切削工具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種切削工具包括工具能夠由其可釋放地保持在工具保持器內(nèi)的柄部、設(shè)置在柄部的一端處并能夠在使用過(guò)程中鄰接工具保持器的就座表面并限制工具保持器進(jìn)入工具保持器的接收開(kāi)口內(nèi)的增大的肩部或跟部，以及超過(guò)增大的肩部或跟部設(shè)置并終止于硬質(zhì)合金或其他尖端的一體刀片。工具設(shè)置薄弱區(qū)域，使得如果受到破碎力，將促使裂紋以特別希望的方式從薄弱區(qū)域擴(kuò)散。
【專(zhuān)利說(shuō)明】切削工具
[0001]優(yōu)先權(quán)
[0002]本申請(qǐng)要求2011年8月8日提交的英國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)N0.1113591.0的權(quán)益。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種切削工具，其主要用于采礦、例如采煤，但也用于其他地下用途，例如隧道或道路掘進(jìn)，或地上用途，例如民用工程作業(yè)、道路規(guī)劃、溝槽切削，而不管通過(guò)滾筒或環(huán)形鏈，還是在陸地和海底。
【背景技術(shù)】
[0004]在通過(guò)長(zhǎng)壁技術(shù)采煤和其他類(lèi)型的采礦中，傳統(tǒng)上提供鋼的頂部支承件作為一系列液壓驅(qū)動(dòng)頂部支承件的部件，其隨著礦物的抽取沿著礦物面延伸并與礦物面一起推進(jìn)，或者在道路處作為環(huán)形或弓形形式的永久支承件，其傳統(tǒng)上設(shè)置在長(zhǎng)壁面的每端處。
[0005]采用通過(guò)跟隨縫隙的所述或每個(gè)搖臂承載的轉(zhuǎn)動(dòng)切削頭部，礦物通過(guò)橫過(guò)礦物面的單端或雙端搖臂滾筒采礦機(jī)移除，每個(gè)滾筒設(shè)置50-100個(gè)切削工具，每個(gè)切削工具具有柄部，每個(gè)工具通過(guò)該柄部可更換地定位在工具保持器內(nèi)。
[0006]但是，盡管操作者的最佳努力，滾筒且具體為工具通常沖擊頂部鋼桿或礦物縫隙頂部或底部?jī)?nèi)的硬含有物，并且工具破碎，通常其頭部或刀片從其柄部撕裂。
[0007]工具需要經(jīng)常更換，并且破碎或損壞的工具的移除通常是困難的，或者有時(shí)是不可能的，使得移除不能實(shí)現(xiàn)，直到滾筒最終回到地面或安全的地下區(qū)域，以便重整。
[0008]在民用工程作業(yè)中，工具會(huì)沖擊未知的埋置障礙物，例如混凝土加強(qiáng)桿、鋼軌等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的基本目的在于提供一種改進(jìn)的切削工具。
[0010]根據(jù)本發(fā)明提供一種切削工具，其包括柄部，工具通過(guò)該柄部可釋放地保持在工具保持器內(nèi)、設(shè)置在柄部一端處并能夠在使用過(guò)程中鄰接工具保持器的就座表面且因此限制工具進(jìn)入工具保持器的接收開(kāi)口的增大的肩部或跟部，以及超過(guò)增大的肩部或跟部設(shè)置并終止于硬質(zhì)合金或其他尖端的一體刀片。該工具設(shè)置薄弱區(qū)域，使得如果受到破碎力，將促使裂紋以特別希望的方式從薄弱區(qū)域擴(kuò)散。
[0011]薄弱區(qū)域需要使得工具的正常操作(例如采礦)不受障礙，但在工具通過(guò)沖擊例如鋼支承件過(guò)載時(shí)，工具將以希望的方式破裂。但是，由于例如一些形式或其他形式的鋼構(gòu)件的意外沖擊大部分無(wú)法避免，薄弱區(qū)域的設(shè)置以及裂紋區(qū)域的管理確保損壞的工具的殘留部分在地下?tīng)顩r下比其他情況更容易取出。
[0012]在一個(gè)方面，根據(jù)本發(fā)明的切削工具包括能夠可釋放地保持在工具保持器的開(kāi)口內(nèi)的柄部以及在使用過(guò)程中接觸待接合材料的頭部。頭部設(shè)置在柄部的一端處以鄰接工具保持器的就座表面，并限制切削工具進(jìn)入工具保持器的開(kāi)口。切削工具具有在使用過(guò)程中面向運(yùn)行方向的前表面、相對(duì)的后表面和連接前表面和后表面的側(cè)表面。狹槽只在前表面和側(cè)表面內(nèi)開(kāi)口，直到狹槽的深度，以限定脆弱部分。脆弱部分在正常操作過(guò)程中保持完好。但是，在切削工具受到破碎力時(shí)，將促使裂紋從狹槽擴(kuò)散經(jīng)過(guò)脆弱部分。
