印制电路板钻孔设备冷却润滑系统的制作方法

1.本发明属于制造印制电路板的设备技术领域，尤其涉及一种印制电路板钻孔设备冷却润滑系统。


背景技术：

2.印制电路板在钻孔时，钻头的温升以及钻头的润滑效果均对孔壁的质量有着至关重要的影响，直接关系着电路板成品的质量。目前的钻孔装置多数采用冷却液自动流向钻头杆部的方式对钻头进行冷却，用于pcb钻孔的钻头直径尺寸较小，其排屑槽截面尺寸较小，在满足排屑的同时仅有少量的冷却液可进入钻头与孔壁之间，从而导致冷却及润滑效果较差，并且钻头的使用寿命较短。


技术实现要素：

3.为解决现有技术不足，本发明提供一种印制电路板钻孔设备冷却润滑系统，可使冷却液雾化，形成气溶胶状态，且具有压力的喷射至钻孔加工部位，为钻头持续提供冷却及润滑，可提高钻孔质量及延长钻头寿命。
4.为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：一种印制电路板钻孔设备冷却润滑系统，包括：压脚杯及喷枪。
5.压脚杯连接于钻孔设备，钻孔时压脚杯的底面与电路板的顶面接触，压脚杯呈倒置的杯体结构，钻孔设备的钻头同轴穿过压脚杯。
6.喷枪设于压脚杯侧壁，喷枪内部设有进气道及进液道，进气道用于向喷枪内部注入压缩气体，进液道用于向喷枪内部注入冷却液，喷枪设有喷嘴，进气道与喷嘴同轴且连通，冷却液从周侧进入进气道与喷嘴之间，压缩气体与冷却液混合后经喷嘴喷出，喷嘴的出口位于钻头的钻孔部位。
7.进一步的，压脚杯下段设有圆环结构的压环，压环底面的内侧为斜面，斜面上沿圆周开设有多处排液孔，压环内部沿圆周具有环形腔室，压环的侧壁设有排液管，排液孔及排液管均与环形腔室连通；压环底面的外侧为平面结构，其底部设有环形结构的橡胶垫。
8.进一步的，压脚杯内壁的中段沿圆周设有环形凸缘，环形凸缘的内孔径小于压环的内孔径，喷嘴穿过环形凸缘的内孔，且喷嘴的出口位于环形凸缘的底面下方。
9.进一步的，环形凸缘的顶面为斜面，斜面的低点位于环形凸缘的中部。
10.进一步的，喷枪包括阀座及螺帽，阀座前端设有连接头，连接头的前端具有圆锥台，连接头的后段为外螺纹结构，进气道同轴开设于阀座内部，并贯穿连接头以及阀座的后端。
11.螺帽后段通过内螺孔与连接头的外螺纹相连，螺帽内部的中段具有圆锥孔，圆锥孔与圆锥台之间呈间隙配合，进液道贯穿于圆锥孔的侧壁，喷嘴穿设于螺帽，喷嘴与进气道同轴且连通。
12.进一步的，圆锥台的外壁开设有导向槽，导向槽的起始端位于进液道的出口下方，
导向槽的末端位于圆锥台的锥顶处，且导向槽的起始端与末端位于圆锥台的不同母线上，进液道以及导向槽均沿圆周阵列且对应设有多条。
13.进一步的，喷嘴的入口端与进气道的出口端之间设有导流环，导流环为圆环结构，其内壁沿圆周阵列设有多块导流板，导流板相对于导流环的轴线倾斜设置，导流环位于进液道与喷嘴之间。
14.进一步的，喷嘴的入口端与进气道的出口端之间设有纺锤体；纺锤体、喷嘴以及进气道均为同轴设置，纺锤体两端呈圆锥结构，喷嘴的入口端与进气道的出口端均具有锥形孔结构，锥形孔的侧壁与对应纺锤体端部的圆锥结构周侧均具有间隙；纺锤体同轴设于导流环内，纺锤体外壁与导流环内壁之间设有连接板，连接板与导流板倾斜角度相同。
15.进一步的，喷枪沿压脚杯的圆周阵列设有多个，以增加对钻头的冷却及润滑效果。
16.进一步的，进液道与进气道均连接于同一控制系统，控制系统根据钻孔设备提供的钻孔参数调节冷却液及压缩气体的注入参数。
17.本发明的有益效果在于：通过将钻头设置在压脚杯内部，利用压脚杯在钻头周侧形成富集的冷却液，延长冷却液与钻头及电路板的热交换时间，从而达到更好的冷却效果；压脚杯的周侧设置喷枪，喷枪利用压缩气体使冷却液雾化，使冷却液更加容易进入到钻头的排屑槽以及钻头与孔壁之间，利用雾化后的冷却液提高对钻头的冷却及润滑效果，在保证孔壁质量的同时延长了钻刀的使用寿命。
附图说明
18.本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本发明的范围。
19.图1示出了本技术一种优选实施例的外部结构图。
20.图2示出了本技术一种优选实施例的剖视图。
21.图3示出了图2中a处的放大图。
22.图4示出了喷枪的结构剖视图。
23.图5示出了图4中b处的放大图。
24.图6示出了喷枪的结构爆炸图。
