TWI593507B - 鑽頭結構 - Google Patents

Description

鑽頭結構

本發明係有關一種鑽頭結構（drill structure），且特別是有關於一種適用於印刷電路板（printed circuit board, PCB）的鑽頭結構。

隨著科技的發展，印刷電路板上的導線逐漸朝向高密度與高精度的線細化發展。為了因應市場對於印刷電路板的高品質、高需求量和快速供應的高度競爭環境，業界對於印刷電路板鑽孔加工製程所使用到的微型鑽頭（micro drill）的精度、強度與進給速率，甚至是孔壁品質，等加工條件的要求也越來越高。而且，實務上，業界通常會對疊置而成的複數片印刷電路板一併進行相同的鑽孔加工製程，以提升加工效率和降低製造成本，因此所使用到的鑽頭長度較長，也必須具有足夠的強度和排屑能力。

微型鑽頭主要包含一柄部段及一刃部段連接柄部段之一端，刃部段的最前端設置一刀面結構10，如圖1所示，其係包含二主刀面12、12’及二副刀面14、14’對稱設置於一刀尖靜點16，用以利用刀面結構10對加工物之表面進行鑿切。在此種設計之刀面結構10中，次刀面14、14’會大幅降低整體刀面結構10的強度，使得刀面容易崩缺，降低鑽頭使用壽命；另外，由主刀面12之一稜邊及副刀面14之一稜邊141所建構之刀面中心的厚度T較大，導致鑽孔時下鑽阻力較大，而容易降低鑽頭的使用壽命。

為了解決上述問題，本發明目的之一係提出一種鑽頭結構，減少如傳統副刀面的設計，有助於大幅增加刀面結構強度，以增加鑽頭的使用壽命，又藉由輔刀面的傾斜設計可以減少刀面中心厚度，使得利用此鑽頭結構進行鑽孔時下鑽阻力較小，而可增加主軸的壽命。

為了達到上述目的，本發明一實施例之鑽頭結構包含：一柄部段；以及一刃部段設置於柄部段之一端，刃部段的最前端設置一刀面中心，刀面中心二側向後斜向形成有二對稱之主刀面，每一主刀面包含一切削邊、一刀背邊及一外緣邊，外緣邊沿著刃部段之外周面往柄部段方向延伸旋繞以形成二螺旋側刃及二排屑溝，其中每一主刀面之切削邊及另一主刀面之部分刀背邊共同延設一輔刀面，該輔刀面係呈溝狀輪廓且傾斜延伸至一排屑溝之壁面，輔刀面與水平面之間具有一夾角，於一實施例中，輔刀面的寬度佔刃部段之外徑的20%至80%。

其中，每一主刀面之部分外緣邊沿著螺旋側刃形成一邊隙溝，且邊隙溝鄰近刀背邊。於一實施例中，刃部段區分為一頭部段及一身部段，頭部段的最前端為刀面中心，身部段的外徑小於頭部段的外徑，又邊隙溝位於頭部段的螺旋側刃。其中身部段的外徑及頭部段的外徑之間具有一段差深度佔刃部段之外徑的1%至20%。

其中，每一主刀面與水平面之間的夾角介於5度至30度之間，又二主刀面建構一鑽尖角度介於100度至170度之間。

於一實施例中，刃部段由刀面中心往柄部段方向依序分為一前段、一中段及一後段，二排屑溝於前段係呈對稱分離、於中段係逐漸靠近、且於後段係部分重合。

於一實施例中，柄部段之材質係為不鏽鋼，刃部段之材質係為碳化鎢，且柄部段及刃部段係利用焊接或黏著劑接合在一起。又於另一實施例中，柄部段之一端面設置一內孔，刃部段的一端具有一插設端，內孔的內徑小於或等於插設端的外徑，且插設端係擠入鑲嵌於內孔，以結合柄部段及刃部段。

圖2所示為本發明一實施例鑽頭結構之結構示意圖，如圖2所示，一鑽頭結構20包含一柄部段22以及一刃部段24，刃部段24設置於柄部段22之一端，刃部段24的最前端設置一刀面中心26，刀面中心26二側向後斜向形成有二對稱之主刀面28、28’，請同時參閱圖3a及圖3b所示分別為本發明一第一實施例鑽頭結構之端面俯視圖及部分側面示意圖，如圖3a及圖3b所示，每一主刀面28、28’包含一切削邊281、281’、一刀背邊282、282’及一外緣邊283、283’，二主刀面28、28’之二外緣邊283、283’分別沿著刃部段24之外周面往柄部段22方向延伸旋繞以形成二螺旋側刃30、30’及二排屑溝32、32’，其中每一主刀面28、28’之切削邊281、281’與另一主刀面28’、28之部分刀背邊282’、282共同延設一輔刀面34、34’延伸至一排屑溝32’、32之壁面。

