TWI415701B - Printed board for printing substrates - Google Patents

Description

印刷基板加工用的路達刀

本發明係關於旋轉切削工具，特別是印刷基板加工用的路達刀。

一般，印刷基板是從母板切出複數同一規格之小尺寸印刷基板而製作。例如，將複數枚母板重疊施行孔加工後，對各種母板施行蝕刻和鍍敷處理以形成圖案，將施行該等處理後的母板再度重疊複數枚，使用旋轉切削工具，個別地切出同一規格之小尺寸印刷基板而製作。該切出加工一般稱為外形加工。此外，在進行孔加工和外形加工時，為了使預定的基板貫通以便能進行加工，一般係實施將基板重疊在拋棄板上，且重疊複數枚基板也是為了提高生產效率。

作為進行這種外形加工的旋轉切削工具，以往有例如如專利文獻1揭示的印刷基板加工用的路達銑刀(Router Bit)。

針對這種路達銑刀，通常是在工具本體的外周以預定的扭轉角將切削屑排出溝設成螺旋狀，在該切削屑排出溝的前刀面(rake face)和工具本體的外周面(或形成在工具本體外周的外周退避面)之交叉稜線部，形成外周切割刀。

然而，如第1圖之圖示，工具本體1的外周切割刀2的扭轉角α，一般係從前端到基端被設成固定的角度。又 ，為了使截斷切削屑的作用發揮，一般實施設置切削屑截斷溝(以下，稱為斷屑刀(Chip Breaker))，其係凹設在外周切割刀2’以用於截斷螺旋狀連續之外周切割刀2’。此外，第1圖中的符號B’係略示僅以預定數朝預定的螺旋旋轉方向設置在工具本體外周的斷屑刀者，具體上是指將被斷屑刀截斷的複數個外周切割刀的端點連結於該斷屑刀的螺旋旋轉方向之假想線。該假想線B’的角度(切斷角β’)也是從前端到基端為固定角度。此外，第1圖係圖示切削屑排出溝或外周切割刀2’的螺旋旋轉方向為右(右扭轉)，斷屑刀的螺旋旋轉方向為左(左扭轉)。

[先行技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2004-202591號公報

如前述，一般在進行母板的外形加工時，係複數枚重疊加工。第2圖(a)係顯示利用具有極為一般的右刀右扭轉的外周切割刀之路達刀(Router)，進行外形加工時的模式圖和切削阻抗者。於此情形下，切削阻抗R係表示路達刀的送進方向和反方向的送進分力Fy、對送進分力Fy作用於直角方向之背分力Fx及路達刀的軸方向之分力亦即垂直分力Fz之合力，該切削阻抗R係對路達刀的送進方向朝左斜後方作動。如第2圖(b)所示之藉由該切削阻抗R使外形加工中的路達刀彎曲之加工結果，加工側面形成倒塌形狀，特別是在工具前端側經切削加工的部分之倒塌量δ(相當於工具前端的撓曲)變大。

該倒塌量δ過大時，不僅無法滿足印刷基板被要求的尺寸精確度，而且在外形加工結束時，將路達刀朝上方拉出之際，由於加工側面形成倒塌形狀，因此外周切割刀(特別是工具前端側的外周切割刀)容易接觸到加工側面，而有使外周切割刀受損、使工具耐久性劣化之問題。

又，由於將母板複數枚重疊進行外形加工，若是無法順利地進行切削屑排出，在僅進行短距離之外形加工時，亦有因為切削屑堆積而折損工具的問題。

再者，本發明者等獲得關於以下問題之見解，即對於實際上發揮切削作用的外周切割刀(切削屑排出溝)的扭轉角，若是單純地使工具基端側大於工具前端側，則因為基端側的切削屑排出溝的扭轉角之影響而提高切削屑排出性，但另一方面，因為外周切割刀的扭轉角相異而使得切削阻抗以扭轉角的變化點為境界形成相異，這個原因使得加工面的精確度劣化、外周切割刀受損或誘發工具本身的折損。

