルにより、基材としての「FR−4ハロゲンフリー材 厚さ1.2mm 6層銅箔」を4枚重ね、当て板としてアルミ板(厚さ0.2mm)、捨て板としてベーク板(厚さ1.5mm)を用い、ドリル(スピンドル)の回転数:120krpm、送り速度:3.0m/min、スピンドルの上昇速度:25.4m/minにて各仕様について10本ずつ穴明け加工実験を行った。 Using the above drill, 4 sheets of “FR-4 halogen-free material, thickness 1.2 mm, 6-layer copper foil” as a base material are stacked, an aluminum plate (thickness 0.2 mm) as a backing plate, and a bake plate ( Drilling experiment with 10 holes for each specification at a drill (spindle) speed of 120 krpm, feed rate: 3.0 m / min, spindle lift rate: 25.4 m / min. Went.
図10〜図13における評価方法について説明する。折損本数については、図10〜図12では6,000ヒット加工で10本中の折損本数を、図13では設定ヒット数以内で10本中の折損本数を記載した。穴位置精度については、図10〜図12では10本の6,000ヒット加工における最下基板裏側の穴位置ずれ量のAvg.+3s値を、図13では10本の設定ヒット数の最下基板裏側の穴位置ずれ量のAvg.+3s値を記載した。なお、折損本数が10本のものは測定しておらず、折損本数が10本に満たないものは折損しなかった本数の穴位置ずれ量を記載した。また、ノンコートとコートの穴位置ずれ量のAvg.+3s値の差(ノンコート差)により、硬質皮膜被覆の効果を確認した(○:効果大きい、×:効果小さい(ノンコート差が1μm以下))。また、穴内壁粗さは、図10では6,000ヒット付近の5穴の穴内壁の外観を確認することで評価し(○:穴内壁粗さが25μm未満、△:穴内壁粗さが25μm未満だが、外観上比較的悪い)、図13では設定ヒット付近の5穴の穴内壁の外観を確認することで評価した(○:穴内壁粗さが15μm未満、△:穴内壁粗さが15μm未満だが、外観上比較的悪い)。また、膜欠損は、図11においては6,000ヒット後のコーナー付近の皮膜状態をその外観を確認することで、図12においては6,000ヒット後の外周方向長さの短いマージンの皮膜状態をその外観を確認することで評価した(○:皮膜が欠損していない、×:皮膜が欠損している)。また、膜摩滅は、図11においては6,000ヒット後のコーナー付近の皮膜状態をその外観を確認することで、図12においては6,000ヒット後の外周方向長さの短いマージンの皮膜状態をその外観を確認することで評価した(○:皮膜の摩滅が目立たない、×:皮膜の摩滅が顕著、−:膜欠損のため摩滅の確認が不可能)。
The evaluation method in FIGS. 10-13 is demonstrated. Regarding the number of breaks, FIGS. 10 to 12 show the number of breaks in 10 in the 6,000 hit processing, and FIG. 13 shows the number of breaks in 10 within the set number of hits. Regarding the hole position accuracy, in FIGS. 10 to 12, the Avg. +3 s value is Avg. Of the hole position deviation amount on the back side of the bottom substrate of 10 set hit numbers in FIG. +3 s values are listed. Note that the number of broken holes was not measured, and the number of broken holes where the number of broken lines was less than 10 was recorded as the number of holes that were not broken. Also, the Avg. The effect of the hard coating was confirmed by the difference in the + 3s value (non-coating difference) (◯: large effect, x: small effect (non-coating difference is 1 μm or less)). In addition, the hole inner wall roughness was evaluated by confirming the appearance of the five hole inner walls in the vicinity of 6,000 hits in FIG. 10 (◯: hole inner wall roughness less than 25 μm, Δ: hole
評価結果より、以下の点を確認した。 From the evaluation results, the following points were confirmed.
2刃2溝形状は折損しにくく、皮膜により穴位置精度は多少良くなるが、マージンの外周方向長さが長くなると穴内壁粗さが悪化しやすい傾向がある。また、1刃1溝形状は硬質皮膜被覆の効果が大きいために穴位置精度は良好となり、穴内壁粗さも悪くはないが、マージンの外周方向長さが好ましい範囲内であっても折損しやすい傾向がある。また、1刃2溝形状は被削材への食いつき性が良いために穴位置精度が良く、硬質皮膜被覆の効果も大きく、穴内壁粗さも良好である。 The two-blade, two-groove shape is not easily broken, and the hole position accuracy is somewhat improved by the coating, but the inner wall roughness of the hole tends to be deteriorated when the outer peripheral length of the margin is increased. In addition, the 1-blade 1-slot shape has a great effect of hard coating coating, so the hole position accuracy is good and the hole inner wall roughness is not bad, but it is easy to break even if the outer peripheral length of the margin is within the preferred range. Tend. In addition, since the 1-blade 2-groove shape has good bite to the work material, the hole position accuracy is good, the effect of the hard coating is great, and the hole inner wall roughness is also good.
