TWI803868B - 鑽頭的重製方法 - Google Patents

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Abstract

一種鑽頭重製方法，包含：提供具有磨損區域的鑽頭，該鑽頭包含：柄部段；刃部段，設置於柄部段之一端且最前端設置鑽尖部，鑽尖部的截面半徑定義為芯厚，鑽尖部的兩側朝柄部段方向斜向形成第一切削刀面及第二切削刀面，第一切削刀面的第一外周邊及第二切削刀面的第二外周邊分別沿著刃部段的外徑往柄部段方向延伸旋繞，以形成兩螺旋側刃、第一排屑溝及第二排屑溝，第一切削刀面具有第一切削邊，且第一切削邊及第一外周邊定義磨損區域；確認加工砂輪對準磨損區域；以及將已對準的加工砂輪沿著螺旋側刃或第一排屑溝而對鑽頭進行切削作業，以修磨鑽頭的磨損區域。

Description

鑽頭的重製方法
本發明是有關於一種鑽頭的製造方法，且特別是有關於一種用於具有磨損區域之鑽頭的重新製造方法。
在印刷電路板的製造過程中，常使用微型鑽頭(micro drill)進行鑽孔加工製程，該些微型鑽頭在使用過程中會逐漸產生磨損，喪失足夠的鑽孔切削力及排屑能力，因而必須被汰換，故而會產生印刷電路板製造成本的提升。再者，隨著業界對於鑽孔精度品質的要求越來越高，僅有少部分磨損的鑽頭也必須被替換，實造成浪費。另外一方面，在鑽頭製造的過程中，可能會有一些規格超標品的產生，相較於重度超標品或報廢等級的鑽頭，輕度超標品(也就是規格僅有些許超標)應可經加工後再次被利用而減低浪費的情況。有鑑於此，本發明提供一種可針對具有磨損區域的鑽頭進行重新製造的方法，使該鑽頭回復原本的切削及排屑能力而可再用於鑽孔加工製程，進而降低製造成本並減少材料浪費。
為了解決上述問題，本發明的目的在於提供一種鑽頭的重新製造方法，針對具有磨損區域之鑽頭進行重新加工而使鑽頭回復原本的切削及排屑能力，進降低製造成本及減少浪費。
為了達到上述目的，本發明之一實施例提供一種鑽頭的重製方法，其包含下列步驟：首先，提供具有磨損區域的鑽頭，該鑽頭包含：柄部段；刃部段，設置於柄部段之一端且最前端設置鑽尖部，鑽尖部的截面的半徑定義為芯厚。鑽尖部的兩側朝柄部段方向斜向形成第一切削刀面及第二切削刀面，第一切削刀面的第一外周邊及第二切削刀面的第二外周邊分別沿著刃部段的外徑往柄部段方向延伸旋繞，以形成兩螺旋側刃、第一排屑溝及第二排屑溝，第一切削刀面具有第一切削邊，且第一切削邊及第一外周邊定義磨損區域；接著，確認加工砂輪對準該磨損區域，包含將鑽尖部之中心對準至加工砂輪之中心及將第一外周邊對準加工砂輪之切邊；以及將已對準的加工砂輪沿著螺旋側刃或第一排屑溝而對鑽頭進行切削作業，以修磨鑽頭的磨損區域，而回復鑽頭的切削力。
較佳地，磨損區域更包含：主要磨損部，其是位於第一切削邊及第一外周邊的交接處；第一次要磨損部，其是位於第一切削邊上延伸至第一排屑溝之壁面；以及第二次要磨損部，其是為主要磨損部延伸至第一外周邊的部分。
較佳地，加工砂輪可對準第一次要磨損部，以沿著該第一排屑溝對鑽頭進行切削作業。
較佳地，加工砂輪可對準第一切削邊及第一次要磨損部，以沿著第一排屑溝對鑽頭進行切削作業。
較佳地，加工砂輪可對準第二次要磨損部，以沿著螺旋側刃對鑽頭進行切削作業。
較佳地，加工砂輪可對準第一次要磨損部及第二次要磨損部，以沿著第一排屑溝及螺旋側刃對該鑽頭進行切削作業。
