專利名稱：鑿巖鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)相對(duì)于鉆頭軸線至少部分旋轉(zhuǎn)和沖擊的運(yùn)動(dòng)刮鑿加工巖石或類似巖石的材料的帶硬質(zhì)材料鑲嵌物的鑿巖鉆頭。
常用的鑿巖鉆頭具有一做成硬質(zhì)材料片或整體硬質(zhì)材料刀頭的硬質(zhì)材料鑲嵌物，它固定在刀頭內(nèi)，它上面連接一桿部，桿部常常帶有螺旋形螺紋頭，桿部最后終止于一插入?yún)^(qū)，以?shī)A持在工具內(nèi)。
按EP937860A1多個(gè)硬質(zhì)材料鑲嵌物固定在刀頭的槽內(nèi)，圍繞中心的圓柱形鉆頭切削刃形成三個(gè)片狀主切刃。
按DE19703994A1做成由三塊片狀硬質(zhì)材料嵌件組成的一單件的主切刃和兩個(gè)各自相鄰的副切刃，并且X形設(shè)置。
按DE19709771在刀頭上端面一側(cè)固定一帶有兩條主切刃和兩條副切刃的整體硬質(zhì)材料刀頭，其中為了更好地連接可以采用軸向嵌合元件。
按US5836410片狀主切刃在鉆頭軸線區(qū)域內(nèi)具有一構(gòu)成鉆頭切削刃的兩側(cè)徑向加厚，它在橫截面內(nèi)做成垂直于鉆頭軸線的圓弧形，并固定在刀頭上一同心圓柱形孔的槽內(nèi)部。
按US5220967以及US4603751片狀主切刃固定在刀頭上的槽內(nèi)，并通過(guò)一嵌入刀頭上的同心孔內(nèi)的主切刃軸向突緣在其固定時(shí)自動(dòng)徑向定心。
本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)帶有多個(gè)片狀硬質(zhì)材料嵌件的鑿巖鉆頭，它們?cè)谄涔潭〞r(shí)自動(dòng)徑向定心。
這個(gè)任務(wù)主要通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)解決。優(yōu)良的改進(jìn)結(jié)構(gòu)由從屬權(quán)利要求得到。
設(shè)置在徑向分布的槽內(nèi)的至少兩個(gè)基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件各自主要具有至少一個(gè)，在橫截面內(nèi)垂直于鉆頭軸線形成的、徑向彎曲的扇形，它們各自嵌入刀頭上一共同的同心孔內(nèi)。
在硬質(zhì)材料嵌件固定在刀頭徑向分布的槽內(nèi)時(shí)它們徑向向內(nèi)相互地和徑向向外通過(guò)彎曲的或者說(shuō)圓弧形或橢圓形的扇形形狀相配地固定在刀頭上的同心孔內(nèi)，通過(guò)這樣的方法使硬質(zhì)材料嵌件徑向自動(dòng)定心。各個(gè)生成在基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件上的并徑向突出于片厚的、徑向彎曲的扇形共同尺寸配合地設(shè)置，將片厚完整成一整體，它形鎖合地填滿刀頭上的同心孔。
中心的刀尖不是由多個(gè)硬質(zhì)材料嵌件拼裝成，而是一個(gè)專門的、基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件或一單獨(dú)的緊小型鉆頭切削刃嵌件的完整組成部分，這是有利的。
由多個(gè)基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件拼裝成的刀頭切削刃結(jié)構(gòu)與整體硬質(zhì)材料刀頭相比優(yōu)點(diǎn)是基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件制造較方便、可選模塊和成本低廉。
在刀刃對(duì)于刀頭內(nèi)徑向分布的槽的布局的角度保持性方面和做成單個(gè)刀刃的、傾向于燒結(jié)變形的、因此做得厚的整體硬質(zhì)材料刀刃的臂相比得到較大的公差。因此基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件可以有利地做得比整體硬質(zhì)材料刀頭的臂薄。
由于薄的硬質(zhì)材料嵌件在鉆頭橫截面內(nèi)可有利地實(shí)現(xiàn)較大的用于配設(shè)于刀刃的刀頭槽的鉆屑橫截面，由此提高鉆削效率。
在第一種優(yōu)良的方案中徑向?qū)ΨQ地或星形地繞一中心刀尖或鉆頭切削刃設(shè)置兩、三或更多基本上片狀的作為主切刃的硬質(zhì)材料嵌件，其中鉆頭切削刃正是一基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件的一體組成部分，這是有利的。
在另一種優(yōu)良的方案中形成兩個(gè)圍繞一一體的中心鉆頭切削刃徑向面對(duì)面布置的主切刃的基本上片狀的主材料嵌件與兩個(gè)基本上片狀的副切刃結(jié)合成一刀刃的X形布局。
各個(gè)硬質(zhì)材料嵌件由不同的硬質(zhì)材料制成，它們與各自的主應(yīng)力相適應(yīng)。例如在刀刃的X形布局中主切刃由特別硬的硬質(zhì)材料，如陶瓷制成，以便能無(wú)磨損地?cái)D入巖石，副切刃由一種較韌的材料，如硬質(zhì)合金制成，以便在碰到鋼筋時(shí)不斷裂并用作上升斜坡，以便鋼筋在與主切刃接觸前使刀頭抬起。
在固定單個(gè)硬質(zhì)材料嵌件時(shí)在它們形狀相配地固定在刀頭內(nèi)的槽和孔中后不需要附加的措施來(lái)保持一最小和最大包絡(luò)圓，例如為了保持插接適用性所需要的那樣。
參照一優(yōu)良的實(shí)施例用下圖對(duì)本發(fā)明作較詳細(xì)的說(shuō)明

圖1刀頭的第一種實(shí)施方案，圖2刀頭的第二種實(shí)施方案，圖3刀頭的第三種實(shí)施方案。
