一種用於印刷電路板行業的微型鑽頭及其加工方法
2023-06-19 08:18:01
專利名稱：一種用於印刷電路板行業的微型鑽頭及其加工方法
技術領域：
本發明涉及印刷電路板的製造領域，更具體的說，涉及一種用於印刷 電路板行業的微型鑽頭及其加工方法。
背景技術：
加工印刷電路板等硬質材料的鑽頭原材料通常使用以高硬度碳化鎢 為主要成分的硬質合金材質，這種材質的鑽頭一般用於印刷電路板行業的 鑽孔作業，被夾持於工具機機械手上進行作業。
印刷電路板上所需孔徑有朝微小方向發展的趨勢，因此微型鑽頭的鑽 身構件外徑亦需細微。同時由於微型鑽頭要被裝夾於鑽孔機械的裝夾機構 上，以致其鑽柄部位須有較大外徑。
通常，這種硬質合金鑽頭具有以下幾種形式。
現有技術l (整體型)
如圖1所示，將整體硬質合金棒材進行加工，後面定長倒角為柄部， 前端利用切削機械加工出外徑相對較細微的切削刃，並於柄部和切削刃間 加工出過渡臺，進而加工出微型鑽頭l。
現有技術1中，因為鑽頭1的鑽身構件和鑽柄構件由一支整體硬質合 金棒料加工而成，由於硬質合金棒料價格昂貴，且近期合金價格正處於不 斷上升的過程中，故這種加工方法存在加工成本極高的缺點。另外，在鑽 身外徑與柄徑尺寸相差很大的情況下，還存在切削刃難加工，加工周期較 長，並因加工鑽徑而造成大量的硬質合金切屑浪費等的缺點。
現有技術2 (嵌合型)
如圖2所示， 一不鏽鋼材質鑽柄構件2 (端面軸向形成有嵌合孔)，一
硬質合金鑽身構件3。其中該嵌合孔的內徑要略小於鑽身構件3外徑，接 合時將鑽柄構件2的嵌合孔加熱使其膨脹，利用物理壓緊力將鑽身構件3 插入該嵌合孔內。
該方法可以在一定程度上節省所需的硬質合金原料，並可改善孔位易偏，防止鑽身構件3易斷裂等的優勢。但鑽頭在生產加工過程中會出現由 於加熱產生的壓緊力力度不足而導致的掉針現象，因此，通常需要將鑽柄 構件2的嵌合孔的深度挖的非常深，將硬質合金鑽身構件3的很長一部分 都插入到嵌合孔內，仍浪費了很多硬質合金原料。另外在使用過程中鑽頭 易產生熱量而使嵌合孔增大，進而產生掉針的現象。這種加工方式對嵌合 孔內壁精度要求也較高，使嵌合孔的加工過程存在難度，並且是深嵌合孔， 故在嵌合孔品質保證及加工成本方面存在一定的缺點。 現有技術3 (插入黏膠型)
該方法製作的鑽頭類似於嵌合型的鑽頭，只不過用黏結膠將間隙配合 的鑽身構件與鑽柄構件黏結成一體。雖然這種鑽頭有經濟成本低，容易實 現等特點，但是其也有自身的缺點，例如受熱易拔出，膠容易老化、鑽孔 加工產生熱量時黏結膠容易熔化，且加工成本高、難度大，並且同軸度差 等。
現有技術4 (平面對焊型)
目前，平面對焊常使用兩種方式， 一種是等外徑對焊方式，如圖3所 示， 一種是大焊小的對焊方式，如圖4所示。以大焊小的對焊方式鑽頭為 例， 一段外徑小於鑽柄徑的硬質合金鑽身構件5與一段不鏽鋼鑽柄構件4 在一層軟性合金結合劑的作用下對接焊為一體。雖然軟性合金結合劑可以 增加緩衝的避震效果，使鑽頭在切削過程中有效的減少震動，但是鑽頭接 合處的焊縫容易斷裂，同軸度相對也較差，並且生產成本也相對較高。
綜上所述，現有技術中的用於印刷電路板行業的微型鑽頭存在有後期 使用時容易出現故障，質量較差的問題；另外，還存在有加工成本較高的 問題。
發明內容
為克服上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種質量較好的 用於印刷電路板行業的微型鑽頭及其加工方法。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的
一種用於印刷電路板行業的微型鑽頭，包括鑽柄構件和鑽身構件，其 中，所述的鑽柄構件的端面軸向形成有嵌合孔，所述的鑽身構件的軸向設有對應的可放入嵌合孔內的焊接部，所述的鑽身構件的焊接部與鑽柄構件 通過嵌合孔焊接連接。