また、1刃2溝形状で溝内面とマージンに皮膜を設けた場合(図10中のNo.10)や、マージンにのみ皮膜を設けた場合(図10中のNo.11)においては、前述したドリル形状による効果に加え、先端面に、または先端面と溝内面に皮膜が設けられていないことにより折損しにくい傾向であった。1刃2溝形状で工具本体に二番取り面を設けた場合(図10中のNo.13)は、穴位置精度が同形状の中で最も良好で、折損しにくく、穴内壁粗さにおいても良好な結果が得られた。 Further, in the case where a film is provided on the inner surface of the groove and the margin (No. 10 in FIG. 10) in the shape of one blade and two grooves (No. 10 in FIG. 10), or in the case where a film is provided only on the margin (No. 11 in FIG. 10), In addition to the effect of the drill shape, there was no tendency to break because the coating was not provided on the tip surface or on the tip surface and the groove inner surface. When the tool body is provided with a two-flute surface in the shape of one blade and two grooves (No. 13 in FIG. 10), the hole position accuracy is the best among the same shapes, and is not easily broken. Also good results were obtained.
以上から、1刃2溝形状でマージンにのみ皮膜を設けた場合に最も良好な結果が得られることが確認できた。 From the above, it was confirmed that the best results were obtained when a film was provided only on the margin in the shape of one blade and two grooves.
図11の実験で使用したドリルは、工具直径Dを0.3mm、溝長lを6.5mmとした図10のNo.9と同形状のドリルである。各サンプルにおいて硬質皮膜を設けたコートドリルだけでなくノンコートドリルも評価している。硬質皮膜の膜厚はT2において2μmとし、T2/T1を変化させた。また、TW/TNを0.76以上0.88以下とした。 The drill used in the experiment of FIG. 11 has a tool diameter D of 0.3 mm and a groove length l of 6.5 mm. 9 is a drill having the same shape as 9. Each sample is evaluated not only for coated drills with a hard coating but also for non-coated drills. The film thickness of the hard coating was 2 μm at T2, and T2 / T1 was changed. Moreover, TW / TN was set to 0.76 or more and 0.88 or less.
以上のドリルにより、基材としての「FR−4ハロゲンフリー材 厚さ1.2mm 6層銅箔」を4枚重ね、当て板としてアルミ板(厚さ0.2mm)、捨て板としてベーク板(厚さ1.5mm)を用い、ドリル(スピンドル)の回転数:120krpm、送り速度:3.0m/min、スピンドルの上昇速度:25.4m/minにて各仕様について10本ずつ穴明け加工実験を行った。 Using the above drill, 4 sheets of “FR-4 halogen-free material, thickness 1.2 mm, 6-layer copper foil” as a base material are stacked, an aluminum plate (thickness 0.2 mm) as a backing plate, and a bake plate ( Drilling experiment with 10 holes for each specification at a drill (spindle) speed of 120 krpm, feed rate: 3.0 m / min, spindle lift rate: 25.4 m / min. Went.
評価結果より、T2/T1が小さい場合、コーナー付近の皮膜欠損が目立つことが確認できた。また、T2/T1が大きい場合、コーナー付近の皮膜摩滅が目立つことが確認できた。 From the evaluation results, it was confirmed that when T2 / T1 is small, film defects near the corner are conspicuous. Moreover, when T2 / T1 was large, it was confirmed that the abrasion of the film near the corner was conspicuous.
以上から、T2/T1は、0.50以上0.98以下が好適であると考えられる。 From the above, it is considered that T2 / T1 is preferably 0.50 or more and 0.98 or less.
図12の実験で使用したドリルは、工具直径Dを0.3mm、溝長lを6.5mmとした図10のNo.9と同形状のドリルである。各サンプルにおいて硬質皮膜を設けたコートドリルだけでなくノンコートドリルも評価している。硬質皮膜の膜厚はTWにおいて2.8μmとし、TW/TNを変化させた。また、T2/T1を0.65以上0.75以下とした。 The drill used in the experiment of FIG. 12 has a tool diameter D of 0.3 mm and a groove length l of 6.5 mm. 9 is a drill having the same shape as 9. Each sample is evaluated not only for coated drills with a hard coating but also for non-coated drills. The film thickness of the hard coating was 2.8 μm in TW, and TW / TN was changed. Further, T2 / T1 was set to 0.65 or more and 0.75 or less.
