弧形钻头表面和刀片组件的制作方法
本发明涉及由机动平地机或其他类似设备使用的可更换钻头形成的铸造锯齿状切削刃。更具体地，本发明涉及一种具有附接到机器的刀片组件的弧形钻头表面的刀头。
背景技术：
机动平地机等机械使用长刀片，该长刀片用于在施工工程等的平地阶段平整工作表面。这些刀片经常遇到研磨材料，例如岩石、污垢等，这些研磨材料会使工作刃退化，使得这些刀片不能有效地用于其预期目的。一些刀片具有锯齿状切削刃，这意味着该刃不是连续平坦的，而是上下波动的，从而形成齿。这种刀片的缺点是齿可能比期望的更容易磨损。在苛刻的环境中，在100-200小时的操作之后，可以使这种刀片变钝，同时基本上去除齿。必须更换它们。有时提供锯齿状切削刃以改善穿透等。
因此，已经开发出允许替换形成锯齿状切削刃的齿或钻头的装置。典型地，模板从机器向下延伸并连接到机器。适配器板附接至所述模板并且从所述模板向下延伸。因此，适配器板的底部自由端邻近地面或其他工作表面布置。多个钻头可移除地附接到适配器板的自由端，使得它们可以接合地面或其它工作表面。在一些应用中，期望将刀头定向成使得它们相对于适配器板的中心线成角度，以便将材料推离机器等。这可能导致前刃或前钻头表面未被支撑，增加磨损。
因此，需要在相对于适配器板的中心线的多个定向上为刀头的前钻头表面提供更好的支撑。
技术实现要素：
提供了一种与根据本发明的实施例的平地机器一起使用的刀片组件。该刀片组件可以包括适配器板，该适配器板限定了终止于上适配器板自由端的上适配器板附接部分，以及终止于下适配器板自由端的下刀头附接部分，该下刀头附接部分限定了宽度，以及被配置为附接到该适配器板上的多个刀头。每个刀头包括限定纵向轴线的柄部部分和工作部分，其中所述工作部分包括邻近所述柄部部分纵向布置的至少第一弧形表面，所述至少第一弧形表面限定曲率半径，曲率半径等于或大于所述适配器板的下刀头附接部分的宽度的一半。
提供了一种与根据本发明的实施例的平地机器的刀片组件一起使用的刀头。该刀头可以包括限定纵向轴线的柄部部分；和工作部分。该工作部分包括纵向地邻近该柄部部分布置的至少第一弧形表面。
提供了一种与根据本发明的实施例的平地机器的刀片组件一起使用的刀头。该刀头包括限定纵向轴线的柄部部分以及工作部分。该工作部分可以包括至少第一弧形表面，该第一弧形表面被布置成纵向地邻近该柄部部分，该第一弧形表面限定了范围从50mm至65mm的曲率半径。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的可以采用刀片组件和/或刀头的机动平地机的侧视图。
图2是根据本发明的实施例的刀片组件的前定向透视图，该刀片组件利用了与图1的机器分离示出的具有弧形钻头表面的刀头。
图3是本发明的第一实施例的透视图，示出了利用可以与图2的刀片组件结合使用的弧形钻头表面的刀头。
图4是本发明的第二实施例的透视图，示出了利用比图3的第一实施例更长的弧形钻头表面的刀头，该刀头可以与图2的刀片组件结合使用。
图5是本发明的第三实施例的透视图，示出了利用具有比图3的第一实施例更大拔模的弧形钻头面的刀头，该刀头可以与图2的刀片组件结合使用。
图6是本发明的第四实施例的透视图，示出了利用具有比图5的第三实施例更大拔模的弧形钻头面的刀头。
图7是图2的刀片组件的顶视图，示出了相对于刀片组件的中心线以零度倾斜布置的刀头。
图8是图2的刀片组件的顶视图，示出了相对于刀片组件的中心线以10度倾斜布置的刀头。
图9是图2的刀片组件的顶视图，示出了相对于刀片组件的中心线以20度倾斜布置的刀头。
图10是图2的刀片组件的顶视图，示出了相对于刀片组件的中心线以30度倾斜布置的刀头。
图11是宽幅平地机刀头的透视图，该宽幅平地机刀头被拔模为当刀头穿过地面或其它工作表面时减小阻力，没有弧形表面。
图12是图11的宽幅平地机刀头的正视图。
图13是图11的宽幅平地机刀头的侧视图。
图14是图12的宽幅平地机刀头沿着线14-14的横截面图。
图15是图12的宽幅平地机刀头沿着线15-15的横截面图。
图16是图12的宽幅平地机刀头沿着线16-16的横截面图。
图17是比图11的刀头拔模得更重的标准平地机刀头的透视图，有助于穿透地面或其它工作表面，并且还没有弧形表面。
图18是图17的标准平地机刀头的正视图。
图19是图17的标准平地机刀头的侧视图。
图20是图18的标准平地机刀头沿着线20-20的横截面图。
图21是图18的标准平地机刀头沿着线21-21的横截面图。
图22是图18的标准平地机刀头沿着线22-22的横截面图。
图23是比图17的刀头拔模得更重的锋利平地机刀头的透视图，有助于穿透地面或其它工作表面，并且还没有弧形表面。
图24是图23的锋利平地机刀头的正视图。
图25是图23的锋利平地机刀头的侧视图。
图26是图24的锋利平地机刀头沿着线26-26的横截面图。
图27是图24的锋利平地机刀头沿着线27-27的横截面图。
图28是图24的锋利平地机刀头沿着线28-28的横截面图。
图29是比图23的刀头拔模得更重的穿透平地机刀头的透视图，有助于穿透地面或其它工作表面，并且还没有弧形表面。
图30是图29的穿透平地机刀头的正视图。
图31是图29的穿透平地机刀头的侧视图。
图32是图30的穿透平地机刀头沿着线32-32的横截面图。
图33是图30的穿透平地机刀头沿着线33-33的横截面图。
图34是图30的穿透平地机刀头沿着线34-34的横截面图。
图35是具有附加插入件的宽采矿刀头的透视图，有助于延长刀头的使用寿命，并且还没有弧形表面。
图36是图35的宽采矿刀头的正视图。
图37是图35的宽采矿刀头的侧视图。
图38是图36的宽采矿刀头沿着线38-38的横截面图。
图39是图36的宽采矿刀头沿着线39-39的横截面图。
图40是图36的宽采矿刀头沿着线40-40的横截面图。
图41是具有附加插入件的标准采矿刀头的透视图，有助于延长刀头的使用寿命，并且还没有弧形表面。
图42是图41的标准采矿刀头的正视图。
图43是图41的标准采矿刀头的侧视图。
图44是图42的标准采矿刀头沿着线44-44的横截面图。
图45是图42的标准采矿刀头沿着线45-45的横截面图。
图46是图42的标准采矿刀头沿着线46-46的横截面图。
图47是根据本发明的第一实施例的插入件的透视图。
