專利名稱：一種微型菱齒銑刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于銑刀領(lǐng)域，具體涉及一種用于多層印制線路板微型槽孔加工的菱齒銑刀。
背景技術(shù)：
近年來，隨著電子信息領(lǐng)域的不斷更新發(fā)展，各種電子類產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，諸如液晶電視、商務(wù)手機、數(shù)碼相機、小型筆記本電腦等，越來越呈現(xiàn)出高集成化、多樣化、高智能化的趨勢。這一趨勢的實現(xiàn)不僅僅依靠電子元器件的發(fā)展，更有賴于印制線路板的更新?lián)Q代。印制線路板因其應(yīng)用領(lǐng)域的區(qū)別分為兩種類型搭載半導(dǎo)體元器件的“母版”和作為半導(dǎo)體封裝的“載板”。前者的制造技術(shù)與所組裝的整機電子產(chǎn)品的電氣性能、可靠性以及成本有很大的關(guān)聯(lián)；后者的制造技術(shù)對于半導(dǎo)體的運作頻率、能源消耗、連接性、可靠性以及成本有很大的影響。當(dāng)前，對于印制線路板的制造技術(shù)的要求主要集中在高密度化、高頻化、適應(yīng)復(fù)合安裝、適應(yīng)新功能、低成本以及交貨期短等方面。如圖1所示，印制線路板由于其使用特點主要成分為銅箔層9、以及環(huán)氧樹脂和玻璃纖維布層8，均為難于加工的材料。由于銅屬于軟質(zhì)金屬，在銑削加工時其表面很難處理平整，要求加工刀具要具有極高的鋒利度；環(huán)氧樹脂和玻璃纖維均屬于硬質(zhì)非金屬材料，因其硬度相對較大，在銑削加工時很容易使得加工刀具損耗過大，要求加工刀具硬度較高同時耐磨損、使用壽命長。而且隨著電子業(yè)的不斷發(fā)展更新，已經(jīng)有越來越多的領(lǐng)域開始使用體積較小、復(fù)合層數(shù)越來越多的多層線路板，因此在加工過程中為了保證各層之間的良好平整度以及刀具運行的連續(xù)性，也需要所用刀具具有較好的排屑性能。因此，對于加工上述多層印制線路板的銑刀性能參數(shù)提出了更高的要求，既要滿足對軟質(zhì)金屬材料切削加工所需的良好鋒利度，又要滿足對富含玻璃纖維及樹脂結(jié)合劑等硬質(zhì)非金屬材料的切削強度和耐磨損度，還要求加工表面光滑無毛刺，同時刀具的加工壽命長、尤其是排屑性能好等特點。因此，對于適用于多層印制線路板銑削的銑刀刀具在其制備材料、銑削參數(shù)方面均需要根據(jù)其加工對象的特點針對性設(shè)計，而且針對不同的制備所需銑刀的材料，其各項性能參數(shù)也應(yīng)該隨之另行設(shè)計，以求達到最佳的銑削效果。另一方面，現(xiàn)有技術(shù)中的銑刀主要應(yīng)用于直徑在0. 8-3. 175mm范圍之間的槽孔的銑削加工，對于多層線路板中的直徑小于0. 8mm的微小槽孔的加工一般主要依靠槽鉆，也就是采用類似于傳統(tǒng)機械加工“打排孔”的方法，用小直徑鉆頭在數(shù)控鉆機床上加工而成， 其主要缺點是加工時間漫長、加工精度較差、加工后的槽壁表面較為粗糙等問題。而之所以選用槽鉆的方式加工微小槽孔主要是因為對于外徑極小的銑刀在加工工藝上存在極大的困難，對加工過程中各個環(huán)節(jié)的精度要求極高，使用目前加工銑刀的方法制備出的小外徑銑刀的質(zhì)量和強度均很難得到保證，因而也迫切需要開發(fā)出一種適用于直徑小于0. 8mm的微小槽孔的銑削加工的銑刀以及制備該銑刀的加工工藝。中國專利CN2013M867Y公開了一種銑刀，該銑刀的銑削頭表面設(shè)置有兩組環(huán)繞方向相反的螺旋凹槽形成銑削刃，從銑削頭起，順時針方向向刀柄延伸的為右螺旋凹槽，逆時針方向向刀柄延伸的為左螺旋凹槽，所述右螺旋凹槽和所述左螺旋凹槽沿銑刀直徑方向的投影與銑刀軸心的夾角均為25°，所述銑刀為上排屑結(jié)構(gòu)。