专利名称：用于可翻转切削工具的套筒的制作方法
用于可翻转切削工具的套筒发明领域本发明基本涉及一种切削工具。更具体地，本发明涉及一种可翻 转切削工具，该工具与暴露的套圈上的罩组合在一起。除此之外，本 发明涉及一种可翻转切削工具以及套筒和/或块规夹持器系统的组合， 以及一种包括这种组合的设备以及套筒本身和罩本身。
背景技术：
在接下来有关背景技术的介绍中，参考了某种结构和/或方法。然 而，下面的参考不应被认作是承认这些结构和/或方法构成了现有技术。 申请人:特别地保留其论证这种结构和/或方法并不是现有技术的权利。一般的切削工具，如用于采矿和建筑的点式冲击钻头，是由一个 切削端和一个保持端所组成。在使用中，保持端被定位在夹持器中并 且切削端被应用成与被开采，挖掘，移动等等的材料相接触。长时间 的使用会磨损切削端。 一旦切削端被损坏，使用者要移除切削工具并 且用一个新的或者更耐用的切削工具来替换它。被移除的损坏的切削工具通常是被丢弃。然而，尽管切削工具的 切削端被磨损，但是切削工具剩余部分的大部分仍然是完整无损的， 切削工具的材料的大部分，例如钢体，仍然保留着并且切削工具的非 切削端部分仍然是能够起作用的。并且，对于每个被移除的切削工具， 一个替换切削工具必须被传 送到机器上。替换切削工具是笨重的并且是不方便的，并且传送切削 工具是困难的并且是高花费的，特别是当传送到地下场所的时候，比 如在采矿操作中。可翻转切削工具通常是公知的参见美国专利No3,342，531; 3,493,268; 3，519，309以及5，810,102以及GB1，117，112。 一般地，这样的 切削工具通过保持机构被夹持在钻头夹持器中。这些保持机构通常使 用各种各样的保持装置，例如保持销，保持夹，柱塞或夹头，这些保 持装置与钻头夹持器相关联，该钴头夹持器与插入到钻头夹持器的孔 中的切削工具上的凹口相作用并且偏置切削工具，该切削工具被保持 在钻头夹持器中。由于其可翻转的结构，可翻转切削工具具有与工具各端相关联的 凹口。这样，当一个凹口被插入到钻头夹持器中用于夹持的时候，第 二凹口被暴露出来。当另外一端被插入到钻头夹持器中时，这个暴露 的凹口即被用于夹持。然而，在该凹口用于钻头夹持器中的夹持之前， 当切削工具的这一端被用于采矿及挖掘时，该凹口在操作期间已被暴 露从而磨损。当切削工具被翻转的时候，这种磨损会对切削工具的夹 持产生有害的影响。发明内容所公开的双边工具系统的示意性实施例，在切削工具的两个端部 均具有切削表面，该双边工具系统被用于采矿和建筑设备中，如旋转鼓，轮，旋转车刀，或者切削软及硬岩石的链。在操作中，切削工具 绕着例如块规系统或块规及套筒系统的工具夹持器进行翻转， 一旦一 端被磨损，即暴露另外一端用于使用。 一罩在切削工具的前端之上滑 动，并且对暴露的凹口以及套圈提供保护，由于罩绕着切削工具的前 端自由转动因此使被移除的切削材料保持移动。罩最大程度地限制或 者禁止材料向后上升以及卡在凹口中。罩以和一般套筒相同的方式停 留在切削工具上。例如，罩与套圈摩擦配合，罩在内侧具有槽从而与 凸起套圈相配合，或者这两种的组合，上述方式能够用于将罩保持在 套圈之上，而仍然允许罩在切削工具上的自由旋转。当切削工具翻转 时，该罩被移除。双边结构允许切削工具在本质上可以充当两个工具。切削工具的 各个端都具有双重目的一在切削工具使用寿命的一半当中充当夹紧柄 以及在切削工具使用寿命的另一半当中充当切削头。 一旦第一端磨损， 使用者能够将切削工具从夹持器中抽出并且翻转以使得第二端成为切 削端而磨损端成为夹持端，所述第二端先前用于将切削工具保持在工 具夹持器内。用于插入到切削工具的块规夹持器的孔中的套筒的示意性实施例 包括具有从第一端向第二端纵向贯穿的孔的主体，限定了具有内表面 的孔，在第一端上的台肩，该台肩具有接触表面，以及孔的内表面上 的两个槽，其中两个槽纵向地间隔分开。组合的示意性实施例包括具有两个切削端的可翻转切削工具，具 有孔的块规夹持器，以及插入到块规夹持器的孔中的套筒，其中套筒 包括具有从第一端向第二端纵向贯穿的孔的主体，限定了具有内表面的孔，在第一端上的台肩，该台肩具有接触表面，以及孔的内表面上 的两个槽，其中两个槽纵向地间隔分开。可以理解的是，前面的一般性描述以及接下来的详细描述都是示 意性的以及解释性的，并且如权利要求所说可以提供本发明的进一步 解释。