图48是根据本发明的第二实施例的插入件的透视图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施例，其示例在附图中示出。在所有附图中，尽可能使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。在一些情况下，在本说明书中将指示附图标记，并且附图将显示附图标记，后面是字母例如100a、100b或诸如100'、100”等的主要指示符。应当理解，在附图标记之后立即使用字母或主要指示符表示这些特征具有类似的形状并且具有与当几何结构关于对称平面成镜像时通常的情况类似的功能。为了在本说明书中容易解释，字母或主要指示符通常不包括在本文中，而是可以在附图中示出，以指示在本书面说明书中讨论的特征的重复。
将描述根据本发明的实施例的使用具有弧形表面的刀头的刀片组件。然后，将讨论具有弧形表面的刀头。
首先，现在将描述机器以给予读者用于理解如何使用本发明的各种实施例来对工作表面进行平整或平地的适当上下文。应当理解，本说明书是作为示例性的而不是以任何限制的意义给出的。在此描述的装置或方法的任何实施例可以与任何合适的机器结合使用。
图1是根据本发明的一个实施例的机动平地机的侧视图。机动平地机10包括前框架12、后框架14和作业机具16，例如刀片组件18，也称为拉杆-圆形-模板组件(dcm)。后框架14包括容纳在后车厢20内的动力源(未示出)，该动力源通过变速器(未示出)可操作地联接到后牵引设备或车轮22以用于主机械推进。
如图所示，后轮22可操作地支撑在串列24上，串列24在机动平地机10的每一侧上的后轮22之间枢转地连接到机器。该动力源可以是例如柴油发动机、汽油发动机、天然气发动机或本领域已知的任何其他发动机。所述动力源还可以是连接到燃料电池、电容存储设备、电池或本领域已知的另一动力源的电动机。该变速器可以是机械变速器、液压变速器或本领域已知的任何其他变速器类型。该变速器可以是可操作的以在该动力源与驱动牵引设备之间产生多个输出速比(或连续可变速比)。
前框架12支撑操作员站26，操作员站26包含操作员控制装置82以及用于向操作员传送信息的各种显示器或指示器，用于机动平地机10的主要操作。前框架12还包括梁28，梁28支撑刀片组件18并且用于将刀片组件100相对于机动平地机10移动到宽范围的位置。刀片组件18包括拉杆32，拉杆32经由球接头(未示出)枢转地安装到梁28的第一端34。拉杆32的位置由三个液压缸控制：控制竖直运动的右提升缸36和左提升缸(未示出)以及控制水平运动的中心移位缸40。右提升缸和左提升缸连接到联接器70，联接器70包括可枢转地连接到梁28以围绕轴线c旋转的提升臂72。联接器70的底部具有长度可调的水平构件74，该水平构件连接到中心移位缸40。
拉杆32包括大的平板，通常称为轭板42。在轭板42下方是圆形齿轮布置和安装件，通常称为圆44。圆44通过例如被称为圆驱动器46的液压电动机而旋转。通过圆驱动器46的圆44的旋转使附接的刀片组件100围绕垂直于拉杆轭板42的平面的轴线a旋转。该刀片切削角度被定义为刀片组件100相对于前框架12的纵向轴线的角度。例如，在零度刀片切削角度下，刀片组件100与前框架12和梁28的纵向轴线成直角对准。
刀片组件100还经由枢轴组件50安装到圆44，枢轴组件50允许刀片组件100相对于圆44翘起。刀片倾斜缸52用于向前或向后翘起刀片组件100。换言之，刀片倾斜缸52用于使顶部刃54相对于刀片30的底部切削刃56(通常称为刀片倾斜)倾斜或翘起。刀片组件100还安装到与圆44相关联的滑动接头，该滑动接头允许刀片组件100相对于圆44从一侧滑动或移位到另一侧。侧移通常称为刀片侧移。侧移缸(未示出)用于控制刀片侧移。刀片组件100的放置允许工作表面86例如土壤、污垢、岩石等根据需要被平整或平地。机动平地机10包括铰接接头62，铰接接头62可枢转地连接前框架12和后框架14，允许机动平地机和刀片的复杂运动。
授予polumati的美国专利第8,490,711号说明了另一种机动平地机，其运动轴少于刚刚参照图1所述的运动轴。可以设想，这种机动平地机也可以使用根据本发明的各种实施例的刀片等。除平地机器之外的其它机器也可以使用本发明的各种实施例。
现在转向图2，将描述与根据本发明的实施例的平地机器10一起使用的刀片组件100。该刀片组件100包括适配器板102，该适配器板限定了上适配器板附接部分104，其终止于上适配器板自由端106。该部分104用于附接到模板(未示出)。该适配器板100进一步包括下刀头附接部分108，其终止于下适配器板自由端110。下刀头附接部分108限定了宽度w。提供多个刀头200，其配置为附接到适配器板102。虽然图2示出了已经通过安装硬件(未示出)附接到适配器板102的刀头200，但是应当理解，刀头200可以与适配器板102一起提供，或者与适配器板102分开提供，而不附接到适配器板102。
现在参见图2和图3，每个刀头200可包括限定纵向轴线l的柄部部分202和工作部分204。该工作部分204可以包括邻近该柄部部分202纵向布置的至少第一弧形表面206，并且该至少第一弧形表面206可以限定曲率半径roc(在垂直于该纵向轴线l的平面中测量)，该曲率半径roc等于或大于该适配器板102的下刀头附接部分108的宽度w。弧形表面的示例包括径向、椭圆形、多项式表面等。
如图2和图7-10所示，适配器板102的下刀头附接部分108可限定多个圆柱形通孔112。如图3所示，刀头200的柄部部分202可包括限定周向方向c和径向方向r的圆柱形配置。该柄部部分202可以被配置为贴合地配合在该多个圆柱形通孔112之一内。
参见图3，刀头200的工作部分204包括第二弧形表面208和第三弧形表面210，该第二弧形表面208在第一弧形表面206的一侧上周向地布置成邻近第一弧形表面206，该第三弧形表面210在第一弧形表面206的另一侧上布置成邻近第一弧形表面206。柄部部分202限定与第一弧形表面206周向对准的两个平坦表面212，这两个平坦表面212部分地限定径向延伸穿过柄部部分202的跨孔214。安装硬件(未示出)可与柄部部分202的跨孔214结合使用，用于将刀头200保持到适配器板102上。如图7至10所示，平面212可与定向板114一起使用，定向板114位于下刀头附接部分108的顶部，以控制刀头200相对于刀片组件100的中心线cl的倾斜角α。
