钻孔针制造技术

本实用新型专利技术公开一种钻孔针，包括直柄部、渐扩部及钻孔部，所述渐扩部同轴地连接于所述直柄部与所述钻孔部之间，所述渐扩部的直径从靠近所述钻孔部的一端到靠近所述直柄部的一端呈逐渐增大，所述钻孔部的外侧壁呈凹陷地开设有排屑槽，所述排屑槽螺旋地围绕于所述钻孔部的中心轴，且所述排屑槽螺旋地延伸到所述渐扩部的外侧壁。本实用新型专利技术钻孔针可在保证排屑槽具有足够排屑空间和不产生更大应力的前提下，减小长度，有效提高刚性、强度及抗振动性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
钻孔针


[0001]本技术涉及一种钻孔工具，尤其涉及一种刚性及强度高，抗振动性能好的钻孔针。

技术介绍

[0002]钻孔针是一对PCB钻孔的工具，如图1所示，现有的钻孔针200其一般包括直柄部201、渐扩部202及钻孔部203，钻孔部203的外侧壁设有排屑槽204，而为了保证排屑性能，现有钻孔针200需要设计额外的排屑余量，因此，排屑槽204通常延伸到钻孔部203的一部分，且不会延伸到渐扩部202的外侧壁。随着钻孔工具的微小化和高长径比化，对钻孔针200的性能提出了巨大的挑战。另外，钻孔针200在高速旋转时，若钻孔针200的重心不在回转中心或者钻孔针200中心轴不在回转中心上，很容易导致动态振动，影响钻孔的质量。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种钻孔针，其可在保证排屑槽具有足够排屑空间和不产生更大应力的前提下，减小长度，提高刚性、强度及抗振动性能。
[0004]为了实现上述目的，本技术提供的钻孔针包括直柄部、渐扩部及钻孔部，所述渐扩部同轴地连接于所述直柄部与所述钻孔部之间，所述渐扩部的直径从靠近所述钻孔部的一端到靠近所述直柄部的一端呈逐渐增大，所述钻孔部的外侧壁呈凹陷地开设有排屑槽，所述排屑槽螺旋地围绕于所述钻孔部的中心轴，且所述排屑槽螺旋地延伸到所述渐扩部的外侧壁。
[0005]与现有技术相比，本技术通过在所述钻孔部设置排屑槽，且使所述排屑槽延伸到所述渐扩部上，因此，所述渐扩部上的排屑槽的深度的可控范围更大，可控性更好。并且，在所述渐扩部上开设排屑槽可使所述渐扩部的重心向所述直柄部移动，在所述渐扩部角度一定的情况下，重心所在截面的半径更大，因而抗振动能力更好。
[0006]较佳地，在所述渐扩部的任一径向截面上，所述排屑槽的形心与外径圆的圆心连线形成Y轴，过外径圆的圆心作垂直于Y轴的直线为X轴，所述渐扩部的任一径向截面相对所述X轴的惯性矩I
′
x
满足以下关系：
[0007][0008]其中，D
x
为该径向截面的直径，L1为从所述钻孔部与所述渐扩部的交界处到所述钻孔部另一端的距离，x为该径向截面到所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的距离，I
x
为所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的截面相对所述X轴的的惯性矩，D1为所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的截面的直径。
[0009]较佳地，在所述渐扩部的任一径向截面上，以所述排屑槽的内底部到中心轴的距离作为半径，形成所述渐扩部的芯厚圆，所述芯厚圆半径r满足以下关系：
[0010]r≥r
′
，
[0011]其中，r
′
为弯矩边界圆，D
x
为该径向截面的直径，L1为从所述钻孔部与所述渐扩部的交界处到所述钻孔部另一端的距离，x为该径向截面到所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的距离，I
x
为所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的截面相对X轴的惯性矩，π为圆周率，D1为所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的截面的直径。
[0012]较佳地，所述排屑槽螺旋地延伸到所述渐扩部的整个外侧壁或部分外侧壁。
[0013]较佳地，所述排屑槽的数量为两条或以上。
附图说明
[0014]图1是现有的钻孔针的结构图。
[0015]图2是本专利技术的钻孔针的结构图。
[0016]图3是本专利技术钻孔针的设计流程图。
[0017]图4是本专利技术在钻孔针的截面上建立坐标系的示意图。
[0018]图5a
‑
5c是本专利技术钻孔针的渐扩部截面上的弯矩边界圆、芯厚圆及外径圆的关系图。