其中，二主刀面28、28’係由刀面中心26二側分別往柄部段22方向傾斜，如圖3b 所示，其傾斜角Ɵ1介於5度至30度之間；又二對稱傾斜之主刀面28、28’建構一鑽尖角度Ɵ2，如圖2所示，鑽尖角度Ɵ2介於100度至170度之間。

接續上述說明，如圖3a所示，主刀面28、28’之刀背邊282、282’略呈雙弧形，以其中主刀面28為例，刀背邊282具有一第一弧邊282a及一第二弧邊282b，其中第一弧邊282a與另一主刀面28’之切削邊281’共同延設輔刀面34’， 如圖3b所示，輔刀面34’與一水平面之間具有一夾角Ɵ3，於此實施例中，夾角Ɵ3係介於90度至180度之間，如圖3a所示，亦即輔刀面34、34’的底緣341、341’往主刀面28、28’的外側方向傾斜，定義此輔刀面34、34’具有一負傾斜角。

圖4a及圖4b所示分別為本發明一第二實施例鑽頭結構之端面俯視圖及部分側面示意圖，如圖4a及圖4b所示，刀面中心26二側向後斜向形成有二對稱之主刀面28、28’，每一主刀面28、28’包含一切削邊281、281’、一刀背邊282、282’及一外緣邊283、283’，每一主刀面28、28’之切削邊281、281’與另一主刀面28’、28之部分刀背邊282’、282共同延設一輔刀面34、34’延伸至一排屑溝32’、32之壁面；與第一實施例不同地，於此第二實施例中，如圖4b所示，輔刀面34’與水平面之間的夾角Ɵ3 係介於0度至90度之間，如圖4a所示，亦即輔刀面34、34’的底緣341、341’往主刀面28、28’的內側方向傾斜，定義輔刀面34、34’具有一正傾斜角。

於一實施例中，無論輔刀面34、34’為具有正傾斜角或負傾斜角，輔刀面34、34’的寬度W係佔刃部段24之外徑的20%至80%，較佳者為佔外徑的60%；又請參閱圖2、圖3a及圖4a所示，每一主刀面28、28’的部分外緣邊283、283’沿著螺旋側刃30、30’形成一邊隙溝36、36’，且邊隙溝36、36’鄰近刀背邊282、282’，於一實施例中，邊隙溝36、36’的長度短於排屑溝32、32’的長度。又於一實施例中，刃部段24係可分為一頭部段241及一身部段242，頭部段241的最前端即為刀面中心26，頭部段241的長度約介於0.2毫米(mm)至1.2毫米之間，又頭部段241的外徑大於身部段242的外徑，頭部段241的外徑與身部段243的外徑之間的段差深度d約佔刃部段24之外徑的1%至20%，其中邊隙溝36、36’係位於頭部段241的螺旋側刃30、30’。

進一步地，如圖5所示，刃部段24由刀面中心26往柄部段22方向依序可分為一前段24a、一中段24b及一後段24c，前段24a係可相等於頭部段241(示於圖2)的區域、長於頭部段241的區域或短於頭部段241的區域，二排屑溝32、32’於前段24a呈對稱分離、於中段24b逐漸靠近、且於後段24c部分重合，於一實施例中，如圖5所示，其中前段24a的區域係對應於頭部段241(示於圖2)的區域，中段24b及後段24c的區域係對應於上述身部段242(示於圖2)的區域，亦即在頭部段241中，二排屑溝32、32’係呈對稱分離，而於身部段242中，二排屑溝32、32’則逐漸靠近而至部分或完全重合。

其中，鑽頭結構的柄部段22之材質係為不鏽鋼材質，刃部段24之材質係為碳化鎢材質，於一實施例中，柄部段22及刃部段24係利用焊接或黏著劑接合在一起；又於另一實施例中，可於柄部段22之一端面設置一內孔(圖中未示)，且刃部段24的一端具有一插設端(圖中未示)，內孔的內徑小於或等於插設端的外徑，將插設端係擠入鑲嵌於內孔內，藉以結合柄部段22及刃部段24。抑或鑽頭結構20之柄部段22及刃部段24亦可為以碳化鎢棒材一體成形者。

在本發明中，減少如圖1 所示之副刀面的設計有助於大幅增加刀面結構強度，以增加鑽頭的使用壽命，又藉由輔刀面的傾斜設計可以減少刀面中心厚度，使得利用此鑽頭結構進行鑽孔時下鑽阻力較小，而可增加主軸的壽命。

