TWI480112B - 鑽孔工具 - Google Patents
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Description
本發明是關於鑽孔工具。
近年來,如專利文獻1所揭示之印刷電路板(PCB)的鑽孔加工用鑽頭(以下稱PCB鑽頭)基於小徑化趨勢,縱橫比(溝槽長/直徑所表示的值)有變高的傾向,因此需要更加改善耐折損性及孔位精度就成為當務之急。
[專利文獻1]日本特開2012-11489號公報
本發明乃有鑑於上述所示需求而為的發明,目的在於提供一種與以往的PCB鑽頭相比能夠大幅改善耐折損性及孔位精度之實用性優異的鑽孔工具。
參閱附圖對本發明主旨進行說明。
本發明相關的鑽孔工具,其構成為於工具主體1的前端設有2個切刃,於該工具主體1的外圍設有2個從工具前端朝基端側形成螺旋狀的第一切屑排出槽2a及第二切屑排出槽2b,上述第一切屑排出槽2a具備有分別具有指定扭轉角的3個扭轉區域,上述第二切屑排出槽2b具備有分別具有指定扭轉角的2個扭轉區域,該等2個切屑排出槽2a、2b當中,一方切屑排出槽連設在另一方切屑排出槽的途中部,上述第一切屑排出槽2a或上述第二切屑排出槽2b當中至少有一方切屑排出槽形成至工具主體1之基端側的指定位置,從工具前端側,依順序設有:上述第一切屑排出槽2a及上述第二切屑排出槽2b之扭轉角為相等的2溝槽部;使上述第一切屑排出槽2a及上述第二切屑排出槽2b之扭轉角為不同角度形成連設的並聯轉換部;及將形成為連設的上述第一切屑排出槽2a及上述第二切屑排出槽2b之扭轉角為相等使兩者並聯的並聯部,該鑽孔工具,其特徵為,上述第一切屑排出槽2a及上述第二切屑排出槽2b之上述並聯部的扭轉角是設定成比上述2溝槽部的扭轉角還大的角度,位於工具最前端側之上述扭轉角的改變位置,是設定在從工具前端形成至工具直徑1.5倍以上工具主體1之基端側的指定位置為止之切屑排出槽的溝槽長度1/2以下的位置。
此外,本發明相關的鑽孔工具,於申請專利範圍第1
項記載的鑽孔工具中,其特徵為,上述第一切屑排出槽2a之上述並聯轉換部的扭轉角比上述2溝槽部的扭轉角還大。
另外,本發明相關的鑽孔工具,於申請專利範圍第1項記載的鑽孔工具中,其特徵為,上述第一切屑排出槽2a之上述並聯轉換部的扭轉角和上述2溝槽部的扭轉角之差值設定成3°以上25°以下。
此外,本發明相關的鑽孔工具,於申請專利範圍第2項記載的鑽孔工具中,其特徵為,上述第一切屑排出槽2a之上述並聯轉換部的扭轉角和上述2溝槽部的扭轉角之差值設定成3°以上25°以下。
另外,本發明相關的鑽孔工具,於申請專利範圍第1項記載的鑽孔工具中,其特徵為,上述第一切屑排出槽2a之上述並聯轉換部的扭轉角和上述2溝槽部的扭轉角之差值設定成5°以上15°以下。
此外,本發明相關的鑽孔工具,於申請專利範圍第2項記載的鑽孔工具中,其特徵為,上述第一切屑排出槽2a之上述並聯轉換部的扭轉角和上述2溝槽部的扭轉角之差值設定成5°以上15°以下。
另外,本發明相關的鑽孔工具,於申請專利範圍第1項至第6項任一項記載的鑽孔工具中,其特徵為,上述第一切屑排出槽2a及上述第二切屑排出槽2b之2溝槽部的扭轉角設定成30°以上50°以下。
此外,本發明相關的鑽孔工具,於申請專利範圍第1
項至第6項任一項記載的鑽孔工具中,其特徵為,上述第一切屑排出槽2a及上述第二切屑排出槽2b之並聯部的扭轉角設定成比上述2溝槽部的扭轉角還大2°以上20°以下的角度。
另外,本發明相關的鑽孔工具,於申請專利範圍第7項記載的鑽孔工具中,其特徵為,上述第一切屑排出槽2a及上述第二切屑排出槽2b之並聯部的扭轉角設定成比上述2溝槽部的扭轉角還大2°以上20°以下的角度。
此外,本發明相關的鑽孔工具,於申請專利範圍第1項至第6項任一項記載的鑽孔工具中,其特徵為,上述並聯部之始端位置的並聯溝槽其軸方向溝槽寬度設定成為位於工具最前端側之扭轉角的改變位置其軸方向溝槽寬度的1.1倍以上1.9倍以下。
另外,本發明相關的鑽孔工具,於申請專利範圍第7項記載的鑽孔工具中,其特徵為,上述並聯部之始端位置的並聯溝槽其軸方向溝槽寬度設定成為位於工具最前端側之扭轉角的改變位置其軸方向溝槽寬度的1.1倍以上1.9倍以下。