返回到图3，第一弧形表面206、第二弧形表面208和/或第三弧形表面210可以限定在50至65mm范围内的曲率半径roc。如本文前面提到的，曲率半径roc可以基于适配器板102的下刀头附接部分108的宽度w来调节，并且在垂直于纵向轴线l的平面中测量。如这里所使用的，宽度w通常是沿着垂直于柄部部分202的纵向轴线l(平行于图7中的cl)的方向测量的下刀头附接部分108的最小尺寸。该刀头200可以进一步包括后面216，从该第二弧形表面208延伸至该后面216的第一侧区域218，以及从该第三弧形表面210延伸至该后面216的第二侧区域220。第一侧区域218可以被分成第一组多个侧表面222并且第二侧区域220可以被分成第二组多个侧表面(未示出)。工作部分204限定自由轴向端224和邻近自由轴向端224布置的凹口226。插入件228或瓦片可以布置在凹口226中。插入件228可以由碳化物材料(例如碳化钨)与粘结剂(例如钴)制成。刀头200本身或适配器板102可使用铁、灰铸铁、钢或任何其它合适的材料来锻造或铸造。
刀头200的工作部分204的各个表面可相对于柄部部分202的纵向轴线l拔模，从而允许刀头200更容易地进出地面或其它工作表面。该拔模角度将是在由包含该径向方向r和该纵向轴线l的平面所限定的横截面中在该纵向轴线l与该表面之间形成的角度。该拔模角度可以是负的，导致在垂直于纵向轴线l的平面中，工作部分的横截面的宽度随着沿着纵向轴线l朝向柄部部分向上前进而减小(这可以是图4中的情况)。可替代地，该拔模角度可以是正的，导致该工作部分的横截面宽度随着沿着该纵向轴线l朝向该柄部部分向上前进而增大(这可以是图3、5和6中的情况)。
如图3所示，后面216可以与纵向轴线l限定在0至30度范围内的第一拔模角度β1。类似地，第一侧区域218可以限定与纵向轴线在0至30度范围内的第二拔模角度β2。同样地，第二侧区域220可以限定与纵向轴线l在0至30度范围内的第三拔模角度β3(与β2相同，因为刀头通常是对称的)。此外，第一弧形表面206、第二弧形表面208和/或第三弧形表面210与纵向轴线l限定在0至30度范围内的第四拔模角度β4。在其他实施例中，可以为这些表面中的任一个提供其他拔模角度或不提供拔模角度。
对于图3所示的实施例，笛卡尔坐标系x、y、z可以以其原点o位于柄部部分202的纵向轴线l处且其x轴线平行于柄部部分202的跨孔214定向的方式放置。刀头200可以关于x-z平面对称。在其它实施例中可能不是这种情况。
刀头的其它配置也是可能的，并被认为在本发明的范围内。例如，图4公开了本发明的刀头300的另一实施例，除了以下不同之外，其类似于图3配置。该刀头300包括第一弧形表面306、第二弧形表面308和第三弧形表面310。刀头300还包括从第三弧形表面310沿周向延伸的第四弧形表面330，从第四弧形表面330沿周向延伸的第五弧形表面332，以及从第五弧形表面332沿周向延伸的第六弧形表面334。在垂直于纵向轴线l的平面中形成的刀头300的延伸角γ大于图3中的刀头300的延伸角γ。
第一、第二、第三、第四、第五和第六弧形表面306、308、310、330、332、334的第四拔模角度β4比图3所示的实施例的第一、第二和第三弧形表面206、208、210的第四拔模角度β4变化得更多。当弧形表面306、308、310、330、332、334沿着纵向轴线l向下延伸时，这在x-z平面处形成凹陷336。后面316的第一拔模角度β1可以在0至30度的范围内。类似地，第一侧区域318的第二拔模角度β2和第二侧区域320的第三拔模角度β3可以在0至30度的范围内。对于图4所示的实施例，第一、第二、第三、第四、第五和第六弧形表面306、308、310、330、332、334的曲率半径roc可以在50至65mm的范围内。同样，刀头300关于x-z平面对称。在本发明的其他实施例中可能不是这种情况。
现在将参照图3至图6描述与平地机器10的刀片组件100一起使用的刀头200、300、400、500，其可以与刀片组件100分开提供。该刀头200、300、400、500可以包括限定纵向轴线l的柄部部分202、302、402、502，以及工作部分204、304、404、504。工作部分204、304、404、504包括邻近柄部部分202、302、402、502纵向布置的至少第一弧形表面206、306、406、506。该柄部部分202、302、402、502包括限定了周向方向c和径向方向r的圆柱形配置。
该工作部分204、304、404、504可以包括第二弧形表面208、308、408、508和第三弧形表面210、310、410、510，所述第二弧形表面在所述第一弧形表面206、306、406、506的一侧上周向地布置成邻近所述第一弧形表面206、306、406、506，所述第三弧形表面在所述第一弧形表面206、306、406、506的另一侧上布置成邻近所述第一弧形表面206、306、406、506。
柄部部分202、302、402、502可以限定与第一弧形表面206、306、406、506周向对准的两个平坦表面212、312、412、512。这两个平坦表面212、312、412、512部分地限定了径向延伸穿过柄部部分202、302、402、502的跨孔214、314、414、514。柄部部分202、302、402、502可以类似地配置，使得它们将与刀片组件100的相同适配器板102一起工作。
工作部分204、304、404、504可包括第一弧形表面206、306、406、506、第二弧形表面208、308、408、508或第三弧形表面210、310、410、510，其限定在50至65mm范围内的曲率半径roc。
该刀头200、300、400、500进一步包括后面216、316、416、516，从该第二弧形表面208、308、408、508延伸至该后面216、316、416、516的第一侧区域218、318、418、518，以及从该第三弧形表面210、310、410、510延伸至后面216、316、416、516的第二侧区域220、320、420、520。如图4所示，刀头300还可包括从第三弧形表面310沿周向延伸的第四弧形表面330、从第四弧形表面330沿周向延伸的第五弧形表面332，以及从第五弧形表面332沿周向延伸的第六弧形表面334。
