專利名稱：鑿巖機(jī)鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑿巖機(jī)鉆頭，它有硬質(zhì)材料嵌件，用于通過相對(duì)于鉆頭軸線至少部分旋轉(zhuǎn)和沖擊的運(yùn)動(dòng)，剝離地加工巖石或與巖石類似的材料。
常見的鑿巖機(jī)鉆頭有一個(gè)設(shè)計(jì)為硬質(zhì)材料片或全硬質(zhì)頭的硬質(zhì)材料嵌件，它固定在鉆頭的頭部，一根往往帶有螺旋狀螺旋線的鉆桿與鉆頭的頭部連接，螺旋線最后終止在用于安裝在鑿巖機(jī)內(nèi)的插入?yún)^(qū)中。
在用沖擊和錘式鉆頭鉆孔時(shí)疊加兩種采掘原理鉆刃由于軸向作用的沖擊能量引起的鑿?fù)冢@以確定的角度變換交錯(cuò)地進(jìn)行并將基礎(chǔ)擊碎成小片；通過鉆刃繞鉆頭中心線旋轉(zhuǎn)并在軸向送進(jìn)力作用下銑削碎片。
在這里，作用在基礎(chǔ)上的沖擊能量分布在存在于鉆頭頭部的鉆刃上，也就是說，嵌件中的鉆刃越多或處于工作中的鉆刃越長(zhǎng)，用于從基礎(chǔ)的材料上鑿下碎片的能量越小。然而，沿圓周分布多個(gè)鉆刃還意味著在鉆孔橫截面內(nèi)在多個(gè)位置同時(shí)進(jìn)行鑿掘。此外，沿鉆頭的整個(gè)鉆孔半徑要求存在鉆刃，以保證沿全部鉆孔截面的切割-銑削效果，以及生成一個(gè)有確定直徑和沒有遺留鉆芯的鉆孔。因此在確定鉆刃尺寸時(shí)，為了優(yōu)化碎片的剝離，應(yīng)顧及兩種采掘原理的交替作用。
按照US263714，用于鉆頭的刀片構(gòu)成兩個(gè)屋頂狀傾斜的刃邊，其中一個(gè)刃邊設(shè)有槽。留下的那個(gè)刃邊無缺口地沿鉆頭的整個(gè)鉆孔半徑延伸。
按照DE2523201，剝離切削材料的金屬鉆頭其可更換的刀片有兩個(gè)屋頂狀傾斜的刃邊，其中，兩個(gè)刃邊通過沿徑向點(diǎn)狀的槽斷開成不同的徑向區(qū)，以及繞鉆頭軸線旋轉(zhuǎn)的刃邊在其總體上看無空缺地沿整個(gè)鉆孔半徑延伸。刃邊上設(shè)計(jì)用于分離切屑的沿徑向點(diǎn)狀的槽并不導(dǎo)致減小鉆刃長(zhǎng)度并因而使軸向沖擊負(fù)荷的沖擊能量有效地利用于鑿?fù)凇?br> 本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種鑿巖機(jī)鉆頭，它有尺寸設(shè)計(jì)成最有利于碎片剝離的鉆刃。
此目的主要通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征達(dá)到。由從屬權(quán)利要求給出有利的進(jìn)一步發(fā)展。
鑿巖機(jī)鉆頭的頭部關(guān)鍵在于有兩個(gè)用硬質(zhì)材料制成并相對(duì)于鉆頭軸線沿徑向延伸的鉆刃，其中，至少兩個(gè)的鉆刃在其鉆孔半徑的20％至50％的徑向區(qū)內(nèi)有在刃邊內(nèi)的軸向槽，以及，繞鉆頭軸線旋轉(zhuǎn)的刃邊在它們的總體上看無缺口地沿整個(gè)鉆孔半徑延伸。
有利地，共同的硬質(zhì)材料嵌件設(shè)計(jì)有一些被槽斷開的刃邊區(qū)，因此它們有抗彎剛性和互相牢固連接，以及更有利的是槽的徑向區(qū)用于將硬質(zhì)材料嵌件固定在鉆頭頭部上。
