专利名称：凿岩钻头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过相对于钻头轴线至少部分旋转和冲击的运动刮凿加工岩石或类似岩石的材料的带硬质材料镶嵌物的凿岩钻头。
常用的凿岩钻头具有一做成硬质材料片或整体硬质材料刀头的硬质材料镶嵌物，它固定在刀头内，它上面连接一杆部，杆部常常带有螺旋形螺纹头，杆部最后终止于一插入区，以夹持在工具内。
按EP937860A1多个硬质材料镶嵌物固定在刀头的槽内，围绕中心的圆柱形钻头切削刃形成三个片状主切刃。
按DE19703994A1做成由三块片状硬质材料嵌件组成的一单件的主切刃和两个各自相邻的副切刃，并且X形设置。
按DE19709771在刀头上端面一侧固定一带有两条主切刃和两条副切刃的整体硬质材料刀头，其中为了更好地连接可以采用轴向嵌合元件。
按US5836410片状主切刃在钻头轴线区域内具有一构成钻头切削刃的两侧径向加厚，它在横截面内做成垂直于钻头轴线的圆弧形，并固定在刀头上一同心圆柱形孔的槽内部。
按US5220967以及US4603751片状主切刃固定在刀头上的槽内，并通过一嵌入刀头上的同心孔内的主切刃轴向突缘在其固定时自动径向定心。
本发明的目的是实现带有多个片状硬质材料嵌件的凿岩钻头，它们在其固定时自动径向定心。
这个任务主要通过独立权利要求的特征来解决。优良的改进结构由从属权利要求得到。
设置在径向分布的槽内的至少两个基本上片状的硬质材料嵌件各自主要具有至少一个，在横截面内垂直于钻头轴线形成的、径向弯曲的扇形，它们各自嵌入刀头上一共同的同心孔内。
在硬质材料嵌件固定在刀头径向分布的槽内时它们径向向内相互地和径向向外通过弯曲的或者说圆弧形或椭圆形的扇形形状相配地固定在刀头上的同心孔内，通过这样的方法使硬质材料嵌件径向自动定心。各个生成在基本上片状的硬质材料嵌件上的并径向突出于片厚的、径向弯曲的扇形共同尺寸配合地设置，将片厚完整成一整体，它形锁合地填满刀头上的同心孔。
中心的刀尖不是由多个硬质材料嵌件拼装成，而是一个专门的、基本上片状的硬质材料嵌件或一单独的紧小型钻头切削刃嵌件的完整组成部分，这是有利的。
由多个基本上片状的硬质材料嵌件拼装成的刀头切削刃结构与整体硬质材料刀头相比优点是基本上片状的硬质材料嵌件制造较方便、可选模块和成本低廉。
在刀刃对于刀头内径向分布的槽的布局的角度保持性方面和做成单个刀刃的、倾向于烧结变形的、因此做得厚的整体硬质材料刀刃的臂相比得到较大的公差。因此基本上片状的硬质材料嵌件可以有利地做得比整体硬质材料刀头的臂薄。
由于薄的硬质材料嵌件在钻头横截面内可有利地实现较大的用于配设于刀刃的刀头槽的钻屑横截面，由此提高钻削效率。
在第一种优良的方案中径向对称地或星形地绕一中心刀尖或钻头切削刃设置两、三或更多基本上片状的作为主切刃的硬质材料嵌件，其中钻头切削刃正是一基本上片状的硬质材料嵌件的一体组成部分，这是有利的。
在另一种优良的方案中形成两个围绕一一体的中心钻头切削刃径向面对面布置的主切刃的基本上片状的主材料嵌件与两个基本上片状的副切刃结合成一刀刃的X形布局。
各个硬质材料嵌件由不同的硬质材料制成，它们与各自的主应力相适应。例如在刀刃的X形布局中主切刃由特别硬的硬质材料，如陶瓷制成，以便能无磨损地挤入岩石，副切刃由一种较韧的材料，如硬质合金制成，以便在碰到钢筋时不断裂并用作上升斜坡，以便钢筋在与主切刃接触前使刀头抬起。
在固定单个硬质材料嵌件时在它们形状相配地固定在刀头内的槽和孔中后不需要附加的措施来保持一最小和最大包络圆，例如为了保持插接适用性所需要的那样。
参照一优良的实施例用下图对本发明作较详细的说明
图1刀头的第一种实施方案，图2刀头的第二种实施方案，图3刀头的第三种实施方案。