再次参见图3至图6，工作部分204、304、404、504可以限定自由轴向端224、324、424、524和邻近自由轴向端224、324、424、524布置的凹口226、326、426、526。插入件228、328、428、528，其布置在该凹口226、326、426、526中。
后面216、316、416、516限定了与纵向轴线l在0至40度范围内的第一拔模角度β1，第一侧区域218、318、418、518限定了与纵向轴线l在0至40度范围内的第二拔模角度β2，第二侧区域220、320、420、520限定了与纵向轴线l在0至40度范围内的第三拔模角度β3，并且第一弧形表面206、306、406、506、第二弧形表面208、308、408、508和第三弧形表面210、310、410、510限定了与纵向轴线l在0至30度范围内的第四拔模角度β4。每个刀头200、300、400、500关于x-z平面对称。刀头400具有比刀头300更大的拔模角度β1、β2、β3、β4。刀头500具有比刀头400更大的拔模角度β1、β2、β3、β4。
现在将讨论图3至图6的各种刀头200、300、400、500之间的差异。如前所述，图4的刀头300与图3的刀头200相比具有更大的延伸角γ。此外，图3的刀头200的侧区域218、220与图4的配置略有不同。图3的刀头包括将第二弧形表面208连接到顶部后侧表面232的顶侧过渡表面230。这两个表面230、232沿着负z轴向下过渡到底侧表面234。图4的刀头300省略了底侧表面，但包括顶侧过渡表面338和顶部后侧表面340。这些差异可以至少部分归因于为这些插入件228、328提供了适当的背部支撑，其主要具有成角度的平坦表面236、342。图4中的插入件328具有与刀头300的凹陷336匹配的凹陷344。因此，刀头200、300有助于为插入件228、328提供适当的支撑，从而有助于延长其使用寿命。
图5的刀头400和图6的刀头500具有比图3的刀头200更重的拔模角度β1、β2、β3、β4，使得这些刀头400、500比图3的刀头200更容易穿透地面或其它工作表面。出于类似的原因，图6的刀头500具有比图5的刀头400更重的拔模角度β1、β2、β3、β4。这些刀头400、500的侧区域418、420、518、520也具有顶侧过渡表面430、530、顶部后侧表面432、532和底侧表面434、534，原因与上述相同。而且，插入件428、528包括主要成角度的平坦表面436、536。这可能不是本发明的其他实施例的情况。用于任何实施例的这些插入件可以是关于x-z平面对称的。
现在将参照图11至图46描述另外的拔模的刀头。应当理解，图11至图16的刀头的各种特征可具有如图3至图6所公开的弧形表面。同样地，图3至图6的刀头可具有诸如拔模表面、尺寸、角度等的特征，现在将参照图11至图46进行描述。
具体地，在图3和图17中，表面230可以与表面730类似地构造，表面232可以与表面732类似地构造，并且表面234可以与表面734类似地构造。在图4和11中，表面338可以与表面630类似地构造，并且表面340可以与表面632类似地构造，等等。在图5和23中，表面430和表面830可以类似地构造。表面432和表面832可类似地构造，表面434和表面734可类似地构造，等等。在图6和29中，表面530和表面930、表面532和表面932，以及表面534和表面934可以类似地构造，等等。
参见图11至图16，示出了与平地机器10的刀片组件100一起使用的刀头600(例如宽平地刀头)。刀头600包括限定纵向轴线l的柄部部分602和工作部分604。工作部分604包括后区域616、前工作区域605、第一侧区域618和第二侧区域620，并且第一侧区域618和第二侧区域620可以限定在垂直于纵向轴线l的平面中测量的延伸角γ，在垂直于纵向轴线l的平面中形成比后区域616更宽的前工作区域605。延伸角γ可以在0至20度的范围内。前工作区域605是所谓的，因为当接触或穿透地面或其它工作表面时，该区域主要执行工作。
柄部部分602可以包括限定周向方向c和径向方向r的圆柱形配置。后区域616可以在垂直于纵向轴线l的平面中与径向方向r至少部分地形成直角ra(在图14至图16中最佳地示出)。
前工作区域605可以包括第一成角度表面606和第二成角度表面608，其与第一成角度表面606形成第一夹角θ1，其沿着纵向轴线l投影到垂直于纵向轴线l的平面上，在150至180度范围内。类似地，前工作区域605可以进一步包括第三成角度表面610，其与第二成角度表面608形成第一外角α1，其沿着纵向轴线l投影到垂直于纵向轴线l的平面上，在150至180度范围内。同样地，前工作区域605进一步包括第四成角度表面611，其与第三成角度表面610形成第二夹角θ2，其沿着纵向轴线l投影到垂直于纵向轴线l的平面上，在150至180度范围内。
第一侧区域618或第二侧区域620可以包括第一拔模侧表面632，其配置为用于在使用中减小刀头600沿着纵向轴线l的阻力。对于图11和图16所示的实施例，该表面可以具有很小的拔模到没有拔模(例如，0到5度)。在诸如图11至图16所示的许多实施例中，刀头600关于笛卡尔坐标系的x-z平面对称，其原点o在纵向轴线l上并且其x轴线与穿过柄部部分602的平坦表面612的跨孔614对准。
参见图11和图13，后区域616可以与纵向轴线l形成第一拔模角度β1，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，该第一拔模角度β1在0至20度范围内。第一侧区域618可以与纵向轴线l形成第二拔模角度β2，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，在0至30度范围内。第二侧区域620可以与纵向轴线l形成第三拔模角度β3，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，在0至30度范围内。前工作区域605可以与纵向轴线l形成第四拔模角度β4，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，在0至30度范围内。β2和β3是负的拔模角度，如图14至图15所示，因为工作部分604的横截面的宽度随着沿着纵向轴线l向上前进而减小。