較佳地，加工砂輪沿著螺旋側刃往柄部段切削的長度為0.2~12.0mm。
較佳地，加工砂輪沿著該第一排屑溝往柄部段切削的長度為0.2~12.0mm。
較佳地，將鑽尖部之中心對準至加工砂輪之中心的步驟更包含計算公式1而獲得深度預定數值：公式1：(加工砂輪之半徑+鑽頭之芯厚)-加工砂輪中心至鑽頭中心的距離。
較佳地，將第一外周邊對準加工砂輪之切邊的步驟更包含計算鑽頭的第一外周邊遠離第一切削邊的端點至加工砂輪之切邊的距離而獲得角度預定數值。
下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
S11~S15:步驟
12:柄部段
14:刃部段
16:鑽尖部
20:第一切削刀面
21:第一外周邊
22:第一切削邊
201:第一主刀面
202:第一次刀面
203:第一稜邊
30:第二切削刀面
301:第二主刀面
302:第二次刀面
303:第二稜邊
31:第二外周邊
40:螺旋側刃
41:第一排屑溝
42:第二排屑溝
50:磨損區域
51:主要磨損部
52:第一次要磨損部
53:第二次要磨損部
60、61:第一次要磨損部以外的區域
100:鑽頭
200:加工砂輪
211:加工砂輪中心
213:加工砂輪之半徑
212:端點
300:感測器
A:加工長度
T:芯厚
圖1為根據本發明一實施例之鑽頭重製方法的流程圖。
圖2為根據本發明一實施例之鑽頭結構示意圖。
圖3為根據本發明一實施例之鑽頭結構的端面俯視圖。
圖4為根據本發明一實施例之顯示磨損區域之鑽頭結構的端面俯視圖。
圖5為根據本發明一實施例之加工砂輪對準鑽頭的示意圖。
圖6為根據本發明一實施例之加工砂輪進行切削作業的示意圖。
圖7為鑽頭使用前後之粗糙度示意圖。
圖8為根據本發明一實施例之加工砂輪對準鑽頭的示意圖。
圖9為根據本發明另一實施例之加工砂輪對準鑽頭的示意圖。
圖10為根據本發明又一實施例之加工砂輪對準鑽頭的示意圖。
圖11為根據本發明再一實施例之加工砂輪對準鑽頭的示意圖。
圖12為根據本發明另一實施例之加工砂輪對準鑽頭的示意圖。
圖13為根據本發明一實施例之鑽頭加工長度示意圖。
以下將詳述本發明之各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細說明之外，本發明亦可廣泛地施行於其它的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本發明之範圍內，並以申請專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本發明有較完整的瞭解，提供了許多特定細節；然而，本發明可能在省略部分或全部特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中，以避免對本發明形成不必要之限制。圖式中相同或類似之元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是，圖式僅為示意之用，並非代表元件實際之尺寸或數量，有些細節可能未完全繪出，以求圖式之簡潔。