以上のドリルにより、基材としての「FR−4ハロゲンフリー材 厚さ1.2mm 6層銅箔」を4枚重ね、当て板としてアルミ板(厚さ0.2mm)、捨て板としてベーク板(厚さ1.5mm)を用い、ドリル(スピンドル)の回転数:120krpm、送り速度:3.0m/min、スピンドルの上昇速度:25.4m/minにて各仕様について10本ずつ穴明け加工実験を行った。 Using the above drill, 4 sheets of “FR-4 halogen-free material, thickness 1.2 mm, 6-layer copper foil” as a base material are stacked, an aluminum plate (thickness 0.2 mm) as a backing plate, and a bake plate ( Drilling experiment with 10 holes for each specification at a drill (spindle) speed of 120 krpm, feed rate: 3.0 m / min, spindle lift rate: 25.4 m / min. Went.
評価結果より、TW/TNが小さい場合、外周方向長さの短いマージンの皮膜欠損が目立つことが確認できた。また、TW/TNが大きい場合、外周方向長さの短いマージンの皮膜摩滅が目立つことが確認できた。 From the evaluation results, it was confirmed that when TW / TN is small, a film defect with a short margin in the outer peripheral direction is conspicuous. Moreover, when TW / TN was large, it was confirmed that the abrasion of the film with a short margin in the outer circumferential direction was conspicuous.
以上から、TW/TNは、少なくとも0.51以下若しくは1.17以上であると好ましくないことが確認できた。 From the above, it was confirmed that TW / TN is not preferably at least 0.51 or less or 1.17 or more.
図13の実験で使用したドリルは、工具直径Dを0.1mm、溝長lを2.2mmとした2刃2溝ドリル及び1刃2溝ドリルと、工具直径Dを0.2mm、溝長lを3.5mmとした1刃2溝ドリルと、工具直径Dを0.6mm、溝長lを8.5mmとした2刃2溝ドリル及び1刃2溝ドリル、工具直径Dを1.0mm、溝長lを9.0mmとした2刃2溝ドリルと、工具直径Dを1.1mm、溝長lを9.0mmとした2刃2溝ドリルである。硬質皮膜は刃部全面に設けている。また、各サンプルにおいて硬質皮膜を設けたコートドリルだけでなくノンコートドリルも評価している。 The drill used in the experiment of FIG. 13 is a two-blade two-groove drill and a one-blade two-groove drill with a tool diameter D of 0.1 mm and a groove length l of 2.2 mm, a tool diameter D of 0.2 mm, and a groove length. 1-blade 2-groove drill with l of 3.5 mm, 2-blade 2-groove drill and 1-blade 2-groove drill with a tool diameter D of 0.6 mm and a groove length l of 8.5 mm, and a tool diameter D of 1.0 mm A two-blade two-groove drill with a groove length l of 9.0 mm, and a two-blade two-groove drill with a tool diameter D of 1.1 mm and a groove length l of 9.0 mm. The hard coating is provided on the entire blade portion. Moreover, not only the coated drill which provided the hard film | membrane in each sample but the non-coated drill is evaluated.
以上のドリルにより、工具直径Dごとに下記の条件で穴明け加工実験を行った。 Using the above drills, drilling experiments were performed for each tool diameter D under the following conditions.
・工具直径D:0.1mm
基材としての「ハロゲンフリー材 厚さ0.4mm 2層銅箔」を3枚重ね、当て板として樹脂付きアルミ板(厚さ0.1mm)、捨て板としてベーク板(厚さ1.5mm)を用い、ドリル(スピンドル)の回転数:330krpm、送り速度:2.4m/min、スピンドルの上昇速度:50.0m/minにて各仕様について10本ずつ6,000ヒット穴明け加工を行う。
・ Tool diameter D: 0.1 mm
Three sheets of “halogen-free material 0.4 mm thick 2-layer copper foil” as a base material are stacked, an aluminum plate with resin (thickness 0.1 mm) as a backing plate, and a bake plate (thickness 1.5 mm) as a discard plate 6,000 hit holes are drilled for each of the specifications at a drill (spindle) rotational speed of 330 krpm, a feed rate of 2.4 m / min, and a spindle ascending speed of 50.0 m / min.
