TWI402121B - 鑽針結構 - Google Patents

Description

鑽針結構

本發明係有關一種鑽針結構，特別是一種藉由多段螺旋傾角的調整，使得鑽刃部前段具有對稱之雙切屑排出溝及鑽刃部後段具有單一切屑排出溝設計之鑽針結構。

印刷電路板之電子線路高密度與高精度的線細化發展，其鑽孔加工已大量使用超小直徑的鑽頭，且市場對印刷電路板的高品質、高需求量和快速供應的競爭下，要求鑽頭達到高精度、高進給速率、良好的孔壁品質及作業中不折斷的加工條件，已是普遍的期望和需求；其中為了提升作業效率和降低製造成本，對於在印刷電路板上的貫穿孔鑽鑿加工，乃是採複數片重疊印刷電路板進行貫穿孔鑽鑿加工，因此需使用越長之鑽頭，且鑽頭需具有足夠的強度和快速的排屑功能。

在傳統鑽針結構中，係形成有二條相對向之切屑排出溝，且一般鑽針慣用設計乃根據加工所需之容屑空間、排屑力與尾段捲屑、塞屑之可承受程度設計固定單一切屑排出溝的螺旋角度，此種設計雖可使用於現行一般難度較低之加工條件，然其缺點為當加工難度提高而需要增加容屑空間及排屑力時，其尾段捲屑及塞屑已達到上限無法再調整，容易遇到設計瓶頸，同時鑽針之剛性並容易受到螺旋角度的影響。

另一種鑽針結構中，為了獲得較佳之切削性，其鑽蕊採由鑽尖向後斜伸的一種正錐設計方式，此種鑽針因蕊厚的漸漸變大，使得鑽針後段容屑空間逐漸減少，因此一般係使鑽針前端的切屑排出溝螺旋角度較小，而鑽針後端的切屑排出溝螺旋角度較大，以藉由後段切屑排出溝螺旋角度大、切削距離長及容屑空間的增加，解決鑽針後段容屑空間較前端少的問題，然而此種較大切屑排出溝螺旋角度的設計易發生嚴重尾段捲屑問題，導致鑽針加工品質不良與斷針問題。

由於鑽針之切屑排出溝的螺旋角度會影響鑽針的容屑空間與排屑力，角度越大容屑空間越大，所以傳統另有一種切屑排出溝的螺旋角度前端大後端小的結構，藉以增加鑽針前端的容屑空間，然而此種後端螺旋角度變小的設計與鑽針蕊厚漸漸變大使容屑空間逐漸減少的現象相抵觸，使得鑽針後端易有塞屑的問題產生，易導致鑽針加工品質不良與斷針問題。

上述無論是單一螺旋角度、或螺旋角度前端小後端大、或螺旋角度前端大後端小的設計，均會有鑽針容屑空間大小與實際使用需求不符的問題，且皆會對加工產生不良之影響。

為了解決上述問題，本發明目的之一係提供一種鑽針結構，其中藉由多段螺旋傾角的調整，使得鑽刃部前段具有對稱之雙切屑排出溝，且鑽刃部後段則具有一合流之單一切屑排出溝，以提高鑽針整體剛性強度，具有增加容屑空間及排屑力的優點。

為了達到上述目的，本發明一實施例之鑽針結構包含：一鑽柄部；以及一鑽刃部連接鑽柄部，鑽刃部由一鑽尖端螺旋設置有對稱之一第一切屑排出溝及一第二切屑排出溝，第一切屑排出溝與第二切屑排出溝均包含至少一前段螺旋傾角與一後段螺旋傾角，其中，具有前段螺旋傾角之第一切屑排出溝與第二切屑排出溝呈對稱分離，而具有後段螺旋傾角之第二切屑排出溝逐漸與第一切屑排出溝結合為一合流溝，其中結合後之第一切屑排出溝及第二切屑排出溝係各自延伸至合流溝的終端；第一切屑排出溝之前段螺旋傾角與第二切屑排出溝之前段螺旋傾角一致；以及第一切屑排出溝之後段螺旋傾角不同於第二切屑排出溝之後段螺旋傾角。