所述的鑽身構件的焊接部為鑽身構件延伸出的一部分，焊接部的直徑 與鑽身構件本體的直徑相同，皆小於所述鑽柄構件的外徑。這樣的設計減 少了鑽身構件所需使用的材料，令加工成本減少。
所述的鑽柄構件在設有嵌合孔的一端設有與鑽柄構件同軸的圓臺形 的過渡臺，所述的嵌合孔設置在過渡臺的圓臺上表面。
所述鑽身構件的外徑尺寸範圍在1.8mm 3.175mm之間；所述鑽身構 件的外徑尺寸範圍在0.8mm 2.5mm之間。
所述鑽柄構件的端緣部分的嵌合孔的深度在0.5mm 3mm之間。
所述的嵌合孔內底的焊膏厚度大於嵌合孔內壁的焊膏厚度。
所述的鑽身構件接合部位邊緣設有倒角，同時，所述鑽柄構件的嵌合 孔內壁也設有相對應的倒角。這樣的設計使得焊接效果更好。
一種加工上述微型鑽頭的方法，包括以下步驟
A:在鑽柄構件的嵌合孔內塗覆焊膏；
B:將鑽身構件的焊接部插入鑽柄構件的嵌合孔內；
C:以高頻感應加熱的焊接方式使鑽身構件嵌合孔內的焊膏融化，將 鑽柄構件與鑽身構件焊接連接。
所述的步驟A中，所述的鑽柄構件的嵌合孔的內底和內壁都塗有焊 膏，其中，所述的嵌合孔的內底塗覆的焊膏厚度大於嵌合孔的內壁塗覆的 悍膏厚度。這樣的設計使得鑽柄構件的嵌合孔的底部為主要的焊接結合處， 而嵌合孔的內壁部分起輔助焊接的作用。
所述的步驟A中，採用噴射裝置將焊膏點焊於鑽柄構件的嵌合孔內，
使嵌合孔的孔底表面和孔內壁都覆蓋焊膏。
本發明由於在鑽柄構件的端面軸向設置嵌合孔，將鑽身構件的軸向設 有的焊接部插入嵌合孔內焊接固定，使得鑽身構件在嵌合孔受熱的情況下 也不會被拔出，並且，由於鑽柄構件的端面軸向形成的嵌合孔內壁起嵌合 導向限位的作用，鑽身構件可以很容易的做到與鑽柄構件同軸嵌合，使鑽 頭加工更容易、加工難度降低，同時還可很好的保證微型鑽頭的加工質量。
圖1是現有技術1的微型鑽頭的結構示意圖； 圖2是現有技術2的微型鑽頭的結構示意圖； 圖3是現有技術4的一種微型鑽頭的結構示意圖； 圖4是現有技術4的另一種微型鑽頭的結構示意圖； 圖5是本發明具體實施例塗有焊膏而未焊接時的結構示意圖； 圖6~圖9是本發明具體實施例中的四種微型鑽頭的結構示意圖； 圖10是本發明具體實施例中加工微型鑽頭時所需的專用裝置的結構 示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和較佳的實施例對本發明作進一步說明。 如圖5 圖9所示，本發明所述的一種用於印刷電路板行業的微型鑽頭， 包括採用不鏽鋼圓柱棒料製成的鑽柄構件7和採用硬質合金棒料製成的鑽 身構件6，鑽柄構件的端面軸向形成有嵌合孔，鑽身構件的軸向設有對應 的可放入嵌合孔內的焊接部，使鑽身構件的焊接部與鑽柄構件的嵌合孔使 用悍膏焊接連接。其中，嵌合孔的內底的焊膏的厚度大於嵌合孔的內壁的 焊膏的厚度，使得鑽柄構件的嵌合孔的底部為主要的焊接結合處，而嵌合 孔的內壁部分起輔助焊接的作用。鑽柄構件的端緣部分的嵌合孔的深度在 0.5mm 3mm之間，如可選擇l.Omm、 1.5mm、 2.0mm、 2.5mm等。由此可 見，本技術方案的嵌合孔的深度是比較小的，因此，鑽身構件嵌合在嵌合 孔中的材料也是非常少的，減少了加工成本。所述的鑽身構件的焊接部為 鑽身構件延伸出的一部分，焊接部的直徑與鑽身構件本體的直徑相同，皆 小於所述鑽柄構件的外徑。通常，所述的鑽柄構件的外徑尺寸範圍在 1.8mm~3.175 mm之間，如，可選擇2.0mm、 3.175mm等，而鑽身構件的 外徑尺寸範圍在0.8mm 2.5mm之間，如，可選擇l.Omm、 1.5mm、 2.0mm 等。其中，鑽身構件的接合部位邊緣設有倒角，同時，所述鑽柄構件的嵌 合孔內壁也設有相對應的倒角。