此外,本發明相關的鑽孔工具,於申請專利範圍第8項記載的鑽孔工具中,其特徵為,上述並聯部之始端位置的並聯溝槽其軸方向溝槽寬度設定成為位於工具最前端側之扭轉角的改變位置其軸方向溝槽寬度的1.1倍以上1.9倍以下。
另外,本發明相關的鑽孔工具,於申請專利範圍第9
項記載的鑽孔工具中,其特徵為,上述並聯部之始端位置的並聯溝槽其軸方向溝槽寬度設定成為位於工具最前端側之扭轉角的改變位置其軸方向溝槽寬度的1.1倍以上1.9倍以下。
此外,本發明相關的鑽孔工具,於申請專利範圍第1項至第6項任一項記載的鑽孔工具中,其特徵為,上述2個切屑排出槽當中一方切屑排出槽的溝槽長度設定成為另一方切屑排出槽之溝槽長度的50%以上95%以下。
另外,本發明相關的鑽孔工具,於申請專利範圍第1項至第6項任一項記載的鑽孔工具中,其特徵為,上述第1切屑排出槽2a及上述第二切屑排出槽2b的向上斜窄角設定成大於90°但180°以下。
由於本發明構成為上述所示,因此其與以往PCB鑽頭相比就可成為能夠大幅改善耐折損性及孔位精度之實用性優異的鑽孔工具。
1‧‧‧工具主體
2a、2b‧‧‧切屑排出槽
第1圖為實施例1之工具軸方向前端視圖及主要部的概略說明圖。
第2圖為表示實施例1之第一切屑排出槽和第二切屑排出槽的概要構成概略展開圖。
第3圖為表示實施例2之第一切屑排出槽和第二切屑
排出槽的概要構成概略展開圖。
第4圖為表示另一例之第一切屑排出槽和第二切屑排出槽的概要構成概略展開圖。
第5圖為表示實驗條件及實驗結果的表。
第6圖為表示實驗條件及實驗結果的表。
第7圖為表示實驗條件及實驗結果的表。
以下,針對本發明者認為最佳之本發明實施形態,根據圖面以揭示本發明作用的方式進行簡單說明。
藉由設有可使第一切屑排出槽2a及第二切屑排出槽2b並聯的並聯部,使構成與2個切屑排出槽不連設而各自獨立設置的形態相比,能夠使溝槽容積小以確保剛性。
再加上,藉由將第一切屑排出槽2a及第二切屑排出槽2b的一方扭轉角為2段變化,另一方扭轉角為3段變化使兩者成為連設的構成,就可使切屑排出槽之扭轉角的改變數為最小限度的同時能夠可及性縮短並聯轉換部(工具軸方向之並聯轉換部的距離),能夠使有助於剛性提昇的並聯部(工具軸方向之並聯部的距離)相對形成為較長,基於此,就能夠大幅改善耐折損性及孔位精度。
根據圖面對本發明具體性之實施例1進行說明。
實施例1,其為下述構成的鑽孔工具,即該鑽孔工具構成為於工具主體1的前端設有2個切刃,於該工具主體1的外圍設有2個從工具前端朝基端側形成螺旋狀的第一切屑排出槽2a及第二切屑排出槽2b,上述第一切屑排出槽2a具備有分別具有指定扭轉角的3個扭轉區域,上述第二切屑排出槽2b具備有分別具有指定扭轉角的2個扭轉區域,該切屑排出槽2a、2b當中,一方切屑排出槽連設在另一方切屑排出槽的途中部,上述第一切屑排出槽2a或第二切屑排出槽2b當中至少有一方切屑排出槽形成至工具主體1之基端側的指定位置,從工具前端側,依順序設有:上述第一切屑排出槽2a及上述第二切屑排出槽2b之扭轉角為相等的2溝槽部;使上述第一切屑排出槽2a及上述第二切屑排出槽2b之扭轉角為不同角度形成連設的並聯轉換部;及將形成為連設的上述第一切屑排出槽2a及上述第二切屑排出槽2b之扭轉角為相等使兩者並聯的並聯部,於該鑽孔工具中,上述第一切屑排出槽2a及上述第二切屑排出槽2b之上述並聯部的扭轉角是設定成比上述2溝槽部之扭轉角還大的角度,位於工具最前端側之上述扭轉角的改變位置,是設定在從工具前端形成至工具直徑1.5倍以上工具主體1之基端側的指定位置為止之切屑排出槽的溝槽長度1/2以下的位置。
實施例1,其為PCB鑽頭,該PCB鑽頭由外圍設有螺旋狀之切屑排出槽的工具主體1,和,連設在工具主體1且逐漸往工具基端側擴徑的柄錐部,及,連設在柄錐部
且直徑為3.175mm的柄部所構成。工具主體1以超硬合金構件形成,柄部以不銹鋼構件形成,該兩者經接合構成。柄錐部及柄部雖然未圖示,但柄錐部一般是設定成20°以上90°以下,於實施例1中該柄錐部以30°形成。