圖1所示為本發明一實施例鑽針結構之外觀平面示意圖，如圖所示，鑽針結構10包含一鑽柄部12及一鑽刃部14連接鑽柄部12，鑽 刃部14由鑽尖端向後斜向研磨有二對稱之切削刃16，且各切削刃16順鑽刃部14向後延伸旋繞以形成橫刃18及二螺旋對稱之二切屑排出溝，分別為第一切屑排出溝20及第二切屑排出溝22，第一切屑排出溝20與第二切屑排出溝22均包含一前段螺旋傾角與一後段螺旋傾角，以第一切屑排出溝20之前段螺旋傾角與後段螺旋傾角皆為螺旋傾角θ 1，及第二切屑排出溝22具有前段螺旋傾角θ 2與後段螺旋傾角θ 3為例，於此實施例中，相對於鑽刃部14之中心線而言，第二切屑排出溝之後段螺旋傾角θ 3大於第二切屑排出溝之前段螺旋傾角θ 2，其中具有前段螺旋傾角θ 2之第二切屑排出溝22與前段具有螺旋傾角θ 1之第一切屑排出溝20呈對稱分離，而隨著第二切屑排出溝22之前段螺旋傾角θ 2改變為後段螺旋傾角θ 3，使得具有後段螺旋傾角θ 3之第二切屑排出溝22逐漸與後段具有螺旋傾角θ 1之第一切屑排出溝20結合。

請繼續參閱圖1，於此實施例中，第一切屑排出溝20之螺旋傾角θ 1維持一定，且第二切屑排出溝22的前段螺旋傾角θ 2與螺旋傾角θ 1一致，使得第一切屑排出溝20與前段之第二切屑排出溝22可維持對稱雙溝狀態，而第二切屑排出溝22依據需求於鑽刃部14之一位置調整為具有後段螺旋傾角θ 3，由於與螺旋傾角θ 1不一致，因此將使第二切屑排出溝22逐漸與第一切屑排出溝20合流為一溝，且結合後之第一切屑排出溝20與第二切屑排出溝22的排屑能力可維持與第一切屑排出溝20及第二切屑排出溝22分離時的水準相同。

圖2所示為本發明另一實施例鑽針結構之外觀平面示意圖，如圖所示，其中第二切屑排出溝22之後段螺旋傾角θ 3小於前段螺旋傾角θ 2，且藉由螺旋傾角θ 1、前段螺旋傾角θ 2及後段螺旋傾角θ 3的適當調整，使前段之第二切屑排出溝22與第一切屑排出溝20維持對稱雙溝狀態，而後段之第二切屑排出溝22則逐漸與第一切屑排出溝20合流為一溝。

另一方面，第二切屑排出溝22之螺旋傾角的角度變化不限於上述 兩段式的設計，其可為多段式的設計，且第一切屑排出溝20的螺旋傾角亦不限於一種；再者，前段螺旋傾角與後段螺旋傾角的變換位置不受限於鑽刃部尖端至鑽刃部尾端之任一位置，且前段螺旋傾角與後段螺旋傾角之角度亦可由5度至85度任意變化。亦即在本發明中，同時採用在鑽刃部14之任意位置調整第一切屑排出溝20及第二切屑排出溝22之螺旋傾角與形狀的方式，使鑽刃部14由對稱雙溝合併為單一切屑排出溝，可大幅下降鑽刃部本身加工的研削量，以達到剛性強化之效果，同時根據需求靈活調整整體切屑排出溝的溝形與角度，以達到增加容屑空間及排屑力之目的。

圖3所示為本發明鑽針結構與習知鑽針結構在鑽孔後孔位精度之實際綜合製程能力指數(Process Capability index，CPK)表現比較圖，其中本發明鑽針與習知鑽針之鑽徑皆為0.30毫米(mm)，習知鑽針結構之切屑排出溝具有單一螺旋角度，而本發明鑽針結構則為一對稱雙溝合併為單一切屑排出溝之多段螺旋傾角設計，在圖3中，▲表示習知鑽針結構之CPK表現，◆表示本發明鑽針結構之CPK表現，而○則表示各自之CPK平均值，由圖3可知本發明鑽針結構所表現出之CPK值高於習知鑽針結構之CPK值，亦即本發明鑽針結構具有較佳之孔位精度。