本發明係本發明者等，針對旋轉切削工具的切削屑排出溝(外周切割刀)的扭轉角進行硏究之結果，獲得藉由使扭轉角從工具前端朝向基端側逐漸變大的方式，可謀求進一步加工性及耐久性之提高的見解而完成者，提供一種實用性極為優異之旋轉切削工具，其相較於扭轉角為固定之習知之旋轉切削工具，能長距離維持良好的切削加工。

參照附圖說明本發明之要旨。

關於一種旋轉切削工具，其係在工具本體1的外周形成有複數個從工具前端朝向基端側之螺旋狀切削屑排出溝3，在該切削屑排出溝3的前刀面和前述工具本體1的外周面或形成在前述工具本體1的外周的外周退避面之交叉稜線部，形成有外周切割刀2，其特徵為：使前述外周切割刀2的扭轉角α從工具前端朝向基端側漸增。

又，關於一種旋轉切削工具，其係如申請專利範圍第1項記載的旋轉切削工具，其中，前述扭轉角α係設定成20~35°。

又，關於一種旋轉切削工具，其係如申請專利範圍第1項記載的旋轉切削工具，其中，將該扭轉角α設定成前述扭轉角α在工具前端部和工具基端部之角度差為1~10°。

又，關於一種旋轉切削工具，其係如申請專利範圍第2項記載的旋轉切削工具，其中，將該扭轉角α設定成前述扭轉角α在工具前端部和工具基端部之角度差為1~10°。

又，關於一種旋轉切削工具，其係如申請專利範圍第1至4項記載的旋轉切削工具，其中，凹設在前述外周切割刀2以用於截斷切削屑之斷屑刀4，係沿著預定的螺旋旋轉方向並設複數支，該斷屑刀4係以前述螺旋旋轉方向和前述外周切割刀2以預定的交叉角γ交叉之方式被裝設，構成為該交叉角γ從工具前端朝向基端側為不變或漸增。

又，關於一種旋轉切削工具，其係如申請專利範圍第5項記載的旋轉切削工具，其中，將該交叉角γ設定成前述交叉角γ在工具前端路和工具基端部之角度差為0~15°。

又，關於一種旋轉切削工具，其係如申請專利範圍第6項記載的旋轉切削工具，其中，前述工具本體1的直徑係設定成該直徑從工具前端朝向基端側漸增之前方錐形狀。

又，關於一種旋轉切削工具，其係如申請專利範圍第7項記載的旋轉切削工具，其中，前述直徑的錐角係設定成0.5~4°。

又，關於一種旋轉切削工具，其係如申請專利範圍第6項記載的旋轉切削工具，係工具直徑為0.5~2mm之印刷基板加工用之路達刀。

又，關於一種旋轉切削工具，其係如申請專利範圍第8項記載的旋轉切削工具，係工具直徑為0.5~2mm之印刷基板加工用之路達刀。

本發明係以上述方式構成，因此相較於切削屑排出溝的扭轉角為固定之習知之旋轉切削工具，能長距離維持良好的切削加工，係一實用性極為優異之旋轉切削工具。

根據圖式簡單地說明認為適合本發明之實施形態並顯示本發明之作用。

使工具本體1一邊旋轉一邊接觸被加工物，將該被加工物加工。此時，因為外周切割刀2(切削屑排出溝3)的扭轉角α為愈工具前端愈小而愈基端側愈大，因此能抑制倒塌，從基板等拉出工具時可防止外周切割刀受損。又，於基端側不易產生切削屑堆積，加工性及耐折損性提高。

具體而言，起因於工具前端側的扭轉角α小，工具本體1的倒塌被抑制，特別是工具前端部的倒塌量δ顯著地變小，當外形加工結束時，於將路達刀朝上方拉出之際，外周切割刀和加工側面之接觸被抑制，而防止外周切割刀受損。又，起因於工具基端側的扭轉角α大，切削屑排出性提高而防止切削屑堆積，工具之耐折損性提高。再者，因為使扭轉角α從工具前端朝向基端側逐漸地增大，與單純地使扭轉角α在工具前端側和工具基端側相異的情形不同，解決了因為外周切割刀2的扭轉角不同，使得原因是切削阻抗以扭轉角的變化點為境界而相異之加工面精確度劣化、外周切割刀受損或誘發工具本身之折損的問題。