其中，在鑽身構件10外徑要遠小於鑽柄構件12外徑時，在不影響嵌 合孔加工情況下，鑽柄構件在設有嵌合孔的一端設有與鑽柄構件同軸的相應角度範圍傾角的圓臺形過渡臺，以逐步緩降鑽柄構件12與鑽身構件10 的外徑落差，使細小的鑽身構件IO得到一定的支撐強度。所述的嵌合孔設 置在過渡臺的圓臺上表面。其中，所述過渡臺的錐度坡面的錐度角度可根 據實際情況具體設計，其傾角範圍可以從零度(如圖7所示)到實際情況 中的最大極限角度，即過渡臺母線連接鑽柄構件端面嵌合孔邊緣時所成的 傾角角度。
如圖IO所示，本實施例中加工微型鑽頭時所需的專用裝置包括 鑽身夾具9，用於夾緊鑽身構件IO,並通過其進給裝置將鑽身構件10
進給至鑽柄構件12的嵌合孔內；
頂塊8，用於對鑽身夾具9進行定位，使鑽身構件10與鑽柄構件12
具備同心度要求；
鑽柄構件12，為一預定金屬材質所製成的長圓柱體棒料，該鑽柄構件 的外徑要比硬質合金鑽身構件外徑大，具有預定的外徑尺寸，並且在鑽柄 構件端部可以形成倒出相應傾角的過渡臺；
機械夾具16，用於夾持鑽柄構件12，並對其進行定位； 焊膏壓入裝置15，與機械夾具16配合，用於將焊膏塗於鑽柄構件12 的嵌合孔內；
高頻感應線圈13，設置在鑽柄構件12的嵌合孔附件，用於發熱時對 鑽柄構件12的嵌合孔內的焊膏進行加熱；
檢測裝置ll，用於對完成了焊接的微型鑽頭進行長度測量、強度測試
焊接平臺14，用於承載上述其他部件。
一種使用上述專用裝置加工上述微型鑽頭的方法，包括以下步驟 A:機械夾具16將鑽柄構件12夾持推至定位處，啟動焊膏壓入裝置 15將悍膏塗於鑽柄構件12的嵌合孔內，鑽身構件10由鑽身夾具9進行夾 緊，使其與鑽柄構件12具備同心度要求，並由頂塊8進行定位；
B:利用鑽身夾具9的進給裝置將鑽身構件10進給至鑽柄構件12的 嵌合孔內；
C:在將鑽身構件10推進到一定的距離時，通過電流控制使裝在鑽柄 構件12處的高頻感應線圈13發熱，促使焊膏熔化，以高頻感應加熱的焊接方式使鑽身構件的嵌合孔內的焊膏融化，將鑽柄構件與鑽身構件焊接成 為一體棒料；
D:焊接完成後，開啟檢測裝置ll對嵌合式焊接微型鑽頭進行長度測
量、強度測試等檢測；完成檢測後，在鑽身構件上進行開槽等工序加工， 生產出合格的嵌合式焊接微型鑽頭。
所述的步驟A中，在啟動焊膏壓入裝置15將焊膏塗於鈷柄構件12的 嵌合孔內時，可採用噴射裝置將焊膏點焊於鑽柄構件的嵌合孔內，使鑽柄 構件的嵌合孔的內底和內壁都覆蓋焊膏，其中，所述的嵌合孔內底塗覆的 焊膏厚度大於嵌合孔的內壁塗覆的焊膏厚度。這樣的設計使得鑽柄構件的 嵌合孔底部為主要的焊接結合處，而嵌合孔的內壁部分起輔助焊接的作用。
所述的硬質合金鑽身構件10，可因作業環境的要求而相應的選用其它 的硬質合金金屬材質，諸如碳化鈦或碳化鉤等硬質合金材質加以實施。這 樣也可以在應用領域內使加工出的鑽頭的壽命得到提高，加工出的孔位、 孔粗等也得到相應的改善。
另外，由於本微型鑽頭的應用領域為電路板行業，鑽身構件10的外徑 通常要遠小於鑽柄構件12的外徑(在行業標準內，此鑽柄構件的外徑標準 為3.175mm)，相對於昂貴的硬質合金鑽身構件10，鑽柄構件12於鑽頭整 體上所佔比例較大，並且其主要作用是夾持定位所用，故其選用的材質為 較廉價的不鏽鋼圓柱棒料即可。
並且，在鑽身構件外徑要遠小於鑽柄構件外徑時，鑽柄構件有嵌合孔 的端緣部分開出錐度坡面，做成逐步的緩降外徑落差的過渡臺，以便使細 小的鑽身構件得到一定的支撐強度。