該銑刀是專門針對FR-4板及無鹵素板材的特性專門設(shè)計的銑刀。該銑刀的銑削刀頭的外徑為0. 8-3. 175mm，說明該銑刀適用范圍為直徑在0. 8-3. 175mm的槽孔的銑削加工，而不適用于外徑小于0. 8mm的微小槽孔的加工。若將該銑刀用于加工直徑小于0. 8mm的槽孔，在保持該銑刀的其他結(jié)構(gòu)參數(shù)不變的情況下，只是將所述銑削刀頭的外徑縮小至0. 8mm以下，由于外徑的縮小必然導(dǎo)致銑削刀頭的強度較小，很容易產(chǎn)生刀頭“崩斷”現(xiàn)象，影響加工效率及生產(chǎn)成本。而增大銑刀的強度一般是通過增大其螺旋角或改換硬度更大的材料這兩種方式實現(xiàn)的。增大螺旋角的度數(shù)會使該銑刀的排屑空間相應(yīng)減小，使得銑刀不能適應(yīng)多層印制線路板尤其是微小槽孔加工過程中高排屑的要求。如果僅僅通過換用硬度更大的材料加工該銑刀，則該銑刀的加工難度相應(yīng)增大、加工成本也勢必會增加，另外由于銑刀的外徑極小，加工過程中本身即存在很高的難度，如果更換硬度更大的材料，則對該銑刀的加工將更加困難、對加工工藝的要求更高。因此僅僅通過將現(xiàn)有銑刀的外徑縮小、并通過更換材料以提高強度的方式并不能適應(yīng)多層印制線路板的微小槽孔的銑削加工，必須要通過重新設(shè)計銑刀的各項參數(shù)，使得該銑刀在硬度、強度、排屑能力、鋒利度、甚至加工工藝難度等方面均具有較好的效果，以適應(yīng)多層印制線路板微小槽孔的銑削加工。

實用新型內(nèi)容為此，本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中的銑刀不適用于加工多層印制線路板的微小槽孔的問題，進而提供一種強度高、鋒利度好、容屑空間合理的適用于微小槽孔加工的微型菱齒銑刀。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所述的一種微型菱齒銑刀包括刀柄，所述刀柄的一端延伸成銑削刀頭，所述銑削刀頭末端成型有“V”型切削面，所述銑削刀頭成型有環(huán)繞方向相反的螺旋凹槽分別形成左螺旋槽和右螺旋槽，所述左螺旋槽和所述右螺旋槽相交排列形成菱齒形狀，所述左螺旋槽和所述右螺旋槽的螺旋角均為18° 22°，所述銑削刀頭的外徑為0. 4 0. 7mm。所述左螺旋槽和所述右螺旋槽的螺旋角均為20°。所述左螺旋槽和所述右螺旋槽的周齒前角均為1° 3°。所述左螺旋槽和所述右螺旋槽的周齒前角均為2°。所述右螺旋槽為5條，所述左螺旋槽為4條。所述銑刀為右旋右切上排屑結(jié)構(gòu)，所述右螺旋槽形成主切削刃和排屑槽，所述左螺旋槽形成切削齒和分屑槽。所述銑刀采用超細粒度硬質(zhì)合金棒料為基材制備。所述硬質(zhì)合金的硬度HRA彡93. 2，抗彎強度TRS彡3900N/mm2,晶粒度彡0. 4 μ m。本實用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點，1、所述銑削刀頭的外徑為0. 4 0. 7mm,同時將左、右螺旋槽的螺旋角設(shè)置為18° 22°，使得該銑刀適用于直徑小于0. 8mm的微小槽孔的銑削加工，在保證外徑較小的情況下，選擇合適的螺旋角度，在合理設(shè)計排屑空間的同時保證銑削刀頭的受力減小，避免因受力過大發(fā)生過度磨損或“崩斷” 現(xiàn)象，依然具有較大的銑削強度；2、本實用新型所述的銑刀采用超細粒度硬度HRA ^ 93. 2，抗彎強度TRS ≥ 3900N/mm2,晶粒度≤0. 