按图1一未完全画出的凿岩钻头的刀头1在径向分布的槽2a，2b内具有三个基本上片状的硬质材料嵌件3a，3b，3c，它们分别具有径向突起的、做成圆柱扇形的、弯曲的扇形4a，4b，4c，它们分别嵌入一共同的、这里做成同心圆柱形的刀头1上的孔5，并将它们径向形状相配地固定。各个生成在基本上片状的硬质材料嵌件3a，3b，3c上的并径向突出于片厚6a，6b的扇形4a，4b，4c共同尺寸相配地设置，使片厚6a，6b完整成一整圆柱，它形状相配地填满刀头1上的孔5。中心的刀尖7是一特别的、基本上片状的硬质材料嵌件3a的完整组成部分。基本上片状的硬质材料嵌件3a，3b，3c的片厚6a，6b较薄。一基本上片状的、形成两条围绕整体的中心切削刃9径向相对分布主切刃8a，8b的由陶瓷组成的非常硬的材料嵌件3a与两条基本上片状的由硬质合金组成的硬韧性硬质材料嵌件3b，3c结合成各自配设于刀头槽12的刀刃8a，8b，10a，10b的X形布局，嵌件3b，3c分别形成直接邻接的带有向旋转方向倾斜的逆前斜坡11的副切刃10a，10b。
按图2径向相对设置两个作为主切刃8a，8b的基本上片状的带有径向突起的扇形4a，4b的硬质材料嵌件3a，3b，其中刀尖7是基本上片状的硬质材料嵌件3a的完整组成部分。构成副切刃10a，10b的片状硬质材料嵌件3c，3d独立地固定在径向外部边缘处，与主切刃8a，8b不接触。
按图3围绕中心切削刃13径向设置三个作为主切刃8a，8b，8c的带有径向突起的扇形4a，4b，4c的基本上片状的硬质材料嵌件3a，3b，3c，其中中心切削刃13做成紧小型硬质材料嵌件3e。
权利要求
1.通过相对于钻头轴线至少部分旋转和冲击的运动刮凿地加工岩石或类似岩石的材料的凿岩钻头，具有至少两个基本上片状的硬质材料嵌件(3a，3b)，它们固定在刀头(1)上至少一条径向分布的槽(2a)内，刀头(1)具有一位于槽(2a)内的孔(5)，其特征为硬质材料嵌件(3a，3b)分别至少具有一径向突出的、弯曲的扇形(4a，4b)，它们各自嵌入刀头(1)上的孔(5)内。
2.按权利要求1的凿岩钻头，其特征为硬质材料嵌件(3a，3b)径向自动定心，以固定在刀头(1)上的径向分布的槽(2a)内，只要将它们径向向内相互地和径向向外通过径向突出的，弯曲的扇形(4a，4b)径向形状相配地固定在刀头(1)上的孔(5)内即可。
3.按权利要求1的凿岩钻头，其特征为各个在基本上片状的硬质材料嵌件(3a，3b)上生成的并径向突出于片厚(6a，6b)的、弯曲的扇形(4a，4b)共同尺寸相配地安装，将片厚(6a，6b)完整成一整体。
4.按上述权利要求之任一项的凿岩钻头，其特征为中心的刀尖(7)是一专门的、基本上片状的硬质材料嵌件(3a)的完整组成部分或一单独的紧小型硬质材料嵌件(3e)的组成部分。
5.按上述权利要求之任一项的凿岩钻头，其特征为基本上片状的硬质材料嵌件(3a)的厚度(6a)较薄。
6.按上述权利要求之任一项的凿岩钻头，其特征为两个或更多基本上片状的硬质材料嵌件(3a，3b)以相同的角间距作为主切刃(8a，8b)围绕一中心刀尖(7)或钻头切削刃(13)设置。
7.按权利要求6的凿岩钻头，其特征为钻头切削刃(13)正好是一个基本上片状的硬质材料嵌件(3a)的一体的组成部分。
8.按权利要求1至5之任一项的凿岩钻头，其特征为一形成两条围绕一整体的中心切削刃(13)的径向相对的主切刃(8a，8b)的基本上片状的主材料嵌件(3a)与两个基本上片状的副切刃(10a，10b)结合成X形刀刃布局。
9.按上述权利要求之任一项的凿岩钻头，其特征为各个硬质材料嵌件(3a，3b，3c，3d，3e)由不同的硬质材料制成，它们适应于各自的主应力。
全文摘要
一凿岩钻头带有至少两个基本上片状的硬质材料嵌件(3a,3b),它们固定在刀头(1)上至少一条径向分布的槽(2a)内,刀头具有一位于槽(2a)内部的孔(5),其中硬质材料嵌件(3a,3b)各自具有至少一个径向突出的、弯曲的扇形(4a,4b),它们分别嵌入刀头(1)上的孔(5)内。
文档编号B28D1/14GK1350914SQ0113291
公开日2002年5月29日 申请日期2001年9月11日 优先权日2000年10月27日
发明者克诺勒·安东 申请人:希尔蒂股份公司