本發明提供一種鑽頭的重製方法，首先，提供具有磨損區域的鑽頭，請參考圖1之步驟S11。須說明的是，本發明之精神在於將使用過後具有磨損的鑽頭進行重新製造以盡可能回復其切削能力，而能使該鑽頭能再次用於鑽孔作業，而有關於鑽頭回復切削能力的評估，將於後文中加以說明。於此，請參考 圖2至圖4，所使用的鑽頭100可包含：柄部段12及刃部段14。其中，刃部段14是設置於柄部段12的一端，且刃部段14的最前端設置有鑽尖部16，鑽尖部16的截面的半徑定義為芯厚T，如圖3所示。鑽尖部16兩側朝柄部段12方向斜向行程第一切削刀面20及第二切削刀面30，第一切削刀面20的第一外周邊21及第二切削刀面30的第二外周邊31分別沿著刃部段14的外徑往柄部段12延伸旋繞，以形成兩螺旋側刃40、第一排屑溝41及第二排屑溝42。
在一實施例中，第一切削刀面20可包含第一主刀面201及第一次刀面202，且第一主刀面201以第一稜邊203與第一次刀面202接連；而第二切削刀面30可包含第二主刀面301及第二次刀面302，且第二主刀面301以第二稜邊303與第二次刀面302接連，如圖3所示。然而，本發明並不限於此，本發明所請之重製方法亦可用於雙刀面的鑽頭(圖未示)、或其他刀面不對稱的鑽頭(圖未示)。
請參考圖4，在使用鑽頭進行鑽孔的過程中，一般來說，第一切削邊22與第一外周邊21交接處是主要與孔壁接觸及施力的部位，因此該些位置也是在鑽頭使用後易產生磨損的部分，本發明將鑽頭進行鑽孔後磨損的區域為一磨損區域50，其可由第一切削邊22及第一外周邊21界定的壁面和刀面來定義磨損區域50。於一實施例中，磨損區域50包含主要磨損部51，其是位於第一切削邊22與第一外周邊21的交接刀面處；第一次要磨損部52，其是位於第一切削邊22上延伸至第一排屑溝41的壁面；以及第二次要磨損部53，其是為主要磨損部51延伸至第一外周邊21的部分。
在圖4中，以虛線繪示為磨損前的鑽頭輪廓，而以實線繪示為磨損後的鑽頭輪廓。在此須說明的是，圖4中所示為主要磨損部51、第一次要磨損部52及第二次要磨損部53皆完全磨損的示意圖，其僅是為說明方便而例示性的繪 示，本發明並不以此為限制，舉凡磨損區域50內的主要磨損部51、第一次要磨損部52及第二次要磨損部53至少其一有產生磨損的狀況，即可使用本發明所請之方法進行鑽頭的重製。
須說明的是，本文中所定義的「磨損」並不僅侷限於鑽頭使用過後的磨耗或損傷，也包含刀面規格超過預期標準的規格超標品，也就是說，本發明所請的鑽頭重製方法並不限於應用在經使用後磨損的鑽頭，亦可應用於鑽頭製造過程中的規格超標品的加工再利用。詳細來說，規格超標品在如圖4所示的磨損區域50超標，舉例而言，長度、厚度或角度超過預期規格，都屬於本發明所請之方法可應用之範疇。
接著，請再參考圖5，確認加工砂輪200對準磨損區域50(圖1之步驟S13)。詳細來說，確認加工砂輪200對準鑽頭的磨損區域50之步驟中，必須在下列三個方向進行對準，包含：1.加工砂輪中心211相對於鑽頭之鑽尖部中心的深度方向；2.加工砂輪的切邊相對於鑽頭之外周邊的角度方向；以及3.加工砂輪相對於鑽頭之刃部段的加工長度方向。請參考圖5，其中，對準深度方向的步驟是確認加工砂輪與鑽頭重疊的深度是否符合一深度預定數值，與加工砂輪之半徑213和鑽頭之芯厚T有關，其是透過計算公式1而獲得：公式1：(加工砂輪之半徑+鑽頭之芯厚)-加工砂輪中心至鑽頭中心的距離
