用于平地机械的刀片及平地机械的制作方法

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种用于平地机械的刀片及平地机械。

背景技术：

平地机、推土机是一种广泛应用于公路、城市道路、大型货场、停车场、机场等建设工程中的道路平整专用设备。平地机刀片是平地机和推土机上的重要部件，也是主要易损件。刀片安装在工作装置的前端，直接与矿石、沙土、岩石等物料接触，既容易发生磨削磨损，又会承受冲击和弯曲载荷作用，尤其是工作在山地上的平地机，工况更为恶劣，磨损非常严重，导致使用寿命较短。

现有技术中，制备平地机刀片主要使用进口耐磨钢，或者在刀片的前沿堆焊高铬铸铁耐磨层或堆焊碳化钨耐磨层，碳化钨耐磨层是一种黑色六方晶体，具有高硬度与高耐磨性的特点。

在对土壤或者有石子的道路进行平整时，与普通刀片相比，使用上述堆焊有耐磨钢或有耐磨层的刀片能够显著地提高耐磨性。然而，在具有硬岩的山地上，进口耐磨钢刀片、高铬铸铁耐磨层刀片和碳化钨耐磨层刀片也较容易发生磨损，寿命较短，仍不能满足生产的需要。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种用于平地机械的刀片及平地机械，能够使刀片在多种恶劣工况下均具有较高的使用寿命。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种用于平地机械的刀片，包括刀片本体1，所述刀片本体1的至少部分切削面上离散设有超硬材料。

进一步地，所述超硬材料为聚晶金刚石复合片PDC或立方氮化硼。

进一步地，所述超硬材料形成内衬体3，所述内衬体3沿所述刀片本体1的厚度方向嵌设在所述刀片本体1内。

进一步地，所述内衬体3的端面不低于所述刀片本体1的切削面。

进一步地，所述刀片本体1的切削面上至少开设有一排安装孔2，所述内衬体3的形状与所述安装孔2相适配。

进一步地，每一排所述安装孔2沿着所述刀片本体1的长度方向均匀间隔设置。

进一步地，所述刀片本体1的切削面上开设有两排所述安装孔2，两排所述安装孔2位于所述刀片本体1上厚度不同的位置，且其中一排所述安装孔2设在所述刀片本体1的前沿处。

进一步地，两排所述安装孔2在所述刀片本体1的长度方向上相互错开设置。

进一步地，所述内衬体3通过钎焊嵌设在所述安装孔2内。

为实现上述目的，本发明第二方面提供了一种平地机械，包括上述实施例所述的用于平地机械的刀片。

基于上述技术方案，本发明的用于平地机械的刀片，通过在刀片本体的至少部分切削面上离散设有超硬材料，能够提高刀片切削面的硬度和耐磨性，使得平地机械在山地硬岩等较为恶劣的工况条件下工作时，作为易损件的刀片仍能达到较长的使用寿命，因而能够适用于不同类型的工况；同时，刀片寿命的提高还可以缩短易损件的更换周期，从而减少维修工作量并节约维修成本；另外，离散设置超硬材料的方式能够更加节约材料，从而进一步节约生产刀片的成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明用于平地机械的刀片的PDC的层结构示意图；

图2为本发明用于平地机械的刀片的一个实施例的结构示意图；

图3为本发明用于平地机械的刀片的另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下详细说明本发明。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本发明中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

为了解决现有技术中用于平地机械的刀片在工作时容易磨损的问题，本发明提供了一种改进的用于平地机械的刀片，用于安装在平地机械工作装置的前端，刀片在工作时直接与前方地面上的矿石、沙土或岩石等物料接触，该接触面称为切削面。如图2和图3所示，此种用于平地机械的刀片包括刀片本体1，刀片本体1的至少部分切削面上离散设有超硬材料，超硬材料是硬度可与金刚石相比拟的材料。

现有技术中的刀片为了提高耐磨性，主要采用在刀片前沿堆焊高铬铸铁或堆焊碳化钨耐磨层的方式，耐磨层在刀片前沿的一定区域内呈连续状。而本发明的刀片首先在至少部分切削面上设有超硬材料，这类材料的硬度高于高铬铸铁或堆焊碳化钨耐磨层的硬度，能够进一步提高刀片本体切削面的硬度和耐磨性，使得平地机械在山地硬岩等较为恶劣的工况条件下工作时，作为易损件的刀片仍能达到较长的使 用寿命，因而能够适用于不同类型的工况，同时寿命的提高还可以缩短易损件的更换周期，从而减少维修的工作量并节约维修成本。进一步地，由于超硬材料具备较高的硬度，并不适合于大面积连续附着在刀片本体切削面的设置方式，因而离散设置超硬材料的方式更符合超硬材料自身的特性，制造较为方便，还能更加节约材料，从而进一步节约生产刀片的成本。

优选地，超硬材料可以选择聚晶金刚石复合片(简称PDC)或立方氮化硼等。其中，PDC是硬质合金与金刚石构成的复合材料，硬度高达8000HV，耐磨性可达到现用刀片耐磨性的20倍以上，它可以采用图1所示的层结构，下层为硬质合金制成的基体层32，上层为金刚石层31。

在一种设置超硬材料的实施例中，超硬材料可以镶嵌设置在刀片本体1内，这种方式可使得固定较为可靠。另外，本领域技术人员也可以通过粘接或者钎焊等方式将超硬材料固定在刀片本体1切削面的表面上。为了方便后续描述，先对下面用到的一些方向进行定义，以图2和图3为基准，刀片本体1的厚度方向是垂直于纸内的方向，长度方向是图中的水平方向，宽度方向是图中的竖直方向。