於實施例1中,如第1圖所示,PCB鑽頭構成為於工具主體1的外圍設有1個第一切屑排出槽2a及1個第二切屑排出槽2b,該2個切屑排出槽從工具前端看設置成對旋轉中心成180°的分割角度,在該第一切屑排出槽2a及第二切屑排出槽2b的前刀面和工具主體1的前端後刀面所形成的交叉稜線部,分別設有與工具主體1形成為一體的切刃4,該PCB鑽頭為二刀刃雙溝槽形狀的鑽頭。即,該切刃4從工具前端看也是設置成對旋轉中心成180°的分割角度。具體而言,該PCB鑽頭為工具的縱橫比15以上且工具直徑0.7mm以下的PCB鑽頭。
於實施例1中,第二切屑排出槽2b形成至工具主體1之基端側的指定位置(上述柄錐部的前面位置)為止,連設在該第二切屑排出槽2b成為並聯的第一切屑排出槽2a是形成為比第二切屑排出槽2b還短。即,第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b以不同的扭轉角形成為連設使兩者的一部份為重疊,然後以相等的扭轉角於彼此之溝槽的最深點離有指定距離的狀態下,使2個溝槽為並聯的構成(並聯溝槽)。另外,也可構成為將2個切屑排出槽的溝槽長度互換,即,第一切屑排出槽2a形成為比第二切屑排出槽2b還長。
如上述所示第一切屑排出槽2a連設在第二切屑排出槽2b之途中部的理由如下述。
PCB鑽頭折損的主要原因,例如:(a)鑽頭剛性(強度)不足造成被鑽孔彎曲;(b)切屑排出槽的溝槽容積不足,扭轉角小(影響到切屑排出槽內的切屑上昇作用)等造成切屑排出困難;及(c)磨損造成的被鑽孔彎曲、切屑排出變差等。
不論任何情況只要相對加工孔的孔徑若加工深度愈深則愈容易因為上述(a)項~(c)項造成切削阻力上昇,由於鑽頭的強度不敵切削阻力最終導致折損。基於此,若要改善鑽頭的耐折損性,則剛性的確保及切削阻力的降低(切屑排出性的改善及降低與孔內壁的接觸面積)就會成為課題,但該等剛性的確保及切削阻力的降低為取捨關係。
此外,PCB鑽頭,若形成為剛性愈高的形狀則愈不易撓曲,有改善孔位精度的傾向。但是,相對地切屑排出性會變差,孔內壁粗度變差,或因無法獲得良好的切屑排出性而造成孔周圍殘留切屑,或者因此而造成擋板變形,導致擋板進入時的直進性變差以致孔位精度變差的情況發生。
於是,如上述所示藉由將PCB鑽頭構成為第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b為連設的形狀(二刀刃溝槽連設形狀),就能夠在工具前端側具有良好的切削性及排出性,能夠於工具基端側(根部側)確保剛性,與以往的二刀刃雙溝槽形狀相比,能夠改善耐折損性及孔位精度。
再加上,就實施例1而言,並不是單純形成為上述二刀刃溝槽連設形狀而已,也對第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b之扭轉角的改變段數下功能,藉此縮短工具軸方向之並聯轉換部的距離,且可及性加長有助於剛性提昇之並聯部的距離,以實現鑽頭的剛性提昇和孔位精度的改善。
即,實施例1,乃將第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b兩者之扭轉角於途中改變藉此連設成為可及性縮短工具軸方向之並聯轉換部的距離。具體而言,乃將第二切屑排出槽2b的扭轉角為2段變化(以1次改變扭轉角來具有2個扭轉區域),並且將第一切屑排出槽2a的扭轉角為3段變化(以2次改變扭轉角來具有3個扭轉區域),於工具途中部構成為兩者連設。
具體而言,於實施例1中,如第2圖所示,第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b之前端部(2溝槽部)的扭轉角θ 1設定成相同角度,將第二切屑排出槽2b從第1扭轉角改變位置P1設定成扭轉角θ 2,並且將第一切屑排出槽2a從第2扭轉角改變位置P2形成為較大的扭轉角θ 3藉此使其連設在第二切屑排出槽2b,連設後,將第一切屑排出槽2a從第3扭轉角改變位置P3設定成扭轉角θ 2,藉此形成為兩者並聯的構成。扭轉角改變位置,並不拘切屑排出槽的區別,從工具前端側依順序為第1扭轉角改變位置(位於工具最前端的扭轉角改變位置)、第2扭轉角改變位置、第3扭轉角改變位置。此外,上述第一切屑排
出槽2a之並聯轉換部的扭轉角θ 3稱為連設角。