又，經外周切割刀2切削之切削屑被引導至切削屑排出溝3而排出，但一部分切削屑係透過斷屑刀4朝工具的旋轉方向後方移動。此時，如第3圖所示，如果外周切割刀2和斷屑刀4的交叉角γ小，則前述切削屑之移動變得困難，使得切削屑排出性惡化以至折損。因此，例如為了提高切削屑排出性以使工具耐折損性提高，可構成為使外周切割刀2和斷屑刀4(的螺旋旋轉方向)的交叉角γ，從工具前端朝向基端側為不變或漸增。於此情形下，構成為在工具基端側形成比工具前端側更大的交叉角γ，而可使前述切削屑排出性提高以使耐折損性提高。

再者，針對直徑小的路達刀，為了保持路達刀之強度而設計成前方錐形狀之情形下，仍可獲得與直型同等或者同等以上之效果，因此亦可設計成前方錐形狀。

[實施例]

根據第3至8圖說明關於本發明之具體實施例。

本實施例係一旋轉切削工具，其係於由刀部和柄部所構成的工具本體1之該刀部的外周，形成有複數個從工具前端朝向基端側之螺旋狀的切削屑排出溝3，該切削屑排出溝3的前刀面和前述工具本體的外周面或形成在前述工具本體的外周的外周退避面之交叉稜線部，形成有外周切割刀2；且其係構成為前述外周切割刀2的扭轉角α從工具前端朝向基端側漸增；且其係刀部的直徑D為0.5~2mm之印刷基板加工用的路達刀。此外，本實施例係以鄰接的切削屑排出溝3在工具周方向交叉的方式，在其交叉稜線部形成外周切割刀2，亦即在切削屑排出溝3朝向工具旋轉方向的面為前刀面，朝向與工具旋轉方向相反方向的部分(面)為對外周切割刀2具有預定的外周退避角之外周退避面。

此外，由於刀部的直徑D(工具直徑D)小於0.5mm時，耐折損性非常低，因此在外周切割刀受損或倒塌量成為問題之前就發生刀折損，而無法確實地發揮後述作用效果。又，大於2mm時，則由於剛性提高，倒塌量變小而無法確實地發揮後述作用效果。本實施例係採用直徑D為1.0mm者。

具體地說明各部分。

外周切割刀2(切削屑排出溝3)的扭轉角α係設定成20~35°。該扭轉角α小於20°時，切削屑之排出性惡化。又，大於35°時，容易出現毛邊使得折損壽命變短。

再者，扭轉角α係設定成在工具前端部和工具基端部的角度差為1~13°。具體而言，前述外周切割刀2的扭轉角α被形成為從工具前端朝向基端側逐漸地變大，工具前端側預定位置的扭轉角α和工具基端側預定位置的扭轉角α之角度差，被設定為1~13°。本實施例中，從工具前端起在工具直徑D的2倍以下位置的扭轉角α和刀長位置的扭轉角α之角度差，係設定為1~13°。更具體而言，例如第6圖的實施例No.1(直徑：1mm，刀長：6.5mm)中，從工具前端起在1.5mm位置(工具直徑D的2倍以下)的扭轉角α和從工具前端起在6.5mm位置(刀長位置)的扭轉角α之角度差，係設定為2.5°。此外，後述切斷角β的測定位置亦與扭轉角α的測定位置同樣。

當前述扭轉角在工具前端部和工具基端部之角度差為小於1°時，無法獲得加工性及耐折損性提高之效果。又，大於10°時，切削阻抗的變化變大使得較易折損，因此較佳為10°以下。

又，扭轉角α係設定成在任一點皆成為20~40°之範圍。本實施例中，將工具前端部的扭轉角α設定成27.5°，將工具基端部的扭轉角α設定成30°，使扭轉角α在工具前端部和工具基端部的角度差成為約2.5°。此外，扭轉角α係以20~35°之範圍較佳。

又，本實施例中，在工具本體1(刀部)的外周，除了切削屑排出溝3及外周切割刀2之外，沿著預定的螺旋旋轉方向並設著複數用於截斷切削屑之斷屑刀4。該斷屑刀4係設成與外周切割刀2交叉，第3圖中，以切斷角β表示將藉由斷屑刀截斷的複數外周切割刀的端點結合在該斷屑刀的螺旋旋轉方向之假想線B和工具的中心軸所構成之角。