而對準角度方向的步驟是確認加工砂輪切削鑽頭的角度是否符合一角度預定數值，其是從鑽尖部的側向對該第一切削邊及該第一外周邊取像，透過計算鑽頭的第一外周邊21遠離第一切削邊22的端點212至加工砂輪之切邊的距離而獲得。此外，對準加工長度方向的步驟是確認加工砂輪200從鑽頭的鑽尖部16朝向柄部段12方向切削的長度預定數值。藉由使用感測器300確認深度預 定數值、角度預定數值、以及長度預定數值來對準加工砂輪200及鑽頭100。須說明的是，深度預定數值、角度預定數值及長度預定數值可依需求、鑽頭尺寸、鑽頭磨損程度、或鑽頭超標程度等不同的考慮因素而有不同的範圍。舉例而言，深度預定數值可為0.01~3.00mm、角度預定數值可為0~360度、長度預定數值可為0.5~12.0mm。
須說明的是，在本發明的實施例中，是以感測器300來確認加工砂輪200是否有對準鑽頭的磨損區域50，其可透過感測上述深度預定數值、角度預定數值及長度預定數值來進行對準作業。然而，本發明並不以此為限制，亦可使用其他方式將加工砂輪對準鑽頭，舉例而言，可使用影像擷取裝置等方式以進行對準作業。
接著，如圖6所示，在感測器的感測下，再將已對準的加工砂輪200沿著螺旋側刃40、第一排屑溝41或第二排屑溝42而對鑽頭進行切削作業(圖1之步驟S15)，以修磨該鑽頭的磨損區域，從而回復鑽頭的切削力。在實務上，鑽頭的切削力是在進行鑽孔作業後量測孔內的孔壁粗糙度(Roughness)來評估，一般來說，孔壁粗糙度越小代表鑽頭的切削力越好，而未使用過的鑽頭所鑽出之孔壁的粗糙度會小於使用過後之鑽頭所鑽出的孔壁。
請參考圖7所示。在圖7之(A-1)處代表未使用過之鑽頭所鑽出之孔壁的粗糙度，舉例而言，粗糙度可為5~10um，隨著鑽孔次數增加，其所鑽出的孔洞之粗糙度也會隨之增加。一旦孔壁的粗糙度超過閥值線，則可判斷該鑽頭的切削力過低，因而該鑽頭無法再繼續使用。一般來說，粗糙度閥值可依需求而為一範圍值，其可為10-25μm，較佳地，可為25μm。在圖7之(A-2)處代表已使用過之鑽頭所鑽出之孔壁的粗糙度(未超過閥值)，舉例而言，粗糙度可為15~20um， 透過使用本發明所請的鑽頭的重製方法進行重製後，其所鑽出之孔壁的粗糙度可大幅下降至圖7之(B)處，舉例而言，粗糙度可為10~15um，從而回復鑽頭的切削力，達到延長鑽頭使用壽命的功效。
在本發明之一實施例中，加工砂輪200可僅對準第一次要磨損部52，以沿著第一排屑溝41對鑽頭進行切削作業，如圖5所示。然而，本發明並不限於此，加工砂輪200可與第一次要磨損部52完全地對準或部分地對準以進行切削作業，舉例而言，如圖8所示，加工砂輪的形狀可與第一次要磨損部52不完全相同，因而覆蓋至第一次要磨損部52以外的區域60以進行切削作業。再舉例而言，如圖9所示，加工砂輪可對準第一次要磨損部52及第一切削邊22，因而覆蓋至第一次要磨損部52以外的區域61以進行切削作業。
本發明之另一實施例中，加工砂輪200可對準第二次要磨損部53，以沿著螺旋側刃40對鑽頭進行切削作業，如圖10所示。在本發明之再一實施例中，加工砂輪200可對準第一次要磨損部52及第二次要磨損部53，以沿著第一排屑溝41及螺旋側刃40對鑽頭進行切削作業，如圖11所示。根據本發明之又一實施例，加工砂輪200亦可對準整個第一外周邊21及整個第一切削邊22，以沿著第一排屑溝41及螺旋側刃40對鑽頭進行切削作業，如圖12所示。實務上，如排屑溝及螺旋側刃僅有其中之一磨損，則可僅針對其中之一進行加工。此外，圖中雖然未繪示，然而加工砂輪亦可依需求而有不同的形狀，且亦可透過分析鑽頭磨損狀態判斷切削起點已達到最短加工路徑的優化。