此外,圖中,所謂2溝槽部,是指從工具前端開始上述第一切屑排出槽2a及上述第二切屑排出槽2b的扭轉角相等,並且,直到工具軸方向之第1扭轉角改變位置P1為止;所謂並聯轉換部,是指第1扭轉角改變位置P1至第3扭轉角改變位置P3;所謂並聯部,是指從第3扭轉角改變位置P3往工具基端側上述第一切屑排出槽2a和上述第二切屑排出槽2b並聯形成的區間。另外,於實施例1中,第1扭轉角改變位置P1,是設置在從工具前端形成至工具直徑之1.5倍以上工具主體1之基端側的指定位置為止之切屑排出槽(第二切屑排出槽2b)的溝槽長度1/2以下的位置。若將第1扭轉角改變位置P1設置在從工具前端算起未滿工具直徑1.5倍的位置時,於再度研磨時研磨至該改變位置P1的可能性高,難以獲得適當的刀刃形狀,若第1扭轉角改變位置P1設置在從工具前端算起比第二切屑排出槽2b的溝槽長度1/2還靠近基端側的位置時,2溝槽部會變太長以致溝槽容積變大,導致工具的剛性變差、孔位精度變差或折損的可能性變高。另外,如上述所示,當構成為2個切屑排出槽的溝槽長度互換的形態時,第1扭轉角改變位置P1,是設置在從工具前端算起工具直徑之1.5倍以上第一切屑排出槽2a的溝槽長度1/2以下的位置。
更具體而言,於實施例1中,將第一切屑排出槽2a及第二切屑排出槽2b之2溝槽部的扭轉角θ 1設定成30°
以上50°以下(同一角度),將第一切屑排出槽2a之並聯轉換部的扭轉角θ 3(連設角)和2溝槽部的扭轉角θ 1之差值設定成3°以上25°以下藉此連設在第二切屑排出槽2b,將並聯部的扭轉角θ 2設定成比2溝槽部的扭轉角θ 1還大2°以上20°以下的角度(同一角度)藉此使兩者並聯。
若2溝槽部的扭轉角小於30°時,切屑的排出性變差,內壁粗度容易變差,此外,容易折損。另一方面,若2溝槽部的扭轉角大於50°時,切刃的刃傾角(前刀面和後刀面形成的角度)會變小,因此切刃就容易缺損,切削性變差,容易導致孔位精度及內壁粗度變差。於實施例1中,2溝槽部的扭轉角設定成45°。
此外,當鑽頭為二刀刃雙溝槽形狀的形態時,於前端部將2個扭轉角設定成相等的角度,藉此就可使鑽頭要進入被削材時的直進性良好,能夠獲得良好的孔位精度。
以往一般的PCB鑽頭,考慮到製造容易度,切屑排出槽的扭轉角從前端至基端為止都是一定的角度。但是,在溝槽長度內改變扭轉角,此與扭轉角為一定角度的鑽頭相比是能夠改善性能。即,例如:針對前端部為了防止切屑捲繞可將扭轉角設定成較小,相對地將基端側的扭轉角設定成較大藉此就能夠提昇切屑的排出性等。
如上述,將切屑排出槽的扭轉角為複數段變化,藉此達到性能改善的最佳形狀,但該扭轉角的段數愈多(例如:第二切屑排出槽2b的扭轉角為3段變化,且第一切屑排出槽2a的扭轉角為4段變化的構成,或者,第二切屑
排出槽2b的扭轉角為4段變化,且第一切屑排出槽2a的扭轉角為5段變化的構成等)則形狀愈複雜因此製造就變困難。基於此,就以最小限度的段數能有效率達到最佳形狀為佳。
不過,溝槽連設後為並聯形狀(溝槽連設並聯形狀)的鑽頭,乃由2溝槽部、並聯轉換部及並聯部所構成。
於並聯部將切屑排出槽彼此重疊,是比2個切屑排出槽獨立設置的形態還能夠讓溝槽容積為較小,因此就可確保剛性。基於此,在溝槽長度內設定使並聯部的比率愈是大於2溝槽部(及並聯轉換部)的比率則鑽頭愈是難以撓曲。
於工具前端部之2溝槽部,獨立設置2個切屑排出槽,於各個切屑排出槽設有切刃,因此就能夠獲得良好的切削性能和切屑排出性。
如上述所示於並聯部能夠確保剛性的反面,有時切屑排出性會變差,因此有時就容易造成折損。基於此,藉由將並聯部的扭轉角設定成比2溝槽部的扭轉角還大2°以上20°以下就能夠補足排出性,改善耐折損性。於此,若並聯部之扭轉角比2溝槽部之扭轉角還大的角度小於2°則難以獲得充分的排出性改善效果,若大於20°則剛性變差導致鑽頭容易撓曲。
再加上,於並聯轉換部,存在著不同扭轉角之獨立的2個切屑排出槽之設置區間。於該區間,切屑的流動不均勻,再加上由於2個切屑排出槽為獨立存在,因此與並聯部相比溝槽容積變大,剛性方面也比較容易不穩定。基於
此,該並聯轉換部的長度(工具軸方向之並聯轉換部的距離)就以可及性形成為較短(溝槽長度內之並聯轉換部的比率為較小)為佳。
此外,為了讓扭轉角的段數以最小的次數形成溝槽連設並聯形狀,針對各個切屑排出槽,若將扭轉角設定成2段變化,將各個扭轉角的改變位置設定在不同的位置時就能夠形成為溝槽連設並聯形狀。但是,若將一方切屑排出槽的扭轉角設定成3段變化,將另一方切屑排出槽的扭轉角設定成2段變化,則較能夠縮短工具軸方向之並聯轉換部的距離使溝槽長度內之並聯轉換部的比率為較小,能夠更加改善鑽頭的性能。