其中，如第3圖所圖示，將上述切斷角β和上述扭轉角α之和，定義為交叉角γ，將180°-交叉角γ，定義為外周切割刀角θ。

本實施例中，進行調整並構成為使交叉角γ朝向工具基端側不變或漸增，使切斷角β從工具前端朝向基端側不變、漸減或漸增。此外，如第3圖所示，外周切割刀2的扭轉角α係表示以工具中心軸為基準而將與工具中心軸形成的角的右方向作為正方所測定者，另一方面，斷屑刀4的切斷角β係表示以工具中心軸為基準而將與工具中心軸形成的角的左方向作為正方所測定者。本實施例中，構成為工具前端側的交叉角γ和工具基端側的交叉角γ之角度差為0~16°。例如第6圖的實施例No.1(直徑：1mm，刀長：6.5mm)為外周切割刀2的螺旋方向為右(右扭轉：扭轉角α為未達90°)，且斷屑刀4的螺旋方向為右(右扭轉：切斷角β為超過90°)。將工具前端部(距離工具前端1.5mm之位置)的扭轉角α設定為27.5°，將切斷角β設定為100°，因此工具前端部的交叉角γ為127.5°，外周切割刀角θ為52.5°。另一方面，將工具基端部(刀長位置：距離工具前端6.5mm之位置)的扭轉角α設定為30°，將切斷角β設定為99°，因此工具基端部的交叉角γ為129°，外周切割刀角θ為51°。因此從工具前端朝向工具基端側，將扭轉角α的角度差設定成大2.5°(30°-27.5°)，將切斷角β設定成小1°(100°-99°)，將交叉角的角度差設定成大1.5°(129°-127.5°)。

工具前端側的交叉角γ和工具基端側的交叉角γ之角度差大於15°時，工具基端側的外周切割刀的外周切割刀角θ太小，容易產生受損，直徑穩定性低(在受損處測定直徑時被測定為較小)，或容易產生毛邊或折損，因此15°以下較佳。

工具本體(刀部)的直徑係如第3圖所圖示，亦可設定為固定(直型)，為了進一步抑制工具本體1的倒塌，如第4圖所圖示，亦可設定成從工具前端朝向基端方向漸增之所謂的前方錐形狀。本實施例中，設定成前方錐形狀。該直徑的錐角係設定成0.5~5°。若錐角小於0.5°，則工具本體1之倒塌抑制效果將與直型大致相同，無法顯著地顯現其差。又，若大於4°，則工具基端側之剛性變高，此外工具前端側和工具基端側之切削阻抗差變的太大，在工具軸方向均等加工變的困難，而難以獲得所要的加工尺寸精確度和加工面粗度，因此4°以下較佳。本實施例中，設定成1.12°。

因而，如第5圖(a)所圖示之習知例(扭轉角α’固定、直型)中，例如將積層之基板X’加工時，產生了顯著的倒塌(工具前端的倒塌量δ)，但以使外周切割刀2的扭轉角α小到工具前端程度大到基端側程度的方式，能抑制在工具前端部的倒塌量δ(第5圖(b))，進一步在如上述之本實施例(第5圖(c))中，以工具基端側的剛性高且前端側的阻抗小之方式，將積層之基板X加工時更能抑制該當倒塌，從基板拉出時能防止外周切割刀2的前端受損。此外，圖中符號3’為切削屑排出溝，4’為斷屑刀。如本實施例，於設計成前方錐形狀的情形下，如第5圖(a)，由於加工側面位於工具前端的左側側面上方(Z部分)之可能性低，因此該當加工側面和外周切割刀2接觸困難，而可抑制外周切割刀2受損，因此可獲得與直型同等或者同等以上之效果(參照後述實驗例、第8圖)。

本實施例係如上述般構成，因此當一邊使工具本體1旋轉，一邊使其接觸被加工物以將該被加工物加工時，由於外周切割刀2(切削屑排出溝3)的扭轉角α小到工具前端程度大到基端側程度，因此能抑制倒塌(特別是工具前端部的倒塌量δ顯著地小)，從基板等拉出工具時能防止外周切割刀受損。又，在基端側不易產生切削屑堆積，提高加工性及耐折損性。