该刀头600可参照图11至图16进一步描述如下。与平地机器10的刀片组件100一起使用的刀头600可以包括限定纵向轴线l的柄部部分602和工作部分604。工作部分604包括后区域616、前工作区域605、第一侧区域618和第二侧区域620，并且第一侧区域618或第二侧区域620包括邻近柄部部分602纵向布置的第一竖直表面630，以及第一拔模侧表面632，该第一拔模侧表面632配置为减小刀头600进入地面或从第一竖直表面630延伸的其它工作表面中的阻力。
第一拔模侧表面632可以从第一竖直表面630和工作部分605纵向向下延伸或经过该第一竖直表面630和工作部分605并且终止于刀头600的自由轴向端624处。第一拔模表面632与后区域616沿纵向轴线l投影到垂直于纵向轴线l的平面上至少部分地形成第一钝角夹角
图14至图16示出了当刀头磨损时，刀头600的横截面如何随时间变化。图16示出了初始磨损的第一状态。图15示出了中间磨损状态，而图14示出了高级磨损状态。形成多边形横截面，例如近似梯形的横截面。
图17至图22示出了标准平地刀头。该刀头与图11至图16的刀头类似地配置。刀头700包括限定纵向轴线l的柄部部分702和从柄部部分702轴向向下延伸的工作部分704。工作部分704包括后区域716、前工作区域705、第一侧区域718和第二侧区域720，并且第一侧区域718和第二侧区域720可以限定在垂直于纵向轴线l的平面中测量的延伸角γ，在垂直于纵向轴线的平面中形成比后区域716更宽的前工作区域705。延伸角γ可以在0至40度的范围内。
柄部部分702可以包括限定周向方向c和径向方向r的圆柱形配置，并且后区域716可以在垂直于纵向轴线l的平面中与径向方向r至少部分地形成直角ra(在图20至图22中最佳示出)。
前工作区域705可以包括第一成角度表面706和第二成角度表面708，其与该第一成角度表面706形成第一夹角θ1，其沿着该纵向轴线l投影到垂直于该纵向轴线的平面上，在130至180度范围内。第一侧区域718或第二侧区域720可以包括第一拔模侧表面732，其配置为用于在使用中改善刀头700的穿透。在诸如图17至图22所示的许多实施例中，刀头700关于笛卡尔坐标系关于x-z平面对称，其原点o在纵向轴线l上并且其x轴线与穿过平坦表面712的跨孔714对准。
如图19所示，后区域716可以与纵向轴线l形成第一拔模角度β1，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，该第一拔模角度β1在0至35度范围内。类似地，如图18所示，第一侧区域可以与纵向轴线l形成第二拔模角度β1，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，形成第二拔模角度β2，在0至40度范围内。第二侧区域720可以与纵向轴线l形成第三拔模角度β3，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，在0至40度范围内。返回到图19，前工作区域705可以与纵向轴线l形成第四拔模角度β4，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，在0至30度范围内。β2和β3是正的拔模角度，如图20至15所示，因为工作部分704的横截面的宽度随着沿着纵向轴线l向上前进而增加。
该刀头700可参照图17至图22进一步描述如下。与平地机器10的刀片组件100一起使用的刀头700可以包括限定纵向轴线l的柄部部分702和工作部分704。工作部分704包括后区域716、前工作区域705、第一侧区域718和第二侧区域720，并且第一侧区域718或第二侧区域720包括邻近柄部部分702纵向布置的第一竖直表面730，以及配置为改善从第一竖直表面730延伸的刀头700的穿透的第一拔模侧表面732。
第一拔模侧表面732可以从第一竖直表面730纵向向下延伸，并且工作部分705可以包括从第一拔模侧表面732纵向向下延伸的第二竖直表面734。第一拔模侧表面732与沿着纵向轴线l投影到垂直于纵向轴线l的平面上的后区域716至少部分地形成第一夹角钝角
图20至图22示出了当刀头700磨损时，刀头700的横截面如何随时间变化。图22示出了初始磨损的第一状态。图21示出了中间磨损状态，而图20示出了高级磨损状态。形成多边形横截面，例如接近梯形的横截面。
图23至图28示出了锋利平地机刀头。该刀头与图17至图22的刀头类似地配置，但具有更大的拔模等。刀头800包括限定纵向轴线l的柄部部分802和从柄部部分802轴向向下延伸的工作部分804。工作部分804包括后区域816、前工作区域805、第一侧区域818和第二侧区域820，并且第一侧区域818和第二侧区域820可以限定在垂直于纵向轴线l的平面中测量的延伸角γ，在垂直于纵向轴线的平面中形成比后区域816更宽的前工作区域805。延伸角γ可以在0至50度的范围内。
柄部部分802可以包括限定周向方向c和径向方向r的圆柱形配置，并且后区域816可以在垂直于纵向轴线l的平面中与径向方向r至少部分地形成直角ra(在图20中最佳示出)。
前工作区域805可以包括第一成角度表面806和第二成角度表面808，其与该第一成角度表面806形成第一夹角θ1，其沿着该纵向轴线l投影到垂直于该纵向轴线的平面上，在140至180度范围内。第一侧区域818或第二侧区域820可以包括第一拔模侧表面832，其配置为用于在使用中改善刀头800的穿透。在诸如图23至图28所示的许多实施例中，刀头800关于笛卡尔坐标系关于x-z平面对称，其原点o在纵向轴线l上并且其x轴线与穿过平坦表面812的跨孔814对准。
如图25所示，后区域816可以与纵向轴线l形成第一拔模角度β1，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，该第一拔模角度β1在0至30度范围内。类似地，如图24所示，第一侧区域818可以与纵向轴线l形成第二拔模角度β2，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量。第二侧区域820可以与纵向轴线l形成第三拔模角度β3，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量。返回到图25，前工作区域805可以与纵向轴线l形成第四拔模角度β4，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，在0至40度范围内。β2和β3是正的拔模角度，如图26至28所示，因为工作部分804的横截面的宽度随着沿着纵向轴线l向上前进而增加。