另外,設有更多的扭轉角段數,雖然能夠使工具軸方向之並聯轉換部的距離更加縮短,但如上述所示扭轉角變化的次數愈多則製造愈困難。基於此,將一方切屑排出槽的扭轉角設定成3段變化,將另一方切屑排出槽的扭轉角設定成2段變化藉此形成為並聯形狀,以較少的扭轉角段數就可達到性能改善。
於實施例1中,如第2圖所示,扭轉角段數的構成:第二切屑排出槽2b的扭轉角為2段變化(在P1的位置從θ1改變成θ2),第一切屑排出槽2a的扭轉角為3段變化(在P2的位置從θ1改變成θ3,在P3的位置從θ3改變成θ2)。
當以連設角θ3大於2溝槽部之扭轉角θ1及並聯部之扭轉角θ2的形態形成連設並聯時,並聯轉換部之切屑
排出性會變良好,耐折損性會變良好。此時,θ 3和θ 1的差值以3°以上25°以下為佳,當差值小於3°則並聯轉換部會變太長相對地並聯部會變短,因此工具的剛性就會降低,當差值大於25°則並聯轉換部的扭轉角會變太大,因此並聯轉換部之扭轉剛性就會降低導致容易折損。另外,θ 3和θ 1的差值又以5°以上15°以下為更佳。
此外,如第4圖中圖示的另一例所示,當以連設角θ 3小於2溝槽部之扭轉角θ 1及並聯部之扭轉角θ 2的形態形成連設並聯時,並聯轉換部之扭轉剛性會加強,孔位精度會變良好。此時,θ 3和θ 1的差值以3°以上25°以下為佳,當差值小於3°則並聯轉換部會變太長相對地並聯部會變短,因此工具的剛性就會降低,當差值大於25°則並聯轉換部之扭轉剛性就會降低導致容易折損。另外,θ 3和θ 1的差值又以5°以上15°以下為更佳。
於實施例1中,以θ 3大於θ 1及θ 2的形態形成連設並聯的構成。具體而言,θ 1設定成45°,θ 2設定成50°,θ 3設定成55°。即,θ 3和θ 1的差值為10°。另外,第4圖的另一例中,以θ 3小於θ 1及θ 2的形態形成連設並聯的構成中θ 1設定成45°,θ 2設定成50°,θ 3設定成35°。即,θ 3和θ 1的差值為10°。
上述扭轉角θ 1~θ 3的設定,乃根據印刷電路板材料的加工特性及製品的要求品質加以選定,一般應用在鑽孔加工困難之縱橫比15以上的鑽頭時特別能夠發揮效果。
此外,上述並聯部之始端位置的並聯溝槽之軸方向溝
槽寬度設定成為位於工具最前端側之扭轉角改變位置的軸方向溝槽寬度的1.1倍以上1.9倍以下。於實施例1中,並聯部之始端位置的並聯溝槽之軸方向溝槽寬度B設定成為連設點(第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b之溝槽稜線的交點)前面之第1扭轉角改變位置P1的軸方向溝槽寬度A的1.1倍以上1.9倍以下。並聯部的始端位置Q為第3扭轉角改變位置P3。並聯部的始端位置Q之並聯溝槽的軸方向溝槽寬度B,是指包括並聯部之始端位置並且往工具軸方向基端側所測定的溝槽寬度。具體而言,於實施例1中,是指與第二切屑排出槽2b之溝槽稜線交叉的並聯部之始端位置為起點往工具軸方向基端側所測定的軸方向之溝槽寬度B。上述並聯部的始端位置Q之並聯溝槽的軸方向溝槽寬度B若未達到位於工具最前端側之第1扭轉角改變位置P1的軸方向溝槽寬度A的1.1倍時,則溝槽容積太小難以獲得順暢的切屑排出性,但若大於1.9倍時,則溝槽容積大難以確保鑽頭的剛性。於實施例1中,並聯部的始端位置Q之並聯溝槽的軸方向溝槽寬度B設定成為連設點前面之第1扭轉角改變位置P1的軸方向溝槽寬度A的1.5倍。
另外,2個切屑排出槽當中一方切屑排出槽的溝槽長度,是設定成為另一方切屑排出槽之溝槽長度的50%以上95%以下。於實施例1中,第一切屑排出槽2a的溝槽長度是設定成比形成至工具主體1基端為止的第二切屑排出槽2b之溝槽長度還短,設定成為第二切屑排出槽2b之溝