25.图7示出了导流环的结构图。
26.图中标记：钻头-1、压脚杯-10、凸缘-101、压环-11、排液孔-111、环形腔室-112、排液管-113、喷枪-20、阀座-21、进气道-211、连接头-212、圆锥台-213、导向槽-2131、螺帽-22、进液道-221、圆锥孔-222、喷嘴-23、导流环-24、导流板-241、纺锤体-25、连接板-251。
具体实施方式
27.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
29.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.如图1、图2所示，一种印制电路板钻孔设备冷却润滑系统，包括：压脚杯10以及喷枪20。
31.具体的，如图2所示，压脚杯10连接于钻孔设备，钻孔时压脚杯10的底面与电路板的顶面接触，用于压紧电路板，减小钻孔时电路板的振动。压脚杯10呈倒置的杯体结构，底部具有空腔，可容纳钻孔时产生的切屑，钻孔设备的钻头1同轴穿过压脚杯10。
32.具体的，如图2、图4所示，喷枪20设于压脚杯10侧壁，喷枪20内部设有进气道211及进液道221，进气道211用于向喷枪20内部注入压缩气体，进液道221用于向喷枪20内部注入冷却液，喷枪20设有喷嘴23，进气道211与喷嘴23同轴且连通，冷却液从周侧进入进气道211与喷嘴23之间，利用压缩气体冲击冷却液，使冷却液雾化，压缩气体与冷却液混合后经喷嘴23利用压缩气体的压力喷出，从而使冷却液更加容易进入钻头1的排屑槽以及钻头与钻孔的孔壁之间，提高钻头1的冷却及润滑效果，从而提高孔壁质量以及延长钻头1的使用寿命，喷嘴23的出口位于钻头1的钻孔部位。
33.优选的，喷枪20沿压脚杯10的圆周阵列设有多个，以增加对钻头1的冷却及润滑效果。
34.更具体的，进液道221与进气道211均连接于同一控制系统，控制系统根据钻孔设备提供的钻孔参数，例如钻头的转速、钻孔的直径等调节冷却液及压缩气体的注入参数，例如流量、流速及压力等。
35.优选的，如图1至图3所示，压脚杯10下段设有圆环结构的压环11，压环11底面的内侧为斜面，斜面上沿圆周开设有多处排液孔111，因为斜面相对于压环11的侧壁更加的贴近电路板表面，当停止钻孔时，可有效的排尽压环11内部的冷却液体，减少电路板表面残留的积水。压环11内部沿圆周具有环形腔室112，压环11的侧壁设有排液管113，排液孔111及排液管113均与环形腔室112连通，排液管113与排水泵相连。压环11底面的外侧为平面结构，其底部设有环形结构的橡胶垫12。
36.钻孔时，利用橡胶垫12与电路板顶面接触，形成密封结构，防止冷却液刚一喷出便向钻头1的周边散开内部排出，利用形成的密封结构，使冷却液在钻头1周边的停留时间增长，从而增加冷却液与钻头1及电路板的接触时间，使冷却液可带走较多的热量，加快钻头冷却。冷却液通过压环11避免的排液孔111，然后经排液管113集中排出，之所以将排液孔111设于压环11的底面，而且设置排液孔111的部位为斜面结构，其利用了钻头1旋转时对冷却液产生的离心力的作用，在离心力的作用下冷却液将会向周侧波动，增加冷却液在压环11底面的斜面结构与电路板顶面形成的狭小腔体部位的压力，便于冷却液排出，通过控制排水泵的功率，可调节冷却液的排出速度，以保证钻孔时钻头1周侧充满冷却液。
37.进一步优选的，如图2、图3所示，压脚杯10内壁的中段沿圆周设有环形凸缘101，环形凸缘101的内孔径小于压环11的内孔径，喷嘴23穿过环形凸缘101的内孔，且喷嘴23的出口位于环形凸缘101的底面下方。利用环形凸缘101的底面与压环11的内孔壁以及电路板的顶面形成一个较小的环形空间，并利用环形空间使冷却液更加集于钻头1的周侧以及电路板的钻孔部位，使冷却液充分的与钻头1以及电路板接触，通过热传导使钻头1及电路板快
速冷却。
38.进一步优选的，如图2、图3所示，环形凸缘101的顶面为斜面，斜面的低点位于环形凸缘101的中部，以方便溅入环形凸缘101顶面少量的冷却液快速流下。
39.更具体的，如图3至图6所示，喷枪20包括阀座21及螺帽22。阀座21前端设有连接头212，连接头212的前端具有圆锥台213，连接头212的后段为外螺纹结构，进气道211同轴开设于阀座21内部，并贯穿连接头212以及阀座21的后端。