按圖1一未完全畫出的鑿巖鉆頭的刀頭1在徑向分布的槽2a，2b內(nèi)具有三個(gè)基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件3a，3b，3c，它們分別具有徑向突起的、做成圓柱扇形的、彎曲的扇形4a，4b，4c，它們分別嵌入一共同的、這里做成同心圓柱形的刀頭1上的孔5，并將它們徑向形狀相配地固定。各個(gè)生成在基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件3a，3b，3c上的并徑向突出于片厚6a，6b的扇形4a，4b，4c共同尺寸相配地設(shè)置，使片厚6a，6b完整成一整圓柱，它形狀相配地填滿刀頭1上的孔5。中心的刀尖7是一特別的、基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件3a的完整組成部分?；旧掀瑺畹挠操|(zhì)材料嵌件3a，3b，3c的片厚6a，6b較薄。一基本上片狀的、形成兩條圍繞整體的中心切削刃9徑向相對(duì)分布主切刃8a，8b的由陶瓷組成的非常硬的材料嵌件3a與兩條基本上片狀的由硬質(zhì)合金組成的硬韌性硬質(zhì)材料嵌件3b，3c結(jié)合成各自配設(shè)于刀頭槽12的刀刃8a，8b，10a，10b的X形布局，嵌件3b，3c分別形成直接鄰接的帶有向旋轉(zhuǎn)方向傾斜的逆前斜坡11的副切刃10a，10b。
按圖2徑向相對(duì)設(shè)置兩個(gè)作為主切刃8a，8b的基本上片狀的帶有徑向突起的扇形4a，4b的硬質(zhì)材料嵌件3a，3b，其中刀尖7是基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件3a的完整組成部分。構(gòu)成副切刃10a，10b的片狀硬質(zhì)材料嵌件3c，3d獨(dú)立地固定在徑向外部邊緣處，與主切刃8a，8b不接觸。
按圖3圍繞中心切削刃13徑向設(shè)置三個(gè)作為主切刃8a，8b，8c的帶有徑向突起的扇形4a，4b，4c的基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件3a，3b，3c，其中中心切削刃13做成緊小型硬質(zhì)材料嵌件3e。
權(quán)利要求
1.通過(guò)相對(duì)于鉆頭軸線至少部分旋轉(zhuǎn)和沖擊的運(yùn)動(dòng)刮鑿地加工巖石或類似巖石的材料的鑿巖鉆頭，具有至少兩個(gè)基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件(3a，3b)，它們固定在刀頭(1)上至少一條徑向分布的槽(2a)內(nèi)，刀頭(1)具有一位于槽(2a)內(nèi)的孔(5)，其特征為硬質(zhì)材料嵌件(3a，3b)分別至少具有一徑向突出的、彎曲的扇形(4a，4b)，它們各自嵌入刀頭(1)上的孔(5)內(nèi)。
2.按權(quán)利要求1的鑿巖鉆頭，其特征為硬質(zhì)材料嵌件(3a，3b)徑向自動(dòng)定心，以固定在刀頭(1)上的徑向分布的槽(2a)內(nèi)，只要將它們徑向向內(nèi)相互地和徑向向外通過(guò)徑向突出的，彎曲的扇形(4a，4b)徑向形狀相配地固定在刀頭(1)上的孔(5)內(nèi)即可。
3.按權(quán)利要求1的鑿巖鉆頭，其特征為各個(gè)在基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件(3a，3b)上生成的并徑向突出于片厚(6a，6b)的、彎曲的扇形(4a，4b)共同尺寸相配地安裝，將片厚(6a，6b)完整成一整體。
4.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的鑿巖鉆頭，其特征為中心的刀尖(7)是一專門的、基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件(3a)的完整組成部分或一單獨(dú)的緊小型硬質(zhì)材料嵌件(3e)的組成部分。
5.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的鑿巖鉆頭，其特征為基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件(3a)的厚度(6a)較薄。
6.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的鑿巖鉆頭，其特征為兩個(gè)或更多基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件(3a，3b)以相同的角間距作為主切刃(8a，8b)圍繞一中心刀尖(7)或鉆頭切削刃(13)設(shè)置。
7.按權(quán)利要求6的鑿巖鉆頭，其特征為鉆頭切削刃(13)正好是一個(gè)基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件(3a)的一體的組成部分。
8.按權(quán)利要求1至5之任一項(xiàng)的鑿巖鉆頭，其特征為一形成兩條圍繞一整體的中心切削刃(13)的徑向相對(duì)的主切刃(8a，8b)的基本上片狀的主材料嵌件(3a)與兩個(gè)基本上片狀的副切刃(10a，10b)結(jié)合成X形刀刃布局。
9.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的鑿巖鉆頭，其特征為各個(gè)硬質(zhì)材料嵌件(3a，3b，3c，3d，3e)由不同的硬質(zhì)材料制成，它們適應(yīng)于各自的主應(yīng)力。
全文摘要
一鑿巖鉆頭帶有至少兩個(gè)基本上片狀的硬質(zhì)材料嵌件(3a,3b),它們固定在刀頭(1)上至少一條徑向分布的槽(2a)內(nèi),刀頭具有一位于槽(2a)內(nèi)部的孔(5),其中硬質(zhì)材料嵌件(3a,3b)各自具有至少一個(gè)徑向突出的、彎曲的扇形(4a,4b),它們分別嵌入刀頭(1)上的孔(5)內(nèi)。
文檔編號(hào)B28D1/14GK1350914SQ0113291
公開(kāi)日2002年5月29日 申請(qǐng)日期2001年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月27日
發(fā)明者克諾勒·安東 申請(qǐng)人:希爾蒂股份公司