槽長度的50%以上95%以下。2個溝槽長度雖然也可設定成相同長度,但是藉由為不同的長度,就能夠在容易成為折損起點之工具基端部(根部)確保剛性,能夠更加改善耐折損性。若第一切屑排出槽2a的溝槽長度未達到第二切屑排出槽2b之溝槽長度的50%時則切屑排出至基板外時為擔任重要角色之溝槽中間部至基端的溝槽容積會變小,導致切屑堵塞造成折損的可能性變高,但若比95%還長時,則第一切屑排出槽2a之溝槽長度與第二切屑排出槽2b之溝槽長度的差太小,於工具基端部難以確保剛性。於實施例1中,第一切屑排出槽2a的溝槽長度設定成為第二切屑排出槽2b之溝槽長度的90%。另外,於第4圖中所圖示的另一例中,第二切屑排出槽2b的溝槽長度是設定成比形成至工具主體1基端為止的第一切屑排出槽2a之溝槽長度還短,具體是將第二切層排出槽2b的溝槽長度設定成為第一切屑排出槽2a之溝槽長度的90%。
此外,於第1實施例中,在包括上述第一切屑排出槽2a及上述第二切屑排出槽2b之終端的向上斜端點之各個工具軸直角剖面中,當上述第一切屑排出槽2a及上述第二切屑排出槽2b當中任一方之向上斜端點和工具之旋轉軸心所連接的第一線及另一方之向上斜端點和工具之旋轉軸心所連接的第二線投影在工具之軸方向看的同一軸直角投影面時,於該投影面中上述第一線和上述第二線所形成的窄角(所謂的向上斜窄角)是設定成大於90°但180°以下[向上斜窄角,以第一切屑排出槽2a之向上斜端點和第二
切屑排出槽2b之向上斜端點的旋轉位相差(角度差)呈現]。
當向上斜窄角為90°以下時,則切屑的排出方向會偏向,因此在工具基端側就會成不均勻的排出,有可能會導致突發性的孔彎曲。
基於此,藉由將第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b的向上斜窄角為大於90°但180°以下,就能夠防止切屑排出方向偏向,能夠均勻排出切屑。
此外,對於工具主體1也可被覆有潤滑性薄膜,例如被覆有非晶質碳薄膜等。藉由被覆有非晶質碳薄膜等潤滑性薄膜,就可改善切屑排出性,能夠利用所具有之剛性優異的形狀進行高精度的鑽孔加工。
另外,也可構成為在切屑排出槽和島部3之間設有緩解面。於該形態時,由於在鑽孔加工時能夠減少島部外圍和孔內壁的接觸面積,因此就能夠降低工具前端部之切削阻力。
實施例1基於上述所示構成,藉由設有可使第一切屑排出槽2a和第二切屑排出槽2b並聯的並聯部,使其與複數切屑排出槽並未連設而獨立設置的形態相比,當然能夠使溝槽容積小以確保剛性,除此之外,藉由將第二切屑排出槽2b的扭轉角為2段變化,將第一切屑排出槽2a的扭轉角為3段變化使兩者形成為連設的構成,就可使切屑排出槽之扭轉角的改變數為最小限度的同時能夠可及性縮短工具軸方向之並聯轉換部的距離,能夠使有助於剛性提昇的並聯部相對形成為較長,基於此,就能夠大幅改善耐折
損性及孔位精度。
接著,根據圖面對本發明具體性之實施例2進行說明。
實施例2,如第3圖所示,第一切屑排出槽2a及第二切屑排出槽2b之前端部(2溝槽部)的扭轉角θ 1設定成相同角度,藉由將第一切屑排出槽2a從第1扭轉角改變位置P1形成為較大的扭轉角θ 3(連設角)藉此使其連設在第二切屑排出槽2b,連設後,將第一切屑排出槽2a從第3扭轉角改變位置P3設定成扭轉角θ 2,藉此形成為兩者並聯的構成。
除此之外其他構成都與實施1相同。
以下,針對上述實施例1、實現例2之效果背景的實驗例進行說明。
第5圖~第7圖為表示鑽頭的2個切屑排出槽形態變更後評估其耐折損性及孔位精度的實驗條件表及實驗結果表。
第5圖之實驗所使用的鑽頭,工具直徑為0.1mm,溝槽長度(2個切屑排出槽當中較長的溝槽長度)為1.8mm,縱橫比為18。第5圖中,於習知例1及習知例2,為了與實驗例的比較,將2個切屑排出槽以第一切屑排出槽、第二切屑排出槽表示(第6圖及第7圖也是相同),但習知例1是一方切屑排出槽(第一切屑排出槽)之扭轉角為3段變化但另一方切屑排出槽(第二切屑排出槽)之扭轉角不變化
(1段、45°不改變)的例子,習知例2是2個切屑排出槽(第一切屑排出槽及第二切屑排出槽)分別為2段變化的例子。此外,實驗例1、實驗例2(實施例1)及實驗例3(另一例)是第一切屑排出槽之扭轉角為3段變化及第二切屑排出槽為2段變化的例子,於實驗例1及實驗例2中如第2圖所示該等為連設角θ 3設定成比2溝槽部之扭轉角θ 1還大的例子,於實驗例3中如第4圖所示其為連設角θ 3設定成比2溝槽部之扭轉角θ 1還小的例子。另外,針對鑽頭的材質、其他的形狀項目(前端角、腹部厚度等),該等例子都是相同條件。此外,各鑽頭之位於最前端側的扭轉角改變位置為0.35mm。