此外，在熔點差距較大的鑽身構件和鑽柄構件之間可採用將焊劑和助 焊劑的作用融為一身的焊膏，將其塗於鑽柄構件的嵌合孔內，使鑽身構件 和鑽柄構件迅速的熔接在一起，再經過溢料處理等作業程序提高對接實施 性。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說 明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術 領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若 幹簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1、一種用於印刷電路板行業的微型鑽頭，包括鑽柄構件和鑽身構件，其特徵在於，所述的鑽柄構件的端面軸向形成有嵌合孔，所述的鑽身構件的軸向設有對應的可放入嵌合孔內的焊接部，所述的鑽身構件的焊接部與鑽柄構件通過嵌合孔焊接連接。
2、 如權利要求1所述的一種用於印刷電路板行業的微型鑽頭，其特徵 在於，所述的鑽身構件的焊接部為鑽身構件延伸出的一部分，焊接部的直 徑與鑽身構件本體的直徑相同，皆小於所述鑽柄構件的外徑。
3、 如權利要求2所述的一種用於印刷電路板行業的微型鑽頭，其特徵 在於，所述的鑽柄構件在設有嵌合孔的一端設有與鑽柄構件同軸的圓臺形 的過渡臺，所述的嵌合孔設置在過渡臺的圓臺上表面。
4、 如權利要求1~3任一所述的一種用於印刷電路板行業的微型鑽頭， 其特徵在於，所述鑽身構件的外徑尺寸範圍在1.8mm 3.175mm之間；所 述鑽身構件的外徑尺寸範圍在0.8mm 2.5mm之間。
5、 如權利要求1 3任一所述的一種用於印刷電路板行業的微型鑽頭， 其特徵在於，所述鑽柄構件的端緣部分的嵌合孔的深度在0.5mm 3mm之 間。
6、 如權利要求1 3任一所述的一種用於印刷電路板行業的微型鑽頭， 其特徵在於，所述的嵌合孔內底的焊膏厚度大於嵌合孔內壁的焊膏厚度。
7、 如權利要求1~3任一所述的一種用於印刷電路板行業的微型鑽頭， 其特徵在於，所述的鑽身構件的接合部位邊緣設有倒角，同時，所述鑽柄 構件的嵌合孔內壁也設有相對應的倒角。
8、 一種加工如權利要求1所述微型鑽頭的方法，其特徵在於，包括以 下步驟A:在鑽柄構件的嵌合孔內塗覆焊膏；B:將鑽身構件的焊接部插入鑽柄構件的嵌合孔內；C:以高頻感應加熱的焊接方式使鑽身構件嵌合孔內的焊膏融化，將 鑽柄構件與鑽身構件焊接連接。
9、 如權利要求8所述的一種加工微型鑽頭的方法，其特徵在於，所述 的步驟A中，所述的鑽柄構件的嵌合孔內底和內壁都塗有焊膏，其中，所述的嵌合孔內底塗覆的焊膏厚度大於嵌合孔內壁塗覆的焊膏厚度。這樣的 設計使得鑽柄構件的嵌合孔底部為主要的焊接結合處，而嵌合孔的內壁部 分起輔助焊接的作用。
10、如權利要求8或9所述的一種加工微型鑽頭的方法，其特徵在於， 所述的步驟A中，採用噴射裝置將焊膏點焊於鑽柄構件的嵌合孔內，使嵌 合孔的孔底表面和孔內壁都覆蓋焊膏。
全文摘要
本發明公開了一種用於印刷電路板行業的微型鑽頭及其加工方法，所述的微型鑽頭，包括鑽柄構件和鑽身構件，其中，鑽柄構件的端面軸向形成有嵌合孔，鑽身構件的軸向設有對應的可放入嵌合孔內的焊接部，鑽身構件的焊接部與鑽柄構件通過嵌合孔焊接連接。本發明由於在鑽柄構件的端面軸向設置嵌合孔，將鑽身構件的軸向設有的焊接部插入嵌合孔內焊接固定，使得鑽身構件在嵌合孔受熱的情況下也不會被拔出，並且，由於鑽柄構件的端面軸向形成的嵌合孔內壁起嵌合導向限位的作用，鑽身構件可以很容易的做到與鑽柄構件同軸嵌合，使鑽頭加工更容易、加工難度降低，同時還可很好的保證微型鑽頭的加工質量。
文檔編號B23K1/002GK101293287SQ200810067640
公開日2008年10月29日 申請日期2008年6月6日 優先權日2008年6月6日
發明者屈建國, 肖真健, 巖 馬 申請人:深圳市金洲精工科技股份有限公司