CN102922007B - 一种pcb微钻及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种PCB微钻及其加工方法，所述PCB微钻包括至少一条排屑槽，所述排屑槽包括至少两段，由钻尖向钻尾的方向，由第N+1段排屑槽开始，每段排屑槽的螺旋角依次增大，所述N≥0；且相邻的两段排屑槽之间，后一段排屑槽的槽宽不小于前一段排屑槽的槽宽。通过以上的结构，由钻尖向钻尾的方向，排屑槽在钻身上的排布密度增大，在确保排屑槽宽度不变小的情况下，可使排屑槽排布密度增大、钻身上的幅宽减小，也就是说，整体槽宽增加而幅宽减小，增大了钻头的沟副比，提高了钻头的容屑能力进而提高了钻头的排屑能力，改善了钻头的孔粗性能以及降低断钻的几率。

Description

一种PCB微钻及其加工方法

技术领域

本发明涉及加工刀具领域，更具体的说，涉及一种PCB微钻及其加工方法。

背景技术

随着印制电路板(PCB)技术和产品的发展，对用于加工印制电路板的微型钻头的要求也越来越高。PCB用微型钻头(简称PCB微钻)是一种形状复杂的带螺旋槽的微孔加工工具，由传统的麻花钻衍生而来。PCB微钻尺寸微小，其钻尖结构要借助光学显微镜才能观察到。目前大部分PCB厂家使用数控钻床来加工PCB，数控钻孔是印制板制程的重要环节，由于PCB的材质与金属不同，故而PCB的加工也与传统的金属加工不同，PCB由树脂及覆铜板等材料制作而成，此类材料的在高速加工时不易由钻身的排屑槽排出，因此PCB微钻的排屑性能及容屑性能直接关系到钻头的孔粗性能以及折损性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种容屑性能、排屑性能好，孔粗性能及折损几率小的PCB微钻及其加工方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种PCB微钻，包括至少一条排屑槽，所述排屑槽包括至少两段，由钻尖向钻尾的方向，由第N+1段排屑槽开始，每段排屑槽的螺旋角依次增大，所述N≥0；且相邻的两段排屑槽之间，后一段排屑槽的槽宽不小于前一段排屑槽的槽宽。

优选的，由钻尖向钻尾的方向，由所述第N+1段排屑槽开始，各段排屑槽的槽宽相同。这样在提高钻头沟幅比的同时可以更好保证其刚性。

优选的，由钻尖向钻尾的方向，由所述第N+1段排屑槽开始，各段排屑槽的槽宽依次增大。进一步增大钻头的容屑能力。

优选的，相邻的两段排屑槽的衔接处设置有过渡槽。使钻屑能够顺利从前一段排屑槽进入下一段排屑槽。

优选的，所述PCB微钻仅包括三段排屑槽，分别为前段排屑槽、中段排屑槽以及后段排屑槽，所述N＝1，所述第N+1段排屑槽为所述中段排屑槽，所述后段排屑槽的螺旋角大于中段排屑槽的螺旋角。根据多数PCB微钻的长度，将其分为三段便于加工。

优选的，所述前段排屑槽为设置在PCB微钻上起始于钻尖端部的两条钻尖端排屑槽，所述两条钻尖端排屑槽的尾部汇聚在钻身上形成一条排屑槽并继续向钻尾延伸形成所述中段排屑槽以及所述后段排屑槽。由于两条槽汇聚成一条槽，其容屑能力降低，因而通过改变沟幅比可以部分或完全抵消汇聚成一条槽后所造成的容屑能力降低的效果，而钻尖端部使用两条槽的结构可提高钻尖端的切削能力。

优选的，所述PCB微钻为单刃钻，仅包括一条由钻尖端部延伸至钻尾的排屑槽。单刃钻由于只有一条排屑槽，其容屑能力相比具有两条排屑槽的钻头差，因而针对单刃钻进行提高沟幅比的设计，有利于提高单刃钻的容屑能力，改善单刃钻的孔粗性能，并降低单刃钻的折损几率。

优选的，所述PCB微钻仅包括两条起始于钻尖端的排屑槽，所述两条排屑槽分别延伸至钻尾。双槽钻的钻削性能较好。

一种上述PCB微钻的加工方法，包括加工排屑槽的步骤；所述加工排屑槽包括以下步骤：

S1、由钻尖向钻尾的方向，依次加工第一段至第N+1段排屑槽，所述N≥0，确保加工第N+1段排屑槽时的加工螺旋角大于或等于加工该段时砂轮相对于钻身的安装角；

S2、加工第N+2段至最末段排屑槽，在加工所述第N+2段至最末段排屑槽时，依次增大第N+2段至最末段排屑槽的加工螺旋角。

优选的，所述步骤S2中，改变砂轮相对于钻身的的安装角使所述第N+2段至最末段排屑槽的槽宽相同。

本发明通过将PCB微钻的排屑槽分成至少两段以上，并由钻尖向钻尾的方向依次分别加工，通过在加工过程中改变加工螺旋角，即每加工完一段排屑后，增大下一段排屑槽的加工螺旋角使得下一段的螺旋角增大，另外，确保砂轮的安装角小于第一段排屑槽的螺旋角，这样才能确保排屑槽的宽度不变小；通过以上的加工，由钻尖向钻尾的方向，排屑槽在钻身上的排布密度增大，在确保排屑槽宽度不变小的情况下，可使排屑槽排布密度增大、钻身上的幅宽减小，也就是说，整体槽宽增加而幅宽减小，增大了钻头的沟副比，提高了钻头的容屑能力进而提高了钻头的排屑能力，改善了钻头的孔粗性能以及降低断钻的几率。

