[发明专利]钻孔针的设计方法

说明书

本发明公开一种钻孔针的设计方法，包括以下步骤：根据加工条件和加工要求确定所述钻孔针的结构，使所述钻孔针依次形成直柄部、渐扩部及钻孔部，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；在所述钻孔部的外侧围绕中心轴螺旋地开设排屑槽，并且将所述排屑槽螺旋地开设到所述渐扩部；对将所述排屑槽螺旋地开设到所述渐扩部的结构进行强度校核；若强度校核通过，则完成设计；若强度校核不通过，则调节所述渐扩部的截面外径、所述渐扩部上的排屑槽的形状和/或所述渐扩部的芯厚，并重新进行强度校核。本发明可以使制造出来的钻孔针的刚性及强度高，抗振动性能好。

技术领域

本发明涉及一种钻孔工具，尤其涉及一种钻孔针的设计方法，使制造出来的钻孔针的刚性及强度高，抗振动性能好。

背景技术

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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻孔针的设计方法，使制造出来的钻孔针的刚性及强度高，抗振动性能好。

为了实现上述目的，本发明提供的钻孔针的设计方法包括以下步骤：根据加工条件和加工要求确定所述钻孔针的结构，使所述钻孔针依次形成直柄部、渐扩部及钻孔部，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；在所述钻孔部的外侧围绕中心轴螺旋地开设排屑槽，并且将所述排屑槽螺旋地开设到所述渐扩部；对将所述排屑槽螺旋地开设到所述渐扩部的结构进行强度校核；若强度校核通过，则完成设计；若强度校核不通过，则调节所述渐扩部的截面外径、所述渐扩部上的排屑槽的形状和/或所述渐扩部的芯厚，并重新进行强度校核。

与现有技术相比，本发明通过使所述排屑槽螺旋地开设到所述渐扩部上，由于所述渐扩部比所述钻孔部的直径大，因此，所述排屑槽的深度的可控范围更大，可控性更好，这有利于调整钻孔针的重心位置、固有频率，以降低在钻孔时的动态振动和避免与机床共振；并且，可使所述渐扩部的重心向所述直柄部方向移动，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，抗振动能力更好。此外，这种方式在保证所述钻孔部具有足够的排屑空间的前提下，可减小所述钻孔部的长度，提高所述钻孔针的刚性。另外，通过对将所述排屑槽螺旋地开设到所述渐扩部的结构进行强度校核，保证所述渐扩部的径向截面的扭转切应力小于或等于所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的截面的扭转切应力，从而进一步确保所述钻孔针的刚性及强度满足要求。

较佳地，还包括以下步骤：在所述渐扩部的任一径向截面上，以所述排屑槽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。

具体地，在强度校核时，对所述渐扩部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：

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X轴的惯性矩，D₁为所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的截面的直径。

具体地，在强度校核时，对所述渐扩部的任一径向截面的芯厚圆进行校核，所述芯厚圆是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的圆，所述芯厚圆的半径r需满足以下关系：