因此，相較於切削屑排出溝的扭轉角為固定之習知之旋轉切削工具，本實施例係可長距離維持良好的切削加工之實用性極為優異者。

以下說明有關根據本實施例之效果的實驗例。

以第7圖上部所示之實驗條件比較實施例(第6圖中之例1)和習知例(第6圖中之例14)的折損壽命的結果顯示於第7圖之圖表(實驗例1)，該實施例(第6圖中之例1)係直徑1.0mm×刀長6.5mm、錐角1.12°的路達刀，具有如第6圖所示之參數，該習知例(第6圖中之例14)係使扭轉角及切斷角不改變，扭轉角為第6圖的基端側扭轉角且固定，切斷角為第6圖的基端側切斷角且固定，工具本體的直徑為直型以外，具有與實施例同樣的參數。此外，前方錐形狀之路達刀的直徑，於本實施例係顯示基端側的直徑。

又，針對各路達刀，以數位顯微鏡觀察1m切削後之外周切割刀受損、摩耗狀態，將結果顯示於第8圖(實驗例2)。此外，第8圖中○所包圍的部分為外周切割刀受損的部分。

根據第7、8圖，可確認實施例不僅不易產生外周切割刀受損，相較於習知例亦提高折損壽命，因此確認本實施例相較於習知之旋轉切削工具，可長距離維持良好的切削加工。

1．．．工具本體

2．．．外周切割刀

3．．．切削屑排出溝

4．．．斷屑刀(Chip Break)

α．．．扭轉角

γ．．．交叉角

第1圖係習知例之主要部分之概略說明側視圖。

第2圖係有關切削阻抗和倒塌之說明圖。

第3圖係本實施例之主要部分之概略說明側視圖。

第4圖係本實施例之主要部分之概略說明側視圖。

第5圖係比較本實施例和習知例之加工時的狀態之概略說明圖。

第6圖係顯示本實施例及習知例之各參數之表。

第7圖係顯示實驗例1的實驗條件及實驗結果之說明圖。

第8圖係顯示實驗例2的實驗結果之照片。

1．．．工具本體

2．．．外周切割刀

α．．．扭轉角

β．．．切斷角

γ．．．交叉角

θ．．．外周切割角

Claims (9)

1. 一種印刷基板加工用的路達刀(Router)，其係在工具本體的外周形成有複數個從工具前端朝向基端側之螺旋狀切削屑排出溝，在該切削屑排出溝的前刀面和前述工具本體的外周面或形成在前述工具本體的外周的外周退避面之交叉稜線部，形成有外周切割刀，其特徵為：使前述外周切割刀的扭轉角從工具前端朝向基端側漸增，凹設在前述外周切割刀以用於截斷切削屑之斷屑刀，係沿著預定的螺旋旋轉方向並設複數支，該斷屑刀係以前述螺旋旋轉方向和前述外周切割刀以預定的交叉角交叉之方式被裝設，構成為該交叉角從工具前端朝向基端側為漸增。
2. 如申請專利範圍第1項之印刷基板加工用的路達刀，其中，前述扭轉角係設定成20~35°。
3. 如申請專利範圍第1項之印刷基板加工用的路達刀，其中，將該扭轉角設定成前述扭轉角在工具前端部和工具基端部之角度差為1~10°。
4. 如申請專利範圍第2項之印刷基板加工用的路達刀，其中，將該扭轉角設定成前述扭轉角在工具前端部和工具基端部之角度差為1~10°。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之印刷基板加工用的路達刀，其中，將該交叉角設定成前述交叉角在工具前端部和工具基端部之角度差為1.5~15°。
6. 如申請專利範圍第5項之印刷基板加工用的路達刀，其中，前述工具本體的直徑係設定成該直徑從工具前端朝向基端側漸增之前方錐形狀。
7. 如申請專利範圍第6項之印刷基板加工用的路達刀，其中，前述直徑的錐角係設定成0.5~4°。
8. 如申請專利範圍第5項之印刷基板加工用的路達刀，其中，工具直徑為0.5~2mm。
9. 如申請專利範圍第7項之印刷基板加工用的路達刀，其中，工具直徑為0.5~2mm。