[发明专利]一种钻孔工具及钻孔工具设计方法

说明书

本发明实施例公开了一种钻孔工具及钻孔工具设计方法。该钻孔工具包括：连接柄，由不锈钢制成，包括沿轴向连接的直柄部和第一渐扩部，直柄部与第一渐扩部的大端连接；钻头主体，由钨钴类硬质合金材料制成，包括沿轴向连接的凹槽部和钻孔部，凹槽部的一端与第一渐扩部的小端焊接，凹槽部的另一端与钻孔部连接，凹槽部设置有减重凹槽；其中，直柄部的直径为D11，凹槽部与第一渐扩部的焊接面直径为D21，D11＞D21。本发明实施例中，将钻孔工具的部分替换为不锈钢节省了硬质合金的用量，降低了钻孔工具的成本，通过凹槽部上的减重凹槽减轻了钻头主体的重量，有效的抑制了钻孔工具在工作时的动态振动，从而提高了钻孔工具的钻孔精确度。

技术领域

本发明涉及钻孔工具技术领域，尤其涉及一种钻孔工具及钻孔工具设计方法。

背景技术

目前电子设备中的印制电路板的尺寸变得越来越小，印制电路板上的芯片等器件的引脚直径越来越小，连接芯片引脚的印制电路板孔的位置精度的要求越来越高。机械钻孔是印制电路板的一种成孔方法，由于机械钻孔具有加工成本低、效率高等优点，其被广泛应用在印制电路板的加工领域中。

通常，机械钻孔设备中0.01-0.2mm等钻径的极小径微型钻头采用的是整体式硬质合金微型钻头，硬质合金钻头具有较高的抗弯强度、抗压强度等特性，保证了钻孔质量。但是，硬质合金属于不可再生资源，为了保护生态资源，采用不锈钢材料制作的尾部夹持部位和硬质合金材料制作的前端开孔部位焊接的方式制造钻头，减小了硬质合金的使用量。

然而，钻头在高速旋转以进行钻孔工作时，钻头由于离心力而产生挠曲并振摆回转的动态振动，而且对具有硬质合金制的前端开孔部和不锈钢制的尾部夹持部位进行焊接而成的复合材料接合式的钻头，硬质合金和不锈钢的弹性模量不同，在该种钻头高速旋转时会产生较大的动态振动，较大的动态振动会导致钻头的定位精度下降。复合材料接合式中的不锈钢与硬质合金焊接式的钻头难以减轻动态振动，进而难以保证钻孔精度。本发明主要针对1.9-2.1mm(总长31.80±0.2mm)和3.15-3.2mm(总长38.10±0.2mm)不锈钢柄径和硬质合金焊接产品的设计方法、结构参数、钻孔性能评估方法进行创新设计，缩短了原有整体合金微钻设计时间，降低生产成本，同时使得1.9-2.1mm和3.15-3.2mm不锈钢柄径和硬质合金焊接产品的钻孔品质与整体合金微型钻头接近，实现不锈钢柄替代硬质合金柄，节约硬质合金不可再生资源的使用量，从而减小对生态环境的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种钻孔工具及钻孔工具设计方法，可以使得由硬质合金和不锈钢焊接形成的复合材料接合式钻孔工具具备与硬质合金钻孔工具相近的性能，降低成本的同时保证钻孔精度。

第一方面，本发明实施例提供了一种钻孔工具，包括：

连接柄，由不锈钢制成，包括沿轴向连接的直柄部和第一渐扩部，所述直柄部与所述第一渐扩部的大端连接；

钻头主体，由钨钴类硬质合金材料制成，包括沿轴向连接的凹槽部和钻孔部，所述凹槽部的一端与所述第一渐扩部的小端焊接，所述凹槽部的另一端与所述钻孔部连接；

所述第一渐扩部包括沿轴向连接的第二渐扩部和第三渐扩部，所述第二渐扩部的大端与所述直柄部连接，所述第三渐扩部的大端与所述第二渐扩部的小端连接，所述第三渐扩部的小端与所述凹槽部焊接，所述第二渐扩部和所述第三渐扩部之间设置有环形的退刀槽；

所述钻孔部包括第四渐扩部，所述第四渐扩部的大端与所述凹槽部连接；

所述直柄部的直径为D11，所述凹槽部与所述第三渐扩部的焊接面直径为D21，D11＞D21；

所述凹槽部设置有减重凹槽,所述减重凹槽包括环形凹槽或螺旋凹槽，所述环形凹槽的最小直径为D22、最大直径为D23，且D22＜D21，D22＜D23，D23≤D21；