其中，在一實施例中，加工砂輪沿著螺旋側刃40或第一排屑溝41往柄部段切削的長度為0.2~12.0mm。詳細來說，該長度A可為從鑽尖部16開始往柄部段12延伸切削的長度，如圖13所示。
透過本發明所提供的鑽頭重製方法，可將加工砂輪對準鑽頭上的第一次要磨損部、第二次要磨損部、第一切削邊或其組合的部位以進行切削作業，將已磨損的鑽頭重新加工使其恢復原本的切削力及排屑能力、或可將製造過程中規格超標的鑽頭重新加工以使其符合預期規格，因而可再度用於鑽孔作業，降低製造成本，並避免材料浪費。
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。
S11~S15:步驟

Claims (8)

  1. 一種鑽頭的重製方法，包含下列步驟：提供具有一磨損區域的一鑽頭，該鑽頭包含：一柄部段；及一刃部段，設置於該柄部段之一端，該刃部段的最前端設置一鑽尖部，該鑽尖部的一截面的半徑定義為一芯厚，該鑽尖部兩側朝該柄部段方向斜向形成一第一切削刀面及一第二切削刀面，該第一切削刀面的一第一外周邊及該第二切削刀面的一第二外周邊分別沿著該刃部段的外徑往該柄部段方向延伸旋繞，以形成兩螺旋側刃、一第一排屑溝及一第二排屑溝，該第一切削刀面具有一第一切削邊，且該第一切削邊及該第一外周邊定義該磨損區域；以感測器感測方式確認一加工砂輪對準該磨損區域，包含從該鑽尖部的側向對該第一切削邊及該第一外周邊取像以將該鑽尖部之中心對準至該加工砂輪之中心及將該第一外周邊對準該加工砂輪之切邊，其中該加工砂輪對準該磨損區域係以計算一公式1而獲得一深度預定數值，公式1：(加工砂輪之半徑+鑽頭之芯厚)-加工砂輪中心至鑽頭中心的距離；以及將已對準的該加工砂輪沿著該螺旋側刃或該第一排屑溝而對該鑽頭進行一切削作業，以修磨該鑽頭的該磨損區域，而回復該鑽頭的切削力，其中此切削作業使用該感測器感測下進行。
  2. 如請求項1所述之鑽頭的重製方法，其中該磨損區域包含：一主要磨損部，其是位於該第一切削邊及該第一外周邊的交接處； 一第一次要磨損部，其是位於該第一切削邊上延伸至該第一排屑溝之壁面；以及一第二次要磨損部，其是為該主要磨損部延伸至該第一外周邊的部分。
  3. 如請求項2所述之鑽頭的重製方法，其中該加工砂輪是對準該第一次要磨損部，以沿著該第一排屑溝對該鑽頭進行一切削作業。
  4. 如請求項2所述之鑽頭的重製方法，其中該加工砂輪是對準該第一切削邊及該第一次要磨損部，以沿著該第一排屑溝對該鑽頭進行一切削作業。
  5. 如請求項2所述之鑽頭的重製方法，其中該加工砂輪是對準該第二次要磨損部，以沿著該螺旋側刃對該鑽頭進行一切削作業。
  6. 如請求項2所述之鑽頭的重製方法，其中該加工砂輪是分別地對準該第一次要磨損部及該第二次要磨損部，以沿著該第一排屑溝及該螺旋側刃對該鑽頭進行一切削作業。
  7. 如請求項1所述之鑽頭的重製方法，其中該加工砂輪沿著該螺旋側刃往該柄部段切削的長度為0.2~12.0mm。
  8. 如請求項1所述之鑽頭的重製方法，其中該加工砂輪沿著該第一排屑溝往該柄部段切削的長度為0.2~12.0mm。
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