40.螺帽22后段通过内螺孔与连接头212的外螺纹相连，螺帽22内部的中段具有圆锥孔222，圆锥孔222与圆锥台213之间呈间隙配合，进液道221贯穿于圆锥孔222的侧壁，喷嘴23穿设于螺帽22，喷嘴23与进气道211同轴且连通。
41.冷却液经进液道221进入圆锥孔222与圆锥台213之间，然后从圆锥孔222与圆锥台213之间的缝隙处向圆锥结构的锥顶，即朝向喷嘴23方向排出，从而使冷却液静进入喷嘴23与进气道211之间。同时，进气道211向喷嘴23内注入压缩气体，利用压缩气体的冲击将冷却液雾化，使冷却液形成粒径为0.5-6μm的气溶胶状态，通过使冷却液的粒径变小，可使冷却液更加容易从钻头1的排屑槽以及钻头1与孔壁之间的间隙处进入孔内以及钻头1的周侧，提高对钻头1的冷却及润滑效果，并且利用压缩气体增大冷却液排出时的压力，使冷却液更加快速且有力的进入钻孔的孔内。
42.进一步优选的，如图5、图6所示，圆锥台213的外壁开设有导向槽2131，导向槽2131的起始端位于进液道221的出口下方，导向槽2131的末端位于圆锥台213的锥顶处，且导向槽2131的起始端与末端位于圆锥台213的不同母线上。冷却液从进液道221进入导向槽2131之后，经过导向槽2131的导向作用，使冷却液在圆锥台213的锥面形成螺旋的的方式排向喷嘴23，以方便可加快冷却液在喷嘴23内部的流通速度。进液道221以及导向槽2131均沿圆周阵列且对应设有多条，以增加进液效量以及冷却液流动时的螺旋效果，作为申请一种优选的实施例，如图5所示，进液道221以及导向槽2131均沿圆周阵列且对应设有两条。
43.优选的，如图4、图5所示，喷嘴23的入口端与进气道211的出口端之间设有导流环24，导流环24为圆环结构，其内壁沿圆周阵列设有多块导流板241，导流板241相对于导流环24的轴线倾斜设置，导流环24位于进液道221与喷嘴23之间。通过导流环24的导流板241可使压缩气体及冷却液呈螺旋状态进入并通过喷嘴23，以此方式增加冷却液通过喷嘴23的速度。
44.进一步优选的，导流板241的倾斜方向与导向槽2131的朝向一致，使冷却液的流向更加顺畅连贯。
45.进一步优选的，如图5至图7所示，喷嘴23的入口端与进气道211的出口端之间设有纺锤体25。纺锤体25、喷嘴23以及进气道211均为同轴设置，纺锤体25两端呈圆锥结构。喷嘴23的入口端与进气道211的出口端均具有锥形孔结构，锥形孔的侧壁与对应纺锤体25端部的圆锥结构周侧均具有间隙。
46.利用纺锤体25与进气道211出口处的圆锥孔配合，缩小压缩气体的进入通道，形成第一道加压结构，从而达到对压缩气体增压的效果，同时可使压缩气体均匀的沿纺锤体25的圆周扩散，当冷却液从圆锥孔222与圆锥台213之间的缝隙排出之后，将在纺锤体25的周侧受到增压后的压缩气体的冲击，使冷却液更好的雾化。之后，冷却液与压缩气体的混合流体经喷嘴23入口端的圆锥孔导向顺利进入喷嘴23，由于喷嘴23入口处的圆锥孔的截面向喷
嘴23的前端逐渐缩小，使混合流体的流通截面缩小，形成了第二道加压结构，从而使混合流体在喷嘴23内得到加压，增加混合流体排出时的压力，使冷却液更加容易进入钻头1与钻孔的孔壁之间。
47.将纺锤体25朝向喷嘴23的一端也设置为圆锥结构，其另一目的在于，避免在纺锤体25朝向与喷嘴23的端面处形成回流区。如纺锤体25朝向喷嘴23的一端为平面结构，冷却液在经过纺锤体25的外壁流向喷嘴23时，将在纺锤体25朝向与喷嘴23的端面处形成回流区，冷却液由于被压缩气体加压，产生较大的冲力，如果此处存在汇流区域，冷却液将会在此处对纺锤体25产生朝向进气道211方向的冲击力，此冲击力将会使纺锤体25，甚至是喷枪20产生振动，而影响压脚杯10以及钻头1的稳定性。因此通过将纺锤体25朝向喷嘴23的一端设置为圆锥结构，可避免形成回流区，从而防止被压缩气体加压后的冷却液产生冲击，从而避免发生振动，以提高钻头1工作时的稳定性。
48.更具体的，如图7所示，纺锤体25同轴设于导流环24内，纺锤体25外壁与导流环24内壁之间设有连接板251，连接板251与导流板241倾斜角度相同，从而避免连接板251影响导流板241的导流效果。
49.以上所述仅为本发明的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。