该刀头800可参照图23至图28进一步描述如下。与平地机器10的刀片组件100一起使用的刀头800可以包括限定纵向轴线l的柄部部分802和工作部分804。工作部分804包括后区域816、前工作区域805、第一侧区域818和第二侧区域820，并且第一侧区域818或第二侧区域820包括邻近柄部部分802纵向布置的第一竖直表面830，以及配置为改善从第一竖直表面830延伸的刀头800的穿透的第一拔模侧表面832。
第一拔模侧表面832可以从第一竖直表面830纵向向下延伸。工作部分805可以包括从第一拔模侧表面832纵向向下延伸的第二竖直表面834。第一拔模侧表面832与沿着纵向轴线l投影到垂直于纵向轴线l的平面上的后区域816至少部分地形成第一夹角钝角
图26至图28示出了当刀头800磨损时，刀头800的横截面如何随时间变化。图28示出了初始磨损的第一状态。图27示出了中间磨损状态，而图26示出了高级磨损状态。形成多边形横截面，例如接近梯形的横截面。
图29至图34描绘了穿透平地机刀头。该刀头与图17至图22的刀头类似地配置，但具有更大的拔模等。刀头900包括限定纵向轴线l的柄部部分902和从柄部部分902轴向向下延伸的工作部分904。工作部分904包括后区域916、前工作区域905、第一侧区域918和第二侧区域920，并且第一侧区域918和第二侧区域920可以限定在垂直于纵向轴线l的平面中测量的延伸角γ，在垂直于纵向轴线l的平面中形成比后区域916更宽的前工作区域905。延伸角γ可以在0至40度的范围内。
柄部部分902可以包括限定周向方向c和径向方向r的圆柱形配置，并且后区域916可以在垂直于纵向轴线l的平面中与径向方向r至少部分地形成直角ra(在图32中最佳示出)。
前工作区域905可以包括第一成角度表面906和第二成角度表面908，其与第一成角度表面906形成第一夹角θ1，其沿着纵向轴线l投影到垂直于纵向轴线l的平面上，在130至180度范围内。第一侧区域918或第二侧区域920可以包括第一拔模侧表面932，其配置为用于在使用中改善刀头900的穿透。在诸如图29至图34所示的许多实施例中，刀头900关于笛卡尔坐标系关于x-z平面对称，其原点o在纵向轴线l上并且其x轴线与穿过平坦表面912的跨孔914对准。
如图31所示，后区域916可以与纵向轴线l形成第一拔模角度β1，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，该第一拔模角度β1在0至30度范围内。类似地，如图30所示，第一侧区域918可以与纵向轴线l形成第二拔模角度β2，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，在0至45度范围内。第二侧区域920可以与纵向轴线l形成第三拔模角度β3，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量。返回到图31，前工作区域905可以与纵向轴线l形成第四拔模角度β4，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，在0至30度范围内。β2和β3是正的拔模角度，如图32至图34所示，因为工作部分904的横截面的宽度随着沿着纵向轴线l向上前进而增加。
该刀头900可参照图29至图34进一步描述如下。与平地机器10的刀片组件100一起使用的刀头900可以包括限定纵向轴线l的柄部部分902和工作部分904。工作部分904包括后区域916、前工作区域905、第一侧区域918和第二侧区域920，并且第一侧区域918或第二侧区域920包括邻近柄部部分902纵向布置的第一竖直表面930，以及配置为改善从第一竖直表面930延伸的刀头900的穿透的第一拔模侧表面932。
第一拔模侧表面932可以从第一竖直表面930纵向向下延伸。工作部分905可以包括从第一拔模侧表面932纵向向下延伸的第二竖直表面934。第一拔模侧表面932与后区域916沿纵向轴线l投影到垂直于纵向轴线l的平面上至少部分地形成第一夹角钝角
图32至图34示出了当刀头900磨损时，刀头900的横截面如何随时间变化。图34示出了初始磨损的第一状态。图33示出了中间磨损状态，而图32示出了高级磨损状态。形成多边形横截面，例如接近梯形的横截面。
参见图35至图40，示出了用于与平地机器10的刀片组件100一起使用的刀头1000(例如，宽采矿刀头，类似地配置为宽平地刀头，除了工作部分在轴向上更长并且包括额外的插入件等)。刀头1000包括限定纵向轴线l的柄部部分1002和工作部分1004。工作部分1004包括后区域1016、前工作区域1005、第一侧区域1018和第二侧区域1020，并且第一侧区域1018和第二侧区域1020可以限定在垂直于纵向轴线l的平面中测量的延伸角γ，在垂直于纵向轴线l的平面中形成比后区域1016更宽的前工作区域1005。延伸角γ可以在0至40度的范围内。前工作区域1005是所谓的，因为当接触或穿透地面或其它工作表面时，该区域主要执行工作。
柄部部分1002可以包括限定周向方向c和径向方向r的圆柱形配置。后区域1016可以在垂直于纵向轴线l的平面中与径向方向r至少部分地形成直角ra(在图38至图40中最佳地示出)。
前工作区域1005可以包括第一成角度表面1006和第二成角度表面1008，其与第一成角度表面1006形成第一夹角θ1，其沿着纵向轴线l投影到垂直于纵向轴线l的平面上，在150至180度范围内。类似地，前工作区域1005可以进一步包括第三成角度表面1010，其与第二成角度表面1008形成第一外角α1，其沿着纵向轴线l投影到垂直于纵向轴线l的平面上，在150至180度范围内。同样地，前工作区域1005进一步包括第四成角度表面1011，其与第三成角度表面1010形成第二夹角θ2，其沿着纵向轴线l投影到垂直于纵向轴线l的平面上，在150至180度范围内。