・工具直径D:0.2mm
基材としての「FR−4材 厚さ1.2mm 6層銅箔」を2枚重ね、当て板として樹脂付きアルミ板(厚さ0.17mm)、捨て板としてベーク板(厚さ1.5mm)を用い、ドリル(スピンドル)の回転数:180krpm、送り速度:2.4m/min、スピンドルの上昇速度:25.4m/minにて10本ずつ3,000ヒット穴明け加工を行う。
・ Tool diameter D: 0.2mm
"FR-4 material 1.2
・工具直径D:0.6mm
基材としての「FR−4材 厚さ1.6mm 6層銅箔」を3枚重ね、当て板としてアルミ板(厚さ0.2mm)、捨て板としてベーク板(厚さ1.5mm)を用い、ドリル(スピンドル)の回転数:75krpm、送り速度:2.05m/min、スピンドルの上昇速度:25.4m/minにて各仕様について10本ずつ2,400ヒット穴明け加工を行う。
・ Tool diameter D: 0.6mm
Three sheets of “FR-4 material 1.6
・工具直径D:1.0mm
基材としての「FR−4材 厚さ1.5mm 4層銅箔」を3枚重ね、当て板としてアルミ板(厚さ0.15mm)、捨て板としてベーク板(厚さ1.5mm)を用い、ドリル(スピンドル)の回転数:48krpm、送り速度:0.96m/min、スピンドルの上昇速度:25.4m/minにて10本ずつ2,000ヒット穴明け加工を行う。
・ Tool diameter D: 1.0mm
Three sheets of “FR-4 material, 1.5mm thickness, 4 layer copper foil” as a base material are stacked, an aluminum plate (thickness 0.15 mm) as a backing plate, and a bake plate (thickness 1.5 mm) as a discard plate 2,000 hit holes are drilled in units of 10 at a drill (spindle) rotation speed of 48 krpm, a feed speed of 0.96 m / min, and a spindle lift speed of 25.4 m / min.
・工具直径D:1.1mm
基材としての「FR−4材 厚さ1.6mm 2層銅箔」を3枚重ね、当て板としてアルミ板(厚さ0.15mm)、捨て板としてベーク板(厚さ1.5mm)を用い、ドリル(スピンドル)の回転数:48krpm、送り速度:0.96m/min、スピンドルの上昇速度:25.4m/minにて10本ずつ2,000ヒット穴明け加工を行う。
・ Tool diameter D: 1.1 mm
Three sheets of “FR-4 material 1.6mm thickness 2-layer copper foil” as a base material are stacked, an aluminum plate (thickness 0.15 mm) as a backing plate, and a bake plate (thickness 1.5 mm) as a discard plate 2,000 hit holes are drilled in units of 10 at a drill (spindle) rotation speed of 48 krpm, a feed speed of 0.96 m / min, and a spindle lift speed of 25.4 m / min.
評価結果より、工具直径Dが0.1mm若しくは1.1mmのドリルでは硬質皮膜の耐摩耗効果が小さいことが確認できた。 From the evaluation results, it was confirmed that a drill with a tool diameter D of 0.1 mm or 1.1 mm has a small wear resistance effect of the hard coating.
以上から、工具直径Dが0.2mm以上1.0mm以下のドリルで特に本発明の効果が発揮されることが確認できた。 From the above, it was confirmed that the effect of the present invention was particularly exhibited with a drill having a tool diameter D of 0.2 mm to 1.0 mm.
1 工具本体
2 切り屑排出溝
3 マージン
4 硬質皮膜
5 切れ刃
D 工具直径
1
Claims (9)
(1)外周方向長さの合計が工具直径の円の円周長さの20%以上60%以下
(2)前記ランドのうち、最も外周方向長さの長いランドの該外周方向長さは前記工具
直径の円の円周長さの20%以上50%以下
更に、前記ランドには硬質皮膜が設けられ、この硬質皮膜は工具先端側ほど厚く設けられていることを特徴とする穴明け工具。 A drilling tool in which one or a plurality of spiral chip discharge grooves extending from the tool tip to the base end side are formed on the outer periphery of the tool body, and the tool is in an axial direction from the tool tip in the range of 1 or less times the tool diameter. Land fulfills the following two conditions:
(1) The total length in the outer circumferential direction is 20% or more and 60% or less of the circumferential length of the circle of the tool diameter. (2) Among the lands, the outer circumferential length of the land having the longest outer circumferential length is A drilling tool characterized in that a hard film is provided on the land, and the hard film is provided thicker toward the tip of the tool.
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