4 μ m的硬質(zhì)合金棒料為基材制備，使得該銑刀具有極高的韌性和硬度，即便在銑削刀頭較細的情況下，依然具有較高的銑削強度，適用于硬質(zhì)材料的加工；3、所述左螺旋槽和所述右螺旋槽的周齒前角均設(shè)為1° 3°，可保證切削面的齒尖銑削強度，提高銑削齒的鋒利度，確保板材的銑削表面光滑平整，保證加工質(zhì)量；4、 所述右螺旋槽為5條，所述左螺旋槽為4條，在保證銑削強度的同時合理設(shè)計了相應(yīng)的排屑空間，使得銑削后的碎屑很容易排出，避免阻塞影響銑削進度及效果，適用于加工多層印制線路板過程中的高排屑要求，同時加工的板材表面精度高，質(zhì)量好；5、優(yōu)選將左、右螺旋槽的螺旋角設(shè)置為20°，所述左螺旋槽和所述右螺旋槽的周齒前角設(shè)為2°，保證了該銑刀在銑削強度、鋒利度及排屑性能方面均保有較高的水平。本實用新型所述的銑刀可適用于同時含有軟質(zhì)金屬材料以及硬質(zhì)非金屬材料的多層印制線路板的微小槽孔的銑削加工。

為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中圖1為本實用新型所述銑刀適于加工的多層印制線路板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型所述銑刀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1的左視圖；圖4為圖2中的A-A剖視圖；圖5為圖2中的B-B剖視圖；圖中附圖標(biāo)記表示為1-刀柄、2-銑削刀頭、3-切削面、4-左螺旋槽、5-右螺旋槽、6-倒角、7-錐面、8-環(huán)氧樹脂和玻璃纖維布層、9-銅箔層、a-端齒縫隙、C-齒寬、n_周齒前角、t-齒深。
具體實施方式
如圖2、圖5所示，本實用新型所述的用于加工多層印制線路板的菱齒銑刀，包括刀柄1，所述刀柄的一端延伸成銑削刀頭2，另一端設(shè)置成30°的倒角6。所述刀柄1與所述銑削刀頭2之間通過30°的錐面7過渡。所述銑削刀頭2末端成型有“V”型切削面3， 所述銑削刀頭2周圍分布有環(huán)繞方向相反的螺旋凹槽分別形成左螺旋槽4和右螺旋槽5，所述左螺旋槽4和所述右螺旋槽5相交排列形成菱齒形狀。所述左螺旋槽4和所述右螺旋槽 5的螺旋角即所述左螺旋槽4和所述右螺旋槽5沿銑刀直徑方向的投影與所述刀柄軸心的夾角均為18° 22°，所述左螺旋槽4和所述右螺旋槽5的周齒前角η均為1° 3°，所述左螺旋槽4和所述右螺旋槽5的齒深t均為外徑的15% 士0. 015mm。所述銑刀為采用超細粒度PN90和6UF型硬質(zhì)合金棒料為基材制備。所述銑削刀頭2的外徑為0. 4 0. 7mm, 因此本實用新型所述的銑刀可適用于加工直徑在0. 4 0. 7mm范圍內(nèi)的微小槽孔。如圖3 所示，本實用新型所述的銑刀的兩個切削面3錯位設(shè)置，兩切削面3之間的端齒縫隙a為外徑的10% 士0.02mm。如圖4所示，所述左螺旋槽4和所述右螺旋槽5形成的切削齒的齒寬 c 為外徑的 30% 士0. 015mm。本實用新型所述銑刀為右旋右切上排屑結(jié)構(gòu)。所述右螺旋槽為5條，所述左螺旋槽為4條。銑削過程中所述右螺旋槽5形成主切削刃和排屑槽，所述左螺旋槽4形成切削齒和分屑槽。因此具有較大的排屑空間，使得銑削后的碎屑很容易排出，避免阻塞影響銑削進度及效果，適用于加工多層印制線路板過程中的高排屑要求，同時加工的板材表面精度高，
質(zhì)量好。為進一步提高本實用新型所述銑刀的銑削強度，所述左螺旋槽4和所述右螺旋槽 5的螺旋角均設(shè)為20°，所述左螺旋槽4和所述右螺旋槽5的周齒前角η均設(shè)為2°。該銑刀強度較高，使用壽命較長，可適用于多層印制線路板微小槽孔的銑削加工。本實用新型所述的可用于多層印制線路板微小槽孔加工的微型菱齒銑刀是采用如下步驟的工藝加工得到的(1)銑刀柄部的磨制將選定材料的棒材經(jīng)過粗磨打磨至3.190〗°°2mm,再經(jīng)過半精磨打磨至3.180廣1 mm ,最后經(jīng)過精磨將所述棒材的端部外徑打磨至3.175〖_5mm,并打