第一侧区域1018或第二侧区域1020可以包括第一拔模侧表面1032，其配置为用于在使用中减小刀头1000沿着纵向轴线l的阻力。对于图35和40所示的实施例，该表面可以具有很小的拔模到没有拔模(例如，0到5度)。在诸如图36至图40所示的许多实施例中，刀头1000关于笛卡尔坐标系的x-z平面对称，其原点o在纵向轴线l上并且其x轴线与穿过柄部部分1002的平坦表面1012的跨孔1014对准。
参见图35和图37，后区域1016可以与纵向轴线l形成第一拔模角度β1，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，该第一拔模角度β1在0至30度范围内。第一侧区域1018可以与纵向轴线l形成第二拔模角度β2，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，在0至30度范围内。第二侧区域1020可以与纵向轴线l形成第三拔模角度β3，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，在0至30度范围内。前工作区域1005可以与纵向轴线l形成第四拔模角度β4，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，在0至30度范围内。β2和β3是负的拔模角度，如图38至40所示，因为工作部分1004的横截面的宽度随着沿着纵向轴线l向上前进而减小。
该刀头1000可参照图35至40进一步描述如下。与平地机器10的刀片组件100一起使用的刀头1000可以包括限定纵向轴线l的柄部部分1002和工作部分1004。工作部分1004包括后区域1016、前工作区域1005、第一侧区域1018和第二侧区域1020，并且第一侧区域1018或第二侧区域1020包括邻近柄部部分1002纵向布置的第一竖直表面1030，以及第一拔模侧表面1032，该第一拔模侧表面632配置为减小刀头1000进入地面或从第一竖直表面1030延伸的其它工作表面中的阻力。
第一拔模侧表面1032可以从第一竖直表面1030和工作部分1005纵向向下延伸或经过该第一竖直表面630和工作部分605并且终止于刀头1000的自由轴向端1024处。第一拔模表面1032与后区域1016沿纵向轴线l投影到垂直于纵向轴线l的平面上至少部分地形成第一钝角夹角
图38至图40示出了当刀头磨损时，刀头1000的横截面如何随时间变化。图40示出了初始磨损的第一状态。图39示出了中间磨损状态，而图38示出了高级磨损状态。形成多边形横截面，例如接近梯形的横截面。
该刀头1000的工作部分1004还限定了狭槽1034，该狭槽1034沿平行于y轴线的方向从第一侧区域1018的一个拔模侧表面1032延伸到第二侧区域1020的另一个拔模侧表面1032。额外的增强插入件1036可以布置在其中，该额外的增强插入件1036可以由与其他插入件1028类似的材料和/或具有类似特性的材料制成。
参见图41至图46，示出了用于与平地机器10的刀片组件100一起使用的刀头2000(例如，标准采矿刀头，其类似地配置为除了工作部分较窄之外的宽采矿刀头，等等)。刀头2000包括限定纵向轴线l的柄部部分2002和工作部分2004。工作部分2004包括后区域2016、前工作区域2005、第一侧区域2018和第二侧区域2020，并且第一侧区域2018和第二侧区域2020可以限定在垂直于纵向轴线l的平面中测量的延伸角γ，在垂直于纵向轴线l的平面中形成比后区域2016更宽的前工作区域2005。延伸角γ可以在0至40度的范围内。前工作区域2005是所谓的，因为当接触或穿透地面或其它工作表面时，该区域主要执行工作。
柄部部分2002可以包括限定周向方向c和径向方向r的圆柱形配置。后区域2016可以在垂直于纵向轴线l的平面中与径向方向r至少部分地形成直角ra(在图44中最佳示出)。
前工作区域2005可以包括第一成角度表面2006和第二成角度表面2008，其与第一成角度表面2006形成第一夹角θ1，其沿着纵向轴线l投影到垂直于纵向轴线l的平面上，在140至180度范围内。第一侧区域2018或第二侧区域2020可以包括第一拔模侧表面2032，其配置为用于在使用中改善刀头2000沿着纵向轴线l的穿透。在诸如图41至图46所示的许多实施例中，刀头2000关于笛卡尔坐标系的x-z平面对称，其原点o在纵向轴线l上并且其x轴线与穿过柄部部分2002的平坦表面2012的跨孔2014对准。
参见图42和图43，后区域2016可以与纵向轴线l形成第一拔模角度β1，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，该第一拔模角度β1在0至30度范围内。第一侧区域2018可以与纵向轴线l形成第二拔模角度β2，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，在0至40度范围内。第二侧区域2020可以与纵向轴线l形成第三拔模角度β3，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，在0至40度范围内。前工作区域2005可以与纵向轴线l形成第四拔模角度β4，其在包含径向方向r和纵向轴线l的平面中测量，在0至30度范围内。β2和β3是正的拔模角度，如图38至图40所示，因为工作部分2004的横截面的宽度随着沿着纵向轴线l向上前进而增加。
该刀头2000可参照图41至图46进一步描述如下。与平地机器10的刀片组件100一起使用的刀头2000可以包括限定纵向轴线l的柄部部分2002和工作部分2004。工作部分2004包括后区域2016、前工作区域2005、第一侧区域2018和第二侧区域2020，并且第一侧区域2018或第二侧区域2020包括邻近柄部部分2002纵向布置的第一竖直表面2030，以及第一拔模侧表面2032，该第一拔模侧表面632配置为改善刀头2000进入地面或从第一竖直表面2030延伸的其它工作表面中的穿透。
第一拔模侧表面2032可以从第一竖直表面2030和工作部分2005纵向向下延伸或经过该第一竖直表面630和工作部分605并且终止于刀头2000的自由轴向端2024处。第一拔模表面2032与后区域2016沿纵向轴线l投影到垂直于纵向轴线l的平面上至少部分地形成第一钝角夹角