以上所述之實施例僅是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‧‧‧刀面結構
12、12’‧‧‧主刀面
121‧‧‧稜邊
14、14’‧‧‧副刀面
141‧‧‧稜邊
16‧‧‧刀尖靜點
T‧‧‧厚度
20‧‧‧鑽頭結構
22‧‧‧柄部段
24‧‧‧刃部段
241‧‧‧頭部段
242‧‧‧身部段
24a‧‧‧前段
24b‧‧‧中段
24c‧‧‧後段
26‧‧‧刀面中心
28、28’‧‧‧主刀面
281、281’‧‧‧切削邊
282、282’‧‧‧刀背邊
282a‧‧‧第一弧邊
282b‧‧‧第二弧邊
283、283’‧‧‧外緣邊
30、30’‧‧‧螺旋側刃
32、32’‧‧‧排屑溝
34、34’‧‧‧輔刀面
341’‧‧‧底緣
Ɵ1‧‧‧傾斜角
Ɵ2‧‧‧鑽尖角度
Ɵ3‧‧‧夾角
W‧‧‧寬度
36、36’‧‧‧邊隙溝
d‧‧‧段差深度

圖1所示為傳統一種鑽頭結構之刀面結構示意圖。 圖2所示為本發明一實施例鑽頭結構之結構示意圖。 圖3a及圖3b所示分別為本發明一第一實施例鑽頭結構之端面俯視圖及部分側面示意圖。 圖4a及圖4b所示分別為本發明一第二實施例鑽頭結構之端面俯視圖及部分側面示意圖。 圖5所示為本發明又一實施例鑽頭結構之結構示意圖。

20‧‧‧鑽頭結構

22‧‧‧柄部段

24‧‧‧刃部段

241‧‧‧頭部段

242‧‧‧身部段

26‧‧‧刀面中心

28、28’‧‧‧主刀面

281、281’‧‧‧切削邊

282‧‧‧刀背邊

283‧‧‧外緣邊

30、30’‧‧‧螺旋側刃

32、32’‧‧‧排屑溝

34’‧‧‧輔刀面

θ2‧‧‧鑽尖角度

36‧‧‧邊隙溝

d‧‧‧段差深度

Claims (9)

1. 一種鑽頭結構，包含：一柄部段；以及一刃部段，設置於柄部段之一端，該刃部段的最前端設置一刀面中心，該刀面中心二側向後斜向形成有二對稱之主刀面，每一該主刀面包含一切削邊、一刀背邊及一外緣邊，該外緣邊沿著該刃部段之外周面往該柄部段方向延伸旋繞以形成二螺旋側刃及二排屑溝，其中每一該主刀面之該切削邊及另一該主刀面之部分該刀背邊共同延設一輔刀面，該輔刀面係呈溝狀輪廓且傾斜延伸至該一排屑溝之壁面，且輔刀面的一寬度佔該刃部段之外徑的20%至80%。
2. 如請求項1所述之鑽頭結構，其中該輔刀面與一水平面之間具有一夾角。
3. 如請求項1所述之鑽頭結構，其中每一該主刀面之部分該外緣邊沿著該螺旋側刃形成一邊隙溝，且該邊隙溝鄰近該刀背邊。
4. 如請求項3所述之鑽頭結構，其中該刃部段區分為一頭部段及一身部段，該頭部段的最前端為該刀面中心，該身部段的外徑小於該頭部段的外徑，又該邊隙溝位於該頭部段的該螺旋側刃。
5. 如請求項4所述之鑽頭結構，其中該身部段的外徑及該頭部段的外徑之間具有一段差深度，該段差深度佔該刃部段之外徑的1%至20%。
6. 如請求項1所述之鑽頭結構，其中每一該主刀面與一水平面之間的夾角介於5度至30度之間，又二該主刀面建構一鑽尖角度，且該鑽尖角度介於100度至170度之間。
7. 如請求項1所述之鑽頭結構，其中該刃部段由該刀面中心往該柄部段方向依序分為一前段、一中段及一後段，二該排屑溝於該前段係呈對稱分離、於該中段係逐漸靠近、且於該後段係部分重合。
8. 如請求項1所述之鑽頭結構，其中該柄部段之材質係為不鏽鋼，該刃部段之材質係為碳化鎢，且該柄部段及該刃部段係利用焊接或黏著劑接合在一起。
9. 如請求項1所述之鑽頭結構，其中該柄部段之一端面設置一內孔，該刃部段的一端具有一插設端，該內孔的內徑小於或等於該插設端的外徑，且該插設端係擠入鑲嵌於該內孔。