磨光滑；(2)確定銑削刀頭的長度及端部倒角；(3)銑削刀頭的粗磨將確定好位置的銑削刀頭的外徑磨至(0.4-0.7)=°』mm;(4)螺旋槽的半精切將所述銑削刀頭螺旋槽切削至(0.4-0.7):〗〗mm。通過半精切步驟可精確保證刃部尺寸的一致性，為后道工序加工后刃部尺寸的精準(zhǔn)性做好基礎(chǔ)；(5)螺旋槽的打磨根據(jù)設(shè)計的角度將打磨好的銑削刀頭經(jīng)過右左旋磨削將所述銑削刀頭的尺寸切削至(0.4-0.7)〖_5mm,加工得到環(huán)繞方向相反的所述左螺旋槽和所述右螺旋槽；(6)端齒前、后角的打磨將打磨好左、右螺旋槽的銑刀周齒前后角按照設(shè)計角度加工、打磨；(7)清洗、檢驗。經(jīng)本工藝加工得到的銑刀工件表面粗糙度降至RaO. 1，表面質(zhì)量較好，且該銑刀在高速切削時受力均勻、排泄順暢、使用壽命較長，切削后的被加工板材表面光滑無毛邊。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型創(chuàng)造的保護范圍之中。
權(quán)利要求1.一種微型菱齒銑刀，包括刀柄，所述刀柄的一端延伸成銑削刀頭，所述銑削刀頭末端成型有“V”型切削面，所述銑削刀頭成型有環(huán)繞方向相反的螺旋凹槽分別形成左螺旋槽和右螺旋槽，所述左螺旋槽和所述右螺旋槽相交排列形成菱齒形狀，其特征在于所述左螺旋槽和所述右螺旋槽的螺旋角均為18° 22°，所述銑削刀頭的外徑φ(1為0.4-0. 7mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型菱齒銑刀，其特征在于所述左螺旋槽和所述右螺旋槽的螺旋角均為20°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型菱齒銑刀，其特征在于所述左螺旋槽和所述右螺旋槽的周齒前角(η)均為Γ 3°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微型菱齒銑刀，其特征在于所述左螺旋槽和所述右螺旋槽的周齒前角(η)均為2。。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微型菱齒銑刀，其特征在于所述右螺旋槽為5條，所述左螺旋槽為4條。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微型菱齒銑刀，其特征在于所述銑刀為右旋右切上排屑結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型菱齒銑刀，其特征在于所述銑刀采用超細粒度硬質(zhì)合金棒料為基材制備。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微型菱齒銑刀，其特征在于所述硬質(zhì)合金棒材的硬度 HRA彡93. 2，抗彎強度TRS彡3900N/mm2,晶粒度彡0. 4 μ m。
專利摘要本實用新型屬于銑刀領(lǐng)域，具體涉及一種用于多層印制線路板微型槽孔加工的菱齒銑刀。本實用新型所述的一種適用于多層印制線路板微小槽孔加工的微型菱齒銑刀，該銑刀所述左螺旋槽和所述右螺旋槽的螺旋角均為18°～22°，所述銑削刀頭的外徑φd為0.4-0.7mm。該銑刀在保證外徑較小的情況下，選擇合適的螺旋角度，在合理設(shè)計排屑空間的同時保證銑削刀頭的受力減小，避免因受力過大發(fā)生過度磨損或“崩斷”現(xiàn)象，依然具有較大的銑削強度，可使用于微小槽孔的加工。
文檔編號B23C5/10GK201950258SQ201120012260
公開日2011年8月31日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者王輝 申請人:浙江瑞亨精密工具有限公司