图44至图46示出了当刀头磨损时，刀头2000的横截面如何随时间变化。图46示出了初始磨损的第一状态。图45示出了中间磨损状态，而图44示出了高级磨损状态。形成多边形横截面，例如接近梯形的横截面。
该刀头2000的工作部分2004还限定了狭槽2034，该狭槽1034沿平行于y轴线的方向从第一侧区域2018的一个拔模侧表面2032延伸到第二侧区域2020的另一个拔模侧表面2032。额外的增强插入件2036可以布置在其中，该额外的增强插入件1036可以由与其他插入件1028类似的材料和/或具有类似特性的材料制成。
图47示出了可以与图3、图4、图11、图17、图35和图42中使用的插入件类似地或相同地配置的插入件(也可以称为瓦片)。应当注意，插入件的几何形状可以在单个插入件中加倍，或者两个类似的插入件可以并排使用，如图11等所示。因此，插入件3000配置为附接到刀头的凹口，以与如前所述的平地机器一起使用。该插入件3000可以包括第一侧面3002、第二侧面3004、顶面3006、底面3008、后面3010，以及包括第一平面3014和第二平面3016的前部区域3012，该第二平面3016与第一平面3014在顶面3006上形成在从130至180度范围内的钝角夹角3018。
第一侧面3002可以垂直于后面3010和顶面3006并且可以平行于第二侧面3004。插入件300可以进一步包括从第一平坦表面3014过渡到第二平坦表面3016的混合部3020以及与后面3010、第一侧面3002和第二侧面3004形成直角的底面3008。插入件3000还包括连接第一平面3014、第二平面3016、混合部3020和底面3008的倒角表面3022。倒角表面3022可以与底面成在120至180度范围内的倒角角度3024。应当注意，第一侧面3002和第二侧面3004以及相关的钝角夹角3018可以设计成与刀头的相应表面相匹配，反之亦然。在任何实施例中，任何角度可根据需要或期望而变化。
图48示出了可以与图5、图6、图23和图29中使用的插入件类似地或相同地配置的插入件(也可以称为瓦片)。该插入件4000被配置为附接到用于与如先前描述的平地机器一起使用的刀头的凹口上。该插入件4000可以包括第一侧面4002、第二侧面4004、顶面4006、底面4008、后面4010，以及包括第一平面4014和第二平面4016的前部区域4012，该第二平面3016与第一平面4014在顶面4006上形成在从120至180度范围内的钝角夹角4018。
第一侧面4002可以垂直于后面4010和顶面4006并且可以平行于第二侧面4004。插入件4000可以进一步包括从第一平坦表面4014过渡到第二平坦表面4016的混合部4020以及与后面4010、第一侧面4002和第二侧面4004形成直角的底面4008。该插入件4000可以进一步包括底部区域4022，该底部区域与该前部区域4012类似地配置，从而允许该几何形状环绕该插入件4000的底部。底部区域4022可以与后面4010形成在90至140度范围内的底部钝角4024(再参见图30和图31)。底部区域4002包括第三平坦表面4026和第四平坦表面4028，其彼此形成可以匹配该钝角夹角的底部夹角4030。
使用这种插入件3000、4000的刀头的底部区域和后区域可以具有刻面特征，这些刻面特征允许前部区域的夹角从围绕刀头底部的前部区域的顶部向上延伸到刀头后区域的顶部。例如参见图13和31。
同样，应当注意，各种特征的任何尺寸、角度、表面面积和/或配置可以根据期望或需要变化，包括这里没有特别提及的那些。尽管未具体讨论，在图3至48中示出了诸如圆角的混合部以连接各种表面。在其它实施例中可以省略这些，并且应当理解，当阅读本说明书时，有时可以忽略它们的存在。
工业实用性
实际上，机器、刀片组件、刀头和/或插入件可以在售后环境中被制造、购买或销售以在现场改造机器、刀头，或刀片组件，或者可替代地，可以在oem(原始设备制造商)环境中制造、购买、销售或以其他方式获得。
一旦安装，刀头200、300、400、500可以如图7至10所示相对于适配器板200旋转。由于任何弧形表面206、306、406、506的曲率半径roc(参见图3至图6)，刀头200、300、400、500被适配器板200更好地支撑，从而帮助刀头200、300、400、500和相关的插入件228、328、428、528(当使用时)用于在使用刀片组件100时抵抗断裂或磨损。
在其它实施例中，刀头和/或插入件可以适当地拔模以提供期望的性能。例如，可以通过适当地调节刀头的几何形状来实现刀头或插入件的能力。
应当理解，前面的描述提供了所公开的组件和技术的示例。然而，可以设想，本发明的其他实现在细节上可以不同于前述示例。对本发明或其示例的所有引用旨在引用在该点所讨论的特定示例，而并非旨在更一般地暗示对本发明的范围的任何限制。所有关于某些特征的区别和不一致的语言旨在表示对这些特征缺乏偏好，但并非将其完全排除在本发明的范围之外，除非另外指明。
除非本文另有说明，本文中对数值范围的叙述仅旨在用作单独提及落入该范围内的每个单独值的速记方法，并且每个单独值被并入说明书中，如同其在本文中被单独叙述一样。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本文所讨论的装置和组装方法的实施例进行各种修改和变化。通过考虑本文所公开的各种实施例的说明书和实践，本发明的其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。例如，设备中的一些可以与在此描述的不同地构造和运行，并且任何方法的某些步骤可以被省略，以与具体提及的不同的顺序执行，或者在一些情况下同时执行或者在子步骤中执行。此外，可以对各种实施例的某些方面或特征进行变化或修改，以创建进一步的实施例，并且可以将各种实施例的特征和方面添加到其他实施例的其他特征或方面，或者替换其他实施例的其他特征或方面，以便提供更进一步的实施例。
因此，本发明包括适用法律允许的所附权利要求书中所述主题的所有修改和等同物。此外，上述元素在其所有可能的变化中的任何组合都被本发明所涵盖，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。
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