利用以上的鑽頭,對做為基材的「BT厚度0.1mm(雙面板)」以8片重疊,擋板使用附帶樹脂之鋁板(厚度0.11mm),墊底板使用電木板(厚度1.5mm),鑽頭(軸)的旋轉數:300krpm、進刀速度:3.0m/min、軸的上昇速度:50m/min進行了鑽孔加工實驗。
折損壽命,是採用各規格的鑽頭各5支,對各鑽頭之鑽孔加工直到折損為止的撞擊數算出平均值後給予評估。此外,孔位精度,是採用各規格的鑽頭各5支(每1支4,000撞擊,合計20,000撞擊)對最下基板背側之全加工孔的孔偏位量算出平均+3 σ值後給予評估。
從第5圖中,可確認出實驗例1、實驗例2及實驗例3的耐折損性及孔位精度都比習知例1、習知例2還優異。此外,可確認出連設角θ 3設定成較大則耐折損性較優
異,連設角θ 3設定成較小則孔位精度較優異。
第6圖之實驗所使用的鑽頭,工具直徑為0.3mm,溝槽長度為6.5mm,縱橫比為22。此外,習知例3是一方切屑排出槽之扭轉角不變化但另一方切屑排出槽之扭轉角為3段變化的例子,習知例4是2個切屑排出槽分別為2段變化的例子,實驗例4及實驗例5是第一切屑排出槽之扭轉角為3段變化及第二切屑排出槽為2段變化的例子,於實驗例4中如第2圖所示其為連設角θ 3設定成比2溝槽部之扭轉角θ 1還大的例子,於實驗例5中如第4圖所示其為連設角θ 3設定成比2溝槽部之扭轉角θ 1還小的例子。另外,針對鑽頭的材質、其他的形狀項目(前端角、腹部厚度等),該等例子都是相同條件。此外,各鑽頭之位於最前端側的扭轉角改變位置為1.0mm。
利用以上的鑽頭,對做為基材的「FR-4無鹵材厚度1.6mm(6層板)」以3片重疊,擋板使用鋁板(厚度0.15mm),墊底板使用電木板(厚度1.5mm),鑽頭(軸)的旋轉速:120krpm、進刀速度:2.1m/min、軸的上昇速度:25.4m/min進行了鑽孔加工實驗。
折損壽命,是採用各規格的鑽頭各10支,以10,000撞擊設定進行加工,算出未達10,000撞擊前就折損之鑽頭的折損率後給予評估。此外,孔位精度,是採用各規格的鑽頭各10支(每1支2,000撞擊,合計20,000撞擊)對最下基板背側之全加工孔的孔偏位量算出平均+3 σ值後給予評估。
從第6圖中,可確認出實驗例4、實驗例5的耐折損性及孔位精度都比習知例3、習知例4還優異。此外,可確認出連設角θ 3設定成較大則耐折損性較優異,連設角θ 3設定成較小則孔位精度較優異。
第7圖之實驗所使用的鑽頭,工具直徑為0.65mm,溝槽長度為10mm,縱橫比為15。此外,習知例5是一方切屑排出槽之扭轉角不變化但另一方切屑排出槽之扭轉角為3段變化的例子,習知例6是2個切屑排出槽分別為2段變化的例子,實驗例6及實驗例7是第一切屑排出槽之扭轉角為3段變化及第二切屑排出槽為2段變化的例子,於實驗例6中如第2圖所示其為連設角θ 3設定成比2溝槽部之扭轉角θ 1還大的例子,於實驗例7中如第4圖所示其為連設角θ 3設定成比2溝槽部之扭轉角θ 1還小的例子。另外,針對鑽頭的材質、其他的形狀項目(前端角、腹部厚度等),該等例子都是相同條件。此外,各鑽頭之位於最前端側的扭轉角改變位置為1.2mm。
利用以上的鑽頭,對做為基材的「FR-4無鹵材厚度1.6mm(6層板)」以5片重疊,擋板使用鋁板(厚度0.15mm),墊底板使用電木板(厚度1.5mm),鑽頭(軸)的旋轉速:70krpm、進刀速度:2.1m/min、軸的上昇速度:25.4m/min進行了鑽孔加工實驗。
折損壽命,是採用各規格的鑽頭各10支,以10,000撞擊設定進行加工,算出未達10,000撞擊前就折損之鑽頭的折損率後給予評估。此外,孔位精度,是採用各規格
的鑽頭各10支(每1支2,000撞擊,合計20,000撞擊)對最下基板背側之全加工孔的孔偏位量算出平均+3 σ值後給予評估。
從第7圖中,可確認出實驗例6、實驗例7的耐折損性及孔位精度都比習知例5、習知例6還優異。此外,可確認出連設角θ 3設定成較大則耐折損性較優異,連設角θ 3設定成較小則孔位精度較優異。
根據以上鑽孔加工的實驗結果,可確認出工具直徑為0.7mm以下的鑽頭,任一實驗例的耐折損性及孔位精度都比習知例還優異。
1‧‧‧工具主體
2a、2b‧‧‧切屑排出槽
3‧‧‧島部
4‧‧‧切刃