[0013]在另一方面，根據(jù)本發(fā)明的切削工具包括能夠可釋放地保持在工具保持器的開(kāi)口內(nèi)的柄部以及在使用過(guò)程中接觸待接合材料的頭部。頭部設(shè)置在柄部的一端處以鄰接工具保持器的就座表面并限制切削工具進(jìn)入工具保持器的開(kāi)口。工具包括薄弱區(qū)域，以限定脆弱部分，與頭部和柄部之間的界面相對(duì)于期望沖擊力的強(qiáng)度相比，脆弱部分相對(duì)于期望的沖擊力具有較小強(qiáng)度，使得在切削工具受到破碎力時(shí)，將促使裂紋擴(kuò)散經(jīng)過(guò)脆弱部分。
[0014]在本發(fā)明的另一方面中，切削工具包括能夠可釋放地保持在工具保持器的開(kāi)口內(nèi)的柄部以及在使用過(guò)程中接觸待接合材料的頭部。頭部大于柄部并設(shè)置在柄部的一端處，以便限定柄部和頭部之間的界面。頭部鄰接工具保持器的就座表面并限制切削工具進(jìn)入工具保持器的開(kāi)口。薄弱區(qū)域設(shè)置在柄部和頭部之間的界面處，使得當(dāng)切削工具沖擊硬構(gòu)件時(shí)，將促使裂紋擴(kuò)散經(jīng)過(guò)該界面。
[0015]薄弱區(qū)域優(yōu)選地通過(guò)狹槽(例如切制或鍛造的縫隙或凹槽)提供，狹槽形成到工具內(nèi)，以便在工具內(nèi)提供脆弱部分，但是也可以通過(guò)其他方式提供薄弱區(qū)域。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是 申請(qǐng)人:的現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)刨礦機(jī)工具之一的側(cè)立視圖。
[0017]圖2對(duì)應(yīng)于圖1，但示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的狹槽，狹槽設(shè)置在柄部的前面和向前延伸的增大肩部之間的結(jié)合部處。
[0018]圖2A示出切削工具的第二實(shí)施方式，其具有位于柄部的前面和向前延伸的增大肩部之間的結(jié)合部處的狹槽。
[0019]圖3也對(duì)應(yīng)于圖1，但示出根據(jù)本發(fā)明的另一方面的狹槽，該狹槽設(shè)置在刀片的前面的基部和向前延伸的增大肩部之間的結(jié)合部處。
[0020]在所有三個(gè)附圖中，相同部件具有相同的附圖標(biāo)記。
【具體實(shí)施方式】
[0021]在圖1中示出了世界范圍內(nèi)通常使用的典型刨礦機(jī)截齒1，其包括能夠可釋放地定位在工具保持器或截齒座的相應(yīng)開(kāi)口內(nèi)并通過(guò)鎖閂裝置(例如位于雙“O”形開(kāi)口 3內(nèi)的帶有多個(gè)凸脊的合成塑料插入件)可釋放地保持而不意外丟失的非圓形柄部2。在柄部2的前面或?qū)懊?處設(shè)置盲孔5，以接收附加或替代的彈性柄部保持按鈕(未示出)。從柄部2的前面4的上端，延伸向前指向的增大肩部6，其具有以公知方式就座在相關(guān)工具保持器或截齒座的支承表面(未示出)上的下側(cè)7。進(jìn)一步向前，肩部6設(shè)置缺口 8以便在需要取出截齒I時(shí)通過(guò)例如改錐或沖頭的取出工具接合。在柄部2的后面?zhèn)?處設(shè)置跟部10，該跟部也具有支承表面11，另外設(shè)置通孔12以容納噴水噴嘴(未示出)的一部分。一體的刀片13超過(guò)肩部5和跟部10延伸，并設(shè)置硬質(zhì)合金尖端14。肩部6、跟部10和刀片13包括切削工具I的頭部22。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式，狹槽15在柄部2的導(dǎo)前面4和增大肩部6的一部分16之間的90度結(jié)合部處設(shè)置在切削工具IA內(nèi)。在此實(shí)施方式中，狹槽15相對(duì)于柄部2的前面4和肩部6的下側(cè)表面7以45度的角度延伸。狹槽15設(shè)置成影響切削工具1，使其將從柄部2破壞頭部22，從而柄部可以在使用在提供移除開(kāi)口的工具保持器內(nèi)時(shí)向下移除，例如2011年8月9日提交的英國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)N0.1113669.4公開(kāi)那樣。
[0023]圖2A公開(kāi)一種位于柄部和肩部之間的結(jié)合部處的優(yōu)選狹槽構(gòu)造。在此實(shí)施方式中，狹槽15A沿著柄部4的頂部在該結(jié)合部處向內(nèi)延伸，以限定脆弱部分20，該脆弱部分足夠牢固以經(jīng)受正常操作，但是在切削工具IB沖擊鋼構(gòu)件或其他硬物體時(shí)將破壞。狹槽15A的設(shè)置表明切削工具在沖擊鋼構(gòu)件時(shí)將在大多數(shù)情況下沿著柄部的頂部齊整地破壞，而不彎曲或扭曲柄部2或留有保持連接到柄部的頭部22的一部分。不彎曲的柄部可以被容易地向下敲擊并離開(kāi)工具保持器，因?yàn)楣ぞ弑３制骶哂邢虏恳瞥_(kāi)口，例如2011年8月9日提交的英國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)N0.1113669.4公開(kāi)那樣。