附图说明

图1是本发明实施例一的PCB微钻结构简图，

图2是本发明实施例一的PCB微钻的加工示意图，

图3是本发明实施例一的PCB微钻加工时砂轮的安装角示意图，

图4是本发明实施例二的PCB微钻结构简图。

其中：1、钻尖，100、钻身，101、第一钻尖端排屑槽，102、第二钻尖端排屑槽，103、中段排屑槽，104、后段排屑槽，7、砂轮。

具体实施方式

下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

如图1所示为本发明提供的一种PCB微钻的具体实施例，该PCB微钻包括钻尖1以及钻身100，钻尖1上设置有两条对称的主切削刃，为方便描述，将钻身1分成：第一段钻身、第二段钻身、第三段钻身以及第四段钻身；其中第一段钻身上设置有前段排屑槽，所述前段排屑槽为两条起始于钻尖端与主切削刃对应的钻尖端排屑槽，分别为：第一钻尖端排屑槽101以及第二钻尖端排屑槽102，第一钻尖端排屑槽101及第二钻尖端排屑槽102的螺旋角不同，两者的尾部在第一段钻身上汇聚形成一条排屑槽并继续向钻尾的方向延伸，该汇聚的排屑槽在第二段钻身、第三段钻身以及第四段钻身上分别形成中段排屑槽103以及后段排屑槽104，中段排屑槽103以及后段排屑槽104之间的衔接处设置有一过渡槽(图中未示出)，该过渡槽设置在第三段钻身上。在本实施例中，中段排屑槽103以及后段排屑槽104的槽宽相同，但中段排屑槽103的螺旋角γ1小于后段排屑槽104的螺旋角γ2，因而，在第四段钻身上形成的后段排屑槽104的密度大于在第二段钻身上形成的中段排屑槽103的密度；在槽宽不变的情况下，即第二段钻身上中段排屑槽103的槽宽W1等于第四段钻身上后段排屑槽104的槽宽W2，即W1＝W3，而此时，第二段钻身上中段排屑槽103的幅宽W2大于第四段钻身上的后段排屑槽104的幅宽W4，即W2＞W4，这样第二段钻身上的沟幅比W1/W2小于第四段钻身上的沟幅比W3/W4，由此可知，钻头的沟幅比增大，提高了钻头的容屑能力，进而提高了钻头的排屑能力，这样有利于改善钻头的孔粗性能以及降低钻头的折损率。

由于中段排屑槽103以及后段排屑槽104的螺旋角不同，为了确保中段排屑槽103内的钻屑能够顺利进入后段排屑槽104，因而在中段排屑槽103及后段排屑才104的衔接处即第三段钻身处设置过渡槽，其为一段由中段排屑槽103的末端平滑过渡到后段排屑槽104的过渡槽。

为了避免由于增大后段排屑槽104的螺旋角而造成钻身强度减小，以及避免过大的螺旋角导致钻屑不易由中段排屑槽103排入后段排屑槽104，前段排屑槽与后段排屑槽104的螺旋角度差为2～25°。

本实施例同时提供所述PCB微钻的加工方法，其钻尖的加工与常规钻头的加工相同，不再详述。如图2所示，所述PCB微钻排屑槽的加工是通过砂轮7在钻身100上进行磨削形成的。如图3所示，为了使排屑槽的槽宽达到某一需求值，砂轮7的回转截面需要与棒料100(即钻身)的中心轴线形成一定角度，该角度通过在刀具磨床上进行调整砂轮7的安装角度实现，因此，砂轮7与棒料100的中心轴线形成的角度为砂轮的安装角α，此外，排屑槽的槽宽还与该排屑槽在加工时的加工螺旋角的大小有关，若加工螺旋角与安装角α中的一个发生变化，则槽宽也发生变化。

PCB微钻排屑槽的加工包括以下步骤：

P1：在钻身100上使用砂轮磨削出两条螺旋角不同的第一钻尖端排屑槽101以及第二钻尖端排屑槽102，使所述第一钻尖端排屑槽101以及第二钻尖端排屑槽102汇聚。

P2：设定中段排屑槽103的加工螺旋角γ1，在钻身100的第一钻尖端排屑槽101以及第二钻尖端排屑槽102的汇聚处使用砂轮按设定好的加工螺旋角磨削出中段排屑槽103，确保中段排屑槽103的加工螺旋角γ1大于或等于加工该中段排屑槽103时砂轮相对于钻身100的安装角α。