具体地，如图1所示，可以使超硬材料形成内衬体3，内衬体3沿刀片本体1的厚度方向嵌设在刀片本体1内。该实施例不仅能够提高刀片本体1的切削面的硬度和耐磨性，而且嵌入刀片本体1中的内衬体3还能起到类似于骨架的作用，达到增加刀片本体1强度的效果，当平地机械工作在切削坚硬的岩石或地面时，可以尽量避免刀片由于强度不足而发生弯曲。

为了能够充分发挥超硬材料的耐磨特性，以对刀片本体1的切削面进行保护，内衬体3的端面不低于刀片本体1的切削面，尤其是对于内衬体3的端面略高于刀片本体1切削面的实施例，在刀片对路面进行切削的过程中，内衬体3的端面会首先与矿石、沙土、岩石等物料接触，并承受较大的作用力和磨损，从而能够在一定程度上降低对刀片本体11的磨损。

对于刀片本体1内嵌设有内衬体3的实施例，为了实现内衬体3的安装，刀片本体1的切削面上至少开设有一排安装孔2，且内衬体3的形状与安装孔2相适配，将多个内衬体3分别嵌设在安装孔2内，安装孔2可以是盲孔或者通孔。考虑到制造的方便性，可以将内衬体3加工为圆柱形，相应地安装孔2为圆孔，当然，从可实现的角度考虑，也可以将内衬体3加工为锥形、棱柱形或者棱锥形等，并将安装孔2设计为相应的形状。

优选地，每一排安装孔2沿着刀片本体1的长度方向均匀间隔设置，这样可使刀片本体1沿长度方向的强度和耐磨特性较为均匀，尽量避免出现局部段磨损过度的现象。而且，在保证刀片本体1强度的基础上，相邻安装孔2之间的间距越小，就能获得越好的强度和耐磨特性。

进一步，在上面的实施例中，为了实现更加牢固可靠的固定，以提高刀片的寿命，将内衬体3嵌设在安装孔2内后，还可以通过钎焊的方式进行固定。

根据上面给出的安装孔2以及内衬体3的设置方式，下面给出几种具体的设计实例。但是在实际设计时，根据不同的工况条件，可以选择内衬体3在刀片本体1上不同的分布形式。而且内衬体的厚度也可以根据刀片本体1实际的厚度进行选择。只要将超硬材料应用于平地机械的刀片上，均属于本发明的保护范围。

在第一实施例中，如图2所示，在刀片本体1的切削面上沿长度方向均匀间隔地钻一排安装孔2，优选地，这排安装孔2靠近刀片本体1的前沿部位，即靠近刀刃的位置，这样可以对厚度较薄的刀刃部位进行保护，防止工作时受到较大的冲击力影响刀刃的强度和耐磨性。再将厚度为4mm的采用PDC制成的圆柱形内衬体3钎焊在安装孔2内，另外，在刀片本体1远离安装孔2的一端沿刀片本体1的长度方向间隔设置一排固定孔4，用于将刀片固定在平地机械工作装置的前端。本实施例的刀片适用于作业对象为硬岩石，低冲击、强磨损的工况条件。

在第二实施例中，如图3所示，在刀片本体1的切削面上均匀间隔地开设两排安装孔2，两排安装孔2位于刀片本体1上厚度不同的位置，且其中一排安装孔2设在刀片本体1的前沿处，即靠近刀刃的位置。再将厚度为4mm的采用PDC制成的圆柱形内衬体3钎焊在安装孔2内。在刀片本体1上嵌设两排内衬体3可以进一步提高刀本体1的强度，可承受较大的冲击，而且能增强刀片本体1切削面的耐磨性。这种刀片适用于作业对象为硬岩石，中冲击、强磨损的工况条件。

优选地，两排安装孔2在刀片本体1的长度方向上相互错开设置。这种设置方式可使内衬体3在刀片本体1长度方向上的分布更加密集，从而更进一步提高刀片本体1的强度以及切削面的耐磨性。

在第三实施例中，在刀片本体1的切削面上均匀间隔地开设两排安装孔2，与第二实施例的不同之处在于，将厚度为8mm的PDC制成的圆柱形内衬体3钎焊在安装孔2内。这种刀片适用于作业对象为硬岩石，强冲击、强磨损的工况条件。

上述实施例中给出了几种优选的内衬体3在刀片本体1切削面上的排布方式，但这并不构成对排布方式的限制，本领域技术人员可以根据实际中对刀片强度和耐磨性的要求来设计内衬体3的排布方式。

另外，本发明还提供了一种平地机械，例如平地机和推土机等，包括上述实施例所述的用于平地机械的刀片。

现有技术中超硬材料主要应用于钻采工具、切削工具和拉丝模具等领域，而发明人考虑到平地机械的工作条件较为恶劣，使得对其工作装置上安装刀片的耐磨性具有较高的要求，因而本发明的实施例将超硬材料应用于平地机械。由于附着了超硬材料的刀片具有能够适用于多种恶劣工况、耐磨性、寿命长的优点，因而本发明的平地机械在山地硬岩路面进行作业时，也能体现出较好的工作性能，从而拓宽平地机械的环境适应性；而且作为易损件的刀片能达到较长的使用寿命，不易发生磨损，可以缩短刀片的更换周期，从而减少维修的工作量并节约维修成本；另外，在刀片本体上离散设置超硬材料的方式能够使刀片的制造更加方便，节约材料，从而进一步降低平地机械的成本。

以上对本发明所提供的一种用于平地机械的刀片及平地机械进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。