[0024]狹槽15A從切削工具IB的前表面24延伸。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，狹槽15A垂直于前面4延伸并只在切削工具的前表面(即在操作過(guò)程中在驅(qū)動(dòng)工具的方向上，并且在此實(shí)施方式中，前表面是柄部2的前面4)和側(cè)部?jī)?nèi)開(kāi)口，直到其從前面4延伸到工具內(nèi)的深度，以更有效地提供齊整破壞，而沒(méi)有保持在工具保持器內(nèi)的部分的扭曲，即由于狹槽只在或主要在接收主要載荷的表面內(nèi)開(kāi)口，認(rèn)為有利的是引導(dǎo)齊整地破裂。狹槽15A在材料的剩余厚度內(nèi)限定脆弱部分20。脆弱部分20形成為抵抗正常載荷，并在切削工具的正常操作過(guò)程中保持完好，而且在沖擊鋼構(gòu)件或其他硬物體(例如鋼構(gòu)件)時(shí)，提供頭部22從柄部2的齊整破壞，而沒(méi)有柄部的扭曲。最小和最大厚度將根據(jù)所需應(yīng)用以及切削工具的設(shè)計(jì)和材料來(lái)確定。
[0025]如上所述，常見(jiàn)的是刀片13沖擊鋼的障礙物，例如屋頂支撐桿或埋置的電車(chē)軌道或管道。在這種情況下，狹槽15或15A的設(shè)置旨在使得破壞從狹槽擴(kuò)散，以便將頭部22與柄部2完全分離，而不扭曲柄部，從而將柄部從工具保持器更容易地移除。
[0026]在圖3的另一實(shí)施方式中，狹槽17在刀片13遇到增大的肩部6的區(qū)域19內(nèi)設(shè)置在刀片13的前面18內(nèi)。如同早些的實(shí)施方式，狹槽17優(yōu)選地只在切削工具的前面(在此例中為刀片13的前面18)和側(cè)部?jī)?nèi)開(kāi)口，直到狹槽進(jìn)入頭部22的深度。如同較早的實(shí)施方式，狹槽形成具有一定厚度的脆弱部分26。脆弱部分26具有一定的“動(dòng)態(tài)強(qiáng)度”，其限定為在力是施加到切削工具的尖端的沖擊載荷時(shí)破壞脆弱部分所需的力。那么，脆弱部分的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度是如下因數(shù)，(i)希望破壞處的脆弱部分的橫截面尺寸(通常是最窄的橫截面)，(ii)切削工具在該橫截面脆弱部分處的材料；以及(iii)脆弱部分和使用過(guò)程中施加沖擊載荷處的尖端之間的豎直距離。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的這樣一個(gè)方面，脆弱部分26的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度小于或弱于頭部22和柄部2之間的界面的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度。在優(yōu)選實(shí)施方式中，脆弱部分的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度至少小于柄部和頭部之間的界面的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度的大約百分之十，以便在切削工具沖擊鋼構(gòu)件或其他硬構(gòu)件時(shí)可靠地(即在大多數(shù)情況下)引導(dǎo)切削工具沿著脆弱部分而不沿著柄部-頭部的界面破壞。以此方式，肩部6和移除缺口 8得到保留，即使鋼構(gòu)件通過(guò)切削工具的尖端14沖擊，以使柄部2從工具保持器移除，從而可以插入更換切削工具。脆弱部分的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于柄部-頭部界面的10%，只要脆弱部分在正常操作過(guò)程中保持完好。
[0028]在替代構(gòu)造(未示出)中，薄弱區(qū)域或脆弱部分可以通過(guò)限定在切削工具內(nèi)的狹槽之外的方式限定。另外，可以使用其他類(lèi)型的狹槽，即使它們以以上公開(kāi)內(nèi)容以外的方式形成。例如，狹槽可以圍繞周邊形成，或者部分形成在前表面和后表面內(nèi)。在這些替代的狹槽構(gòu)造中，狹槽優(yōu)選地主要形成為從前表面延伸，即狹槽從前表面延伸其大部分深度。狹槽15、15A、17被示出為切削工具內(nèi)的窄和線(xiàn)性間隙，這是優(yōu)選構(gòu)造。但是，狹槽可具有非線(xiàn)性構(gòu)造，具有較寬(不是窄的)寬度，和/或具有不規(guī)則形狀。術(shù)語(yǔ)“狹槽“旨在具有廣義的構(gòu)造，以便在具有廣泛不同的可能形狀的切削工具內(nèi)限定間隙。開(kāi)口的形狀或尺寸可以顯著改變。