[0019]图6是本专利技术钻孔针的渐扩部在设置排屑槽前后的重心移动状态对比图。
具体实施方式
[0020]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0021]如图2所示，本专利技术的钻孔针100包括直柄部1、渐扩部2及钻孔部3，所述渐扩部2同轴地连接于所述直柄部1与所述钻孔部3之间，所述渐扩部2的直径从靠近所述钻孔部3的一端到靠近所述直柄部1的一端呈逐渐增大，所述钻孔部3的外侧壁呈凹陷地开设有排屑槽4，所述排屑槽4螺旋地围绕于所述钻孔部3的中心轴，且所述排屑槽4螺旋地延伸到所述渐扩部2的外侧壁。所述排屑槽4的数量为两条或以上，且围绕所述钻孔针100的中心轴对称地设置。另外，所述排屑槽4可延伸到所述渐扩部的整个外侧壁或部分外侧壁。所述渐扩部2上的排屑槽4的形状至少包括排屑槽4的深度、长度和/或螺旋角。
[0022]请参阅图3及图4，本专利技术的钻孔针100的设计方法包括以下步骤：
[0023]步骤S1，根据加工条件和加工要求确定所述钻孔针100的结构，使所述钻孔针100依次形成直柄部1、渐扩部2及钻孔部3。所述渐扩部2的直径从靠近所述钻孔部3的一端到靠近所述直柄部1的一端呈逐渐增大。
[0024]步骤S2，在所述钻孔部3的外侧围绕中心轴螺旋地开设排屑槽4，并且将所述排屑槽4螺旋地开设到所述渐扩部2。
[0025]步骤S3，在所述渐扩部2的任一径向截面上，以所述排屑槽4的形心与外径圆的圆心连线作为Y轴，以过外径圆的圆心作垂直于Y轴的直线为X轴，使Y轴与X轴相交作为原点O，得到XOY直角坐标系。
[0026]步骤S4，对将所述排屑槽4螺旋地开设到所述渐扩部2的结构进行强度校核。
[0027]步骤S5，若强度校核通过，则完成设计；若强度校核不通过，则调节所述渐扩部2的
截面外径、所述渐扩部2上的排屑槽4的形状和/或所述渐扩部2的芯厚，并重新进行强度校核。
[0028]具体地，在步骤4中，在强度校核时，在步骤3的坐标系下，所述渐扩部2的任一径向截面对X的惯性矩为最小惯性矩，因此，需要对所述渐扩部2的任一径向截面相对X轴的惯性矩I
′
x
进行校核，使该截面的惯性矩I
′
x
满足以下关系：
[0029][0030]其中，D
x
为该径向截面的直径，L1为从所述钻孔部3与所述渐扩部2的交界处到所述钻孔部3另一端的距离，x为该径向截面到所述钻孔部3与所述渐扩部2的交界处的距离，I
x
为所述钻孔部3与所述渐扩部2的交界处的截面相对X轴的惯性矩，D1为所述钻孔部3与所述渐扩部2的交界处的截面的直径。
[0031]上述的公式关系推导过程，如下：
[0032]首先，所述钻孔针100在高速旋转时，重心细微的偏移会导致剧烈的振动和偏摆，所述钻孔针100偏摆会在钻孔针100钻入工件前出现弯曲应力，弯曲应力的计算公式为：
[0033][0034]其中W为抗弯截面系数：
[0035][0036]Ix为截面惯性矩：
[0037][0038]A
e
为截面所在外径圆的面积；A
g
为槽的面积；y为面积元素到x轴的距离；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻孔针，包括直柄部、渐扩部及钻孔部，所述渐扩部同轴地连接于所述直柄部与所述钻孔部之间，所述渐扩部的直径从靠近所述钻孔部的一端到靠近所述直柄部的一端呈逐渐增大，其特征在于：所述钻孔部的外侧壁呈凹陷地开设有排屑槽，所述排屑槽螺旋地围绕于所述钻孔部的中心轴，且所述排屑槽螺旋地延伸到所述渐扩部的外侧壁。2.如权利要求1所述的钻孔针，其特征在于：在所述渐扩部的任一径向截面上，所述排屑槽的形心与外径圆的圆心连线形成Y轴，过外径圆的圆心作垂直于Y轴的直线为X轴，所述渐扩部的任一径向截面相对所述X轴的惯性矩I
′
X
满足以下关系：其中，D
X
为该径向截面的直径，L1为从所述钻孔部与所述渐扩部的交界处到所述钻孔部另一端的距离，x为该径向截面到所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的距离，I
X
为所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的截面相对所述X轴的惯性矩，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱水生，刘绪维，王正齐，
申请(专利权)人：广东鼎泰高科技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：