作為硬質(zhì)材料嵌件有利地既可采用扁平的硬質(zhì)材料片也可使用集成的全硬質(zhì)材料頭，這些都是經(jīng)過考驗(yàn)?zāi)芙邮艿姆桨浮?br> 有利地，在繞鉆頭軸線旋轉(zhuǎn)的鉆刃中由至少一個(gè)槽造成的徑向留空區(qū)的總和等于整個(gè)沿徑向的鉆孔半徑的40％至60％，因此沖擊能量可以同心地傳入基礎(chǔ)內(nèi)。
有利地，各鉆刃沿徑向的留空區(qū)定位在沿半徑不同的地方，在繞鉆頭軸線旋轉(zhuǎn)的鉆刃中沒有覆蓋公共的徑向留空區(qū)，從而避免在基礎(chǔ)內(nèi)造成小的抽出的徑向留空區(qū)。
有利地，在繞鉆頭軸線旋轉(zhuǎn)的鉆刃中未被槽斷開的徑向鉆刃區(qū)分別有鉆孔半徑的20％至50％的徑向區(qū)，由此設(shè)計(jì)了在基礎(chǔ)內(nèi)用于破碎成小片的最佳的徑向鉆刃區(qū)。
有利地，徑向鉆刃區(qū)和徑向留空區(qū)交替地布置，其中，各有鉆孔半徑的20％至35％的徑向區(qū)，由此設(shè)計(jì)了用于在基礎(chǔ)內(nèi)破碎成小片的徑向鉆刃區(qū)的一種均勻的分布。
有利地，鉆頭頭部有兩個(gè)以上的鉆刃，優(yōu)選地三個(gè)，由此實(shí)現(xiàn)在鉆孔內(nèi)鉆頭頭部的徑向?qū)б?br> 更有利地，鉆刃彼此的角向距離沿周向均勻分配，因此在加工時(shí)產(chǎn)生均勻的阻力矩。
有利地，一個(gè)主刃或一些副刃設(shè)計(jì)為沒有槽，由此實(shí)現(xiàn)鉆屑的完全排空。
下面借助附圖表示的有利的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，其中

圖1鑿巖機(jī)鉆頭的硬質(zhì)材料嵌件；圖2有兩個(gè)主刃的鑿巖機(jī)鉆頭；圖3有兩個(gè)主刃和兩個(gè)副刃的鑿巖機(jī)鉆頭；圖4有三個(gè)主刃的鑿巖機(jī)鉆頭。
按圖1，鑿巖機(jī)鉆頭的一個(gè)沒有完全表示的鉆頭頭部1有一個(gè)形式上為硬質(zhì)材料片的硬質(zhì)材料嵌件2，它設(shè)計(jì)有兩個(gè)沿直徑相對(duì)于鉆頭軸線A布置的主刃3。每個(gè)主刃3在其鉆孔半徑的20％或25％的一個(gè)徑向區(qū)各有一個(gè)定位在徑向不同位置的軸向槽4，它們有一個(gè)平行于鉆頭軸線A設(shè)置以及一個(gè)垂直于主刃3的刃邊布置。共同的硬質(zhì)材料嵌件2設(shè)計(jì)有被槽4斷開的刃邊區(qū)。
按圖2，未表示的具有兩個(gè)主刃3的硬質(zhì)材料嵌件2的鑿巖機(jī)鉆頭其槽4在繞鉆頭軸線A旋轉(zhuǎn)時(shí)分別造成一個(gè)和其他的互相不重疊的徑向留空區(qū)5和一些其余的徑向鉆刃區(qū)6，其中徑向留空區(qū)5的總和約為整個(gè)鉆孔半徑的40％以及徑向鉆刃區(qū)6的總和約為整個(gè)鉆孔半徑的60％。徑向鉆刃區(qū)6和徑向留空區(qū)5交替布置，其中各占約20％鉆孔半徑的徑向區(qū)。
按圖3，鉆頭頭部有四個(gè)鉆刃，其中每個(gè)主刃3各有一個(gè)定位在不同徑向位置的槽4，而每個(gè)副刃7均沒有槽4。
按圖4，鉆頭頭部有三個(gè)鉆刃，它們的角向距離沿周向均勻分配，其中兩個(gè)主刃3各有一個(gè)定位在不同的徑向位置的槽4，而一個(gè)主刃3沒有槽4。
權(quán)利要求