【權(quán)利要求】
1.一種切削刀具，包括: 柄部，其能夠可釋放地保持在工具保持器中的開(kāi)口內(nèi)； 頭部，其固定到柄部，所述頭部具有位于一端處以便在使用過(guò)程中接觸待接合材料的頭部，并且所述頭部在頭部固定到柄部的位置比柄部大，以便在柄部和頭部之間限定界面，使得頭部鄰接工具保持器的就座表面，并限制切削工具進(jìn)入工具保持器的開(kāi)口 ；以及 薄弱區(qū)域，其限定位于柄部和頭部之間的界面之外的位置處的脆弱部分，其中與力是施加到切削工具的尖端的沖擊載荷時(shí)破壞柄部和頭部之間的界面所需的力相比，力是施加到切削工具的尖端的沖擊載荷時(shí)破壞脆弱部分所需的力至少小大約百分之十。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，其具有前表面、后表面和側(cè)表面，其中前表面在操作時(shí)面向運(yùn)行方向，并且薄弱區(qū)域通過(guò)只在前表面和側(cè)表面開(kāi)口的狹槽限定，直到狹槽的深度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，其中，頭部包括位于自由端上的刀片以及刀片和柄部之間的肩部，并且狹槽在刀片和肩部之間的位置處設(shè)置在頭部?jī)?nèi)。
4.一種切削工具，包括柄部，其能夠可釋放地保持在工具保持器中的開(kāi)口內(nèi)；頭部，其在使用過(guò)程中接觸待接合材料，頭部設(shè)置在柄部一端處，以鄰接工具保持器的就座表面，并限制切削工具進(jìn)入工具保持器的開(kāi)口，切削工具具有在使用過(guò)程中面向運(yùn)行方向的前表面、相對(duì)的后表面和連接前表面和后表面的側(cè)表面以及從前表面延伸以限定脆弱部分的狹槽，在切削工具受到破碎力時(shí)，將促使裂紋從狹槽擴(kuò)散經(jīng)過(guò)脆弱部分，狹槽只在前表面和側(cè)表面內(nèi)開(kāi)口，直到狹槽的深度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工具，其中，柄部具有縱向軸線(xiàn)，并且狹槽在垂直于縱向軸線(xiàn)的方向上延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工具，其中，狹槽設(shè)置在柄部和頭部之間的結(jié)合部處。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工具，其中，頭部包括位于自由端上的刀片以及刀片和柄部之間的肩部，并且狹槽在刀片和肩部之間的位置處設(shè)置在頭部?jī)?nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工具，其中，狹槽設(shè)置在柄部和頭部之間的結(jié)合部處。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工具，其中，頭部包括位于自由端上的刀片以及刀片和柄部之間的肩部，并且狹槽在刀片和肩部之間的位置處設(shè)置在頭部?jī)?nèi)。
10.一種切削工具，包括柄部，其能夠可釋放地保持在工具保持器中的開(kāi)口內(nèi)；頭部，其在使用過(guò)程中接觸待接合材料，頭部大于柄部并在柄部一端處固定，以限定柄部和頭部之間的界面，頭部鄰接工具保持器的就座表面，以限制切削工具進(jìn)入工具保持器的開(kāi)口 ；以及位于柄部和頭部之間的界面處的薄弱區(qū)域，使得在切削工具沖擊硬構(gòu)件時(shí)，將促使裂紋擴(kuò)散經(jīng)過(guò)所述界面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的工具，其中，薄弱區(qū)域通過(guò)在柄部和頭部之間的界面處形成在工具內(nèi)的狹槽限定。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的工具，其中，柄部具有縱向軸線(xiàn)，并且狹槽在垂直于縱向軸線(xiàn)的方向上延伸。
【文檔編號(hào)】E21C35/18GK103732860SQ201280038574
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月8日
【發(fā)明者】B·鮑爾, P·N·摩爾, W·S·克拉法姆 申請(qǐng)人:埃斯科海德拉（英國(guó)）有限公司