A‧‧‧位於工具最前端側之扭轉角改變位置的軸方向溝槽寬度
B‧‧‧並聯部之始端位置的並聯溝槽之軸方向溝槽寬度
P1~P3‧‧‧第1~第3扭轉角改變位置
Q‧‧‧並聯部的始端位置
θ 1‧‧‧2溝槽部的扭轉角
θ 2‧‧‧並聯部的扭轉角
θ 3‧‧‧第一切屑槽2a之並聯轉換部的扭轉角(連設角)
Claims (15)
- 一種鑽孔工具,構成為於工具主體的前端設有2個切刃,於該工具主體的外圍設有2個從工具前端朝基端側形成螺旋狀的第一切屑排出槽及第二切屑排出槽,上述第一切屑排出槽具備有分別具有指定扭轉角的3個扭轉區域,上述第二切屑排出槽具備有分別具有指定扭轉角的2個扭轉區域,該等2個切屑排出槽當中,一方切屑排出槽連設在另一方切屑排出槽的途中部,上述第一切屑排出槽或第二切屑排出槽當中至少有一方切屑排出槽形成至工具主體之基端側的指定位置,從工具前端側,依順序設有:上述第一切屑排出槽及上述第二切屑排出槽之扭轉角為相等的2溝槽部;使上述第一切屑排出槽及上述第二切屑排出槽之扭轉角為不同角度形成連設的並聯轉換部;及將形成為連設的上述第一切屑排出槽及上述第二切屑排出槽之扭轉角為相等使兩者並聯的並聯部,該鑽孔工具,其特徵為,上述第一切屑排出槽及上述第二切屑排出槽之上述並聯部的扭轉角是設定成比上述2溝槽部的扭轉角還大的角度,位於工具最前端側之上述扭轉角的改變位置,是設定在從工具前端形成至工具直徑1.5倍以上工具主體之基端側的指定位置為止之切屑排出槽的溝槽長度1/2以下的位置。
- 如申請專利範圍第1項記載的鑽孔工具,其中,上述第一切屑排出槽之上述並聯轉換部的扭轉角比上述2溝槽部的扭轉角還大。
- 如申請專利範圍第1項記載的鑽孔工具,其中,上述第一切屑排出槽之上述並聯轉換部的扭轉角和上述2溝槽部的扭轉角之差值設定成3°以上25°以下。
- 如申請專利範圍第2項記載的鑽孔工具,其中,上述第一切屑排出槽之上述並聯轉換部的扭轉角和上述2溝槽部的扭轉角之差值設定成3°以上25°以下。
- 如申請專利範圍第1項記載的鑽孔工具,其中,上述第一切屑排出槽之上述並聯轉換部的扭轉角和上述2溝槽部的扭轉角之差值設定成5°以上15°以下。
- 如申請專利範圍第2項記載的鑽孔工具,其中,上述第一切屑排出槽之上述並聯轉換部的扭轉角和上述2溝槽部的扭轉角之差值設定成5°以上15°以下。
- 如申請專利範圍第1項至第6項任一項記載的鑽孔工具,其中,上述第一切屑排出槽及上述第二切屑排出槽之2溝槽部的扭轉角設定成30°以上50°以下。
- 如申請專利範圍第1項至第6項任一項記載的鑽孔工具,其中,上述第一切屑排出槽及上述第二切屑排出槽之並聯部的扭轉角設定成比上述2溝槽部的扭轉角還大2°以上20°以下的角度。
- 如申請專利範圍第7項記載的鑽孔工具,其中,上述第一切屑排出槽及上述第二切屑排出槽之並聯部的扭轉角設定成比上述2溝槽部的扭轉角還大2°以上20°以下的角度。
- 如申請專利範圍第1項至第6項任一項記載的鑽 孔工具,其中,上述並聯部之始端位置的並聯溝槽的軸方向溝槽寬度設定成為位於工具最前端側之扭轉角的改變位置的軸方向溝槽寬度的1.1倍以上1.9倍以下。
- 如申請專利範圍第7項記載的鑽孔工具,其中,上述並聯部之始端位置的並聯溝槽的軸方向溝槽寬度設定成為位於工具最前端側之扭轉角的改變位置的軸方向溝槽寬度的1.1倍以上1.9倍以下。
- 如申請專利範圍第8項記載的鑽孔工具,其中,上述並聯部之始端位置的並聯溝槽的軸方向溝槽寬度設定成為位於工具最前端側之扭轉角的改變位置的軸方向溝槽寬度的1.1倍以上1.9倍以下。
- 如申請專利範圍第9項記載的鑽孔工具,其中,上述並聯部之始端位置的並聯溝槽的軸方向溝槽寬度設定成為位於工具最前端側之扭轉角的改變位置的軸方向溝槽寬度的1.1倍以上1.9倍以下。
- 如申請專利範圍第1項至第6項任一項記載的鑽孔工具,其中,上述2個切屑排出槽當中一方切屑排出槽的溝槽長度設定成為另一方切屑排出槽之溝槽長度的50%以上95%以下。
- 如申請專利範圍第1項至第6項任一項記載的鑽孔工具,其中,上述第1切屑排出槽及上述第二切屑排出槽的向上斜窄角設定成大於90°但180°以下。
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