圖4所示為本發明鑽針結構與習知鑽針結構所製作之孔壁粗糙度(Roughness)表現比較圖，其中本發明鑽針與習知鑽針之鑽徑皆為0.30毫米(mm)，習知鑽針結構之切屑排出溝具有單一螺旋角度，而本發明鑽針結構則為一對稱雙溝合併為單一切屑排出溝之多段螺旋傾角設計，在圖4中，▲表示習知鑽針結構之孔壁粗糙度表現，◆表示本發明鑽針結構之孔壁粗糙度表現，而○則表示各自之粗糙度平均值，由圖4可知本發明鑽針結構所表現出之孔壁粗糙度略低於習知鑽針結構之孔壁粗糙度表現，因此本發明鑽針結構可達到與習知鑽針結構相同之孔壁品質。

圖5所示為本發明鑽針結構與習知鑽針結構之釘頭(nail head)表現 比較圖，其中本發明鑽針與習知鑽針之鑽徑皆為0.30毫米(mm)，習知鑽針結構之切屑排出溝具有單一螺旋角度，而本發明鑽針結構則為一對稱雙溝合併為單一切屑排出溝之多段螺旋傾角設計，在圖5中，▲表示習知鑽針結構之釘頭現象表現，◆表示本發明鑽針結構之釘頭現象表現，而○則表示各自之釘頭現象平均值，由圖5可知本發明鑽針結構之釘頭現象略低於習知鑽針結構之釘頭現象，因此本發明鑽針結構可達到與習知鑽針結構具有相同之鑽孔品質。

綜合上述，在本發明中，以多段螺旋傾角的角度使對稱雙溝合流為單溝的技術，使得鑽針具有整體剛性強度強化的優點，但又可維持與習知的對稱雙溝鑽針同等的容屑空間及排屑力。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

10．．．鑽針結構

12．．．鑽柄部

14．．．鑽刃部

16．．．切削刃

18．．．橫刃

20．．．第一切屑排出溝

22．．．第二切屑排出溝

θ1．．．螺旋傾角

θ2．．．前段螺旋傾角

θ3．．．後段螺旋傾角

圖1所示為本發明一實施例鑽針結構之外觀平面示意圖。

圖2所示為本發明另一實施例鑽針結構之外觀平面示意圖。

圖3所示為本發明鑽針結構與習知鑽針結構之實際綜合製程能力指數表現比較圖。

圖4所示為本發明鑽針結構與習知鑽針結構所製作之孔壁粗糙度表現比較圖。

圖5所示為本發明鑽針結構與習知鑽針結構之釘頭表現比較圖。

10．．．鑽針結構

12．．．鑽柄部

14．．．鑽刃部

16．．．切削刃

18．．．橫刃

20．．．第一切屑排出溝

22．．．第二切屑排出溝

θ1．．．螺旋傾角

θ2．．．前段螺旋傾角

θ3．．．後段螺旋傾角

Claims (5)

1. 一種鑽針結構，包含：一鑽柄部；以及一鑽刃部，連接該鑽柄部，該鑽刃部由一鑽尖端螺旋設置有對稱之一第一切屑排出溝及一第二切屑排出溝，該第一切屑排出溝與第二切屑排出溝均包含至少一前段螺旋傾角與一後段螺旋傾角，其中具有該前段螺旋傾角之該第二切屑排出溝與具有該前段螺旋傾角之該第一切屑排出溝呈對稱分離，而具有該後段螺旋傾角之該第二切屑排出溝逐漸與具有該後段螺旋傾角之該第一切屑排出溝結合為一合流溝，其中結合後之該第一切屑排出溝及該第二切屑排出溝係各自延伸至該合流溝的終端；該第一切屑排出溝之該前段螺旋傾角與該第二切屑排出溝之該前段螺旋傾角一致；以及該第一切屑排出溝之該後段螺旋傾角不同於該第二切屑排出溝之該後段螺旋傾角。
2. 如請求項1所述之鑽針結構，其中相對於該鑽刃部之一中心線，該第二切屑排出溝之該後段螺旋傾角大於該第二切屑排出溝之該前段螺旋傾角。
3. 如請求項1所述之鑽針結構，其中相對於該鑽刃部之一中心線，第二切屑排出溝之該後段螺旋傾角小於該第二切屑排出溝之該前段螺旋傾角。
4. 如請求項1所述之鑽針結構，其中該第一切屑排出溝及該第二切屑排出溝之該前段螺旋傾角變換為該後段螺旋傾角的位置係位於該鑽刃部尖端至該鑽刃部尾端之任一位置。
5. 如請求項1所述之鑽針結構，其中該第一切屑排出溝及該第二切屑排出溝之該前段螺旋傾角與該後段螺旋傾角之角度係介於5度至85度之間。