1.用于通過相對(duì)于鉆頭軸線(A)至少部分旋轉(zhuǎn)和沖擊的運(yùn)動(dòng)剝離地加工巖石或與巖石類似的材料的鑿巖機(jī)鉆頭，有至少一個(gè)固定在鉆頭頭部(1)中的硬質(zhì)材料嵌件(2)，嵌件包括至少兩個(gè)由硬質(zhì)材料構(gòu)成并相對(duì)于鉆頭軸線(A)沿徑向延伸的鉆刃(3、7)，其特征為至少兩個(gè)的鉆刃(3、7)在其鉆孔半徑的20％至50％的徑向區(qū)內(nèi)各有一軸向槽(4)，它們按這樣的方式沿徑向彼此錯(cuò)開地布置，即，使繞鉆頭軸線(A)旋轉(zhuǎn)的鉆刃(3、7)通過它們的刃邊在它們的總體上看無缺口地沿整個(gè)鉆孔半徑延伸。
2.按照權(quán)利要求1所述的鑿巖機(jī)鉆頭，其特征為共同的硬質(zhì)材料嵌件(2)設(shè)計(jì)有一些被槽(4)斷開的刃邊區(qū)。
3.按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的鑿巖機(jī)鉆頭，其特征為硬質(zhì)材料嵌件(2)設(shè)計(jì)為扁平的硬質(zhì)材料片或集成的全硬質(zhì)材料頭。
4.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的鑿巖機(jī)鉆頭，其特征為由至少一個(gè)槽(4)造成的徑向留空區(qū)(5)的總和等于整個(gè)鉆孔半徑的40％至60％。
5.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的鑿巖機(jī)鉆頭，其特征為各刃邊的徑向留空區(qū)沿半徑定位在不同的地方，沒有重疊成公共的徑向留空區(qū)(5)。
6.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的鑿巖機(jī)鉆頭，其特征為沒有被槽(4)斷開的徑向鉆刃區(qū)(6)分別有鉆孔半徑20％至50％的徑向區(qū)。
7.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的鑿巖機(jī)鉆頭，其特征為徑向鉆刃區(qū)(6)和徑向留空區(qū)(5)交替布置并各有鉆孔半徑的20％至35％的徑向區(qū)。
8.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的鑿巖機(jī)鉆頭，其特征為鉆頭頭部(1)有兩個(gè)以上的鉆刃(3、7)。
9.按照權(quán)利要求8所述的鑿巖機(jī)鉆頭，其特征為鉆刃(3、7)彼此的角間距離沿周向均勻分配。
10.按照權(quán)利要求8或權(quán)利要求9所述的鑿巖機(jī)鉆頭，其特征為正好一個(gè)主刃(3)或一個(gè)或多個(gè)副刃(7)不設(shè)計(jì)槽(4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鑿巖機(jī)鉆頭,它有至少一個(gè)硬質(zhì)材料嵌件(2),嵌件包括至少兩個(gè)由硬質(zhì)材料構(gòu)成并相對(duì)于鉆頭軸線(A)沿徑向延伸的鉆刃(3、7),其中,至少兩個(gè)鉆刃(3、7)在其鉆孔半徑的20%至50%的徑向區(qū)內(nèi)各有一軸向槽(4),以及,繞鉆頭軸線(A)旋轉(zhuǎn)的鉆刃(3、7)通過它們的刃邊在它們的總體上看無缺口地沿整個(gè)鉆孔半徑延伸。
文檔編號(hào)B28D1/14GK1344606SQ01125840
公開日2002年4月17日 申請(qǐng)日期2001年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月4日
發(fā)明者豪普特曼·烏多 申請(qǐng)人:希爾蒂股份公司