P3：在中段排屑槽103的尾部用砂轮磨削出一过渡槽，过渡槽可看做是一端较短的螺旋角的大小处于前段排屑以及后段排屑槽之间的排屑槽，当然，其可以是具有多段螺旋角渐变到后段排屑槽的螺旋角的多段槽。

P4：设定后段排屑槽104的加工螺旋角γ2，该加工螺旋角γ2大于中段排屑槽103的螺旋角γ1，同时，根据设定好的后段排屑槽104的加工螺旋角γ2与前段排屑槽的螺旋角γ1的差，重新调整砂轮的安装角α保持安装角α与加工螺旋角的差不变，以确保后段排屑槽的槽宽与前段排屑槽的槽宽相同；以上就绪后，在过渡槽尾部用砂轮按设定好的加工螺旋角磨削出排屑槽的后段排屑槽。在本步骤中，由于砂轮的安装角α在加工时已经固定，因而可以通过改变钻身100与砂轮的相对角度，即可调整安装角α的大小。

实施例二

本实施例与实施例一不同之处在于，步骤S4中，砂轮相对于钻身100的的安装角α不变，这样，砂轮的安装角α与后段排屑槽104的螺旋角γ2的差大于与中段排屑槽103的螺旋角γ1的差，也就是说，在加工过程中，螺旋角变大使得其余安装角α的差变大，这样的结果将导致槽宽变大。如图4所示，中段排屑槽103的槽宽为W2，而后段排屑槽104由于砂轮的安装角α没有变化但螺旋角γ2变大，导致了后段排屑槽104的槽宽变大，同时，由于螺旋角γ2变大，第4段钻身的排屑槽密度也得到增大，即槽宽和槽密度增加而幅宽减小，W1/W2小于W3/W4，沟幅比增大，这样就增加了钻头的容屑能力。

以上两个实施例均以具有一个排屑槽的PCB微钻进行说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。当然，对于具有两条排屑槽(即两条与主切削刃对应的排屑槽一直延伸至钻尾)的PCB微钻来说，也同样可以通过增大螺旋角来增大沟幅比，以提高钻头的容屑性能。另外，对于只具有一条排屑槽的单刃钻来说，也比较适用于本发明的方案，因单刃钻本身也只有一条主切削刃，其容屑能力有限，可以通过本发明方案进行改进提高容屑能力，改善钻头性能。

另外，由于不同钻头尺寸及精度需求，还可将PCB微钻加工成具有更多段具有不同形状或结构的排屑槽，如还可以加工成具有5、6段或更多段的排屑槽，而螺旋角增大也可以是从第N+1段开始，N≥0；而相应的加工方法也是按照上述步骤进行，首先从钻尖向钻尾的方向，依次加工第一段至第N+1段排屑槽，当然，加工过程中确保加工第N+1段排屑槽时的加工螺旋角大于或等于加工该段时砂轮相对于钻身的安装角；然后加工第N+2段至最末段排屑槽，在加工所述第N+2段至最末段排屑槽时，依次增大第N+2段至最末段排屑槽的加工螺旋角。实施例一及实施例二中，从中段排屑槽103开始螺旋角增大变化，即N＝1，第N+1段为第2段即所述中段排屑槽103。

对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种PCB微钻，包括至少一条排屑槽，其特征在于，所述排屑槽包括前段排屑槽、中段排屑槽以及后段排屑槽，所述前段排屑槽为两条起始于钻尖端与主切削刃对应，所述前段排屑槽在钻身上汇聚并继续向钻尾的方向延伸分别形成所述中段排屑槽和所述后段排屑槽，由钻尖向钻尾的方向，由第N+1段排屑槽开始，每段排屑槽的螺旋角依次增大，所述N≥0；且相邻的两段排屑槽之间，后一段排屑槽的槽宽不小于前一段排屑槽的槽宽，所述前段排屑槽与后段排屑槽的螺旋角度差为2～25°。

2.如权利要求1所述的PCB微钻，其特征在于，由钻尖向钻尾的方向，由所述第N+1段排屑槽开始，各段排屑槽的槽宽相同。

3.如权利要求1所述的PCB微钻，其特征在于，由钻尖向钻尾的方向，由所述第N+1段排屑槽开始，各段排屑槽的槽宽依次增大。

4.如权利要求1-3任一所述的PCB微钻，其特征在于，相邻的两段排屑槽的衔接处设置有过渡槽。

5.如权利要求1所述的PCB微钻，其特征在于，所述PCB微钻为单刃钻，仅包括一条由钻尖端部延伸至钻尾的排屑槽。

6.如权利要求1所述的PCB微钻，其特征在于，所述PCB微钻仅包括两条起始于钻尖端的排屑槽，所述两条排屑槽分别延伸至钻尾。