下面结合附图进行详细介绍，其中相似标记代表相似元件，其中 图1A， 1B和1C示意性地显示了切削工具的各种示意性实施例。 图2A和2B示意性地显示了用于切削工具的罩的各种示意性实施例。图3A示意性地显示了 (以分解视图的方式)切削工具，用于切削 工具的罩以及套筒的示意性实施例，图3B示意性地显示了图3A中装配元件的截面图。图4A示意性地显示了 (以分解视图的方式)切削工具，用于切削工具的罩以及套筒的示意性实施例，图4B示意性地显示了图4A中装配 元件的截面图。图5为切削工具，罩，可选套筒及块规夹持器的装配组合的立体图。
具体实施方式
图1A-1C示意性地显示了切削工具的各种示意性实施例。在图 IA-IC中，切削工具100具有第一切削端102和第二切削端104。台肩106 处在第一切削端102和第二切削端104的交界处。第一切削端102，台肩 106以及第二切削端104沿着共同轴线108纵向地设置。罩110被显示成 安装到第一切削端102上，但是可以从第一切削端102上移除而设置到 第二切削端104上。各个切削工具上的各个切削端都包括位于末端122的切削头120， 主体部分124，主体部分124内的凹口126以及定位在凹口126内的套圈 128。切削头120通常由坚硬材料制成，如硬质合金，并且通过适当的 安装工艺安装到主体124上，如冶金粘合，钎焊和/或软焊。主体部分由 钢制成。图1A-1C显示了对于切削端各种设计的罩的应用。图l八显示了具 有锥形过渡区140的切削端，该过渡区从切削头120向后朝着凹口126以 及套圈128，而图1B显示了阶梯式设置142。在图1B中，切削端具有由 硬质材料如硬质合金所制成的环144。可以使用各种形式的套圈128。 例如，图1C显示了外表面具有凸起130的套圈128，该凸起130配合到罩 110的孔的内表面的槽132中；图1A和1B显示了套圈128，其在套圈外表 面和罩110的孔的内表面之间形成摩擦配合。通常由例如弹簧钢所制成的套圈128可具有凹槽146或者其它结 构，通过该结构，套圈能够伸展/收缩以配合到主体部分周围并且进入凹口中从而与置于套圈之上的罩相适应。切削工具100的第一切削端102和第二切削端104中的每一个上的套圈128被旋转地安装到各自的 凹口126中。例如，凹口126中的套圈128能够在任意方向上旋转R，而 转换区T由边缘148所限制。边缘148为磨损区域。如果边缘148在使用 中过多磨损，则转换区T不会被限制并且套圈128会从切削工具的切削 端上滑落。在对比例如图1A和图1C中发现，用于不同套圈128的凹口126 能够具有不同的尺寸，如长度和深度。可以预见的是，上述切削端设计、套圈和凹口这些特征的各种组 合，都能够包括在所公开的切削工具以及所公开的组合，设备及方法 中。进一步，切削工具的某些实施例具有第一切削端102，其关于镜像 表面150与第二切削端104呈镜像，该镜像表面垂直于共同轴线108并且 平分台肩106，而切削工具的其它实施例可具有不同的切削端，即一个 切削工具上的切削端并非镜像。作为非镜像切削工具的示例，在一些 应用如挖沟当中，会使用比第二切削端长的第一切削端，即第一切削 端具有和第二切削端不同的长度。第一较长切削端可用于某些操作方 面而随后较短切削端被用于其它方面，比如当挖掘条件变得更硬时， 例如切削材料变得更硬。如果挖掘条件再次变得容易，则切削工具的 切削端会再次转换，其较长切削端被设置回来以便操作。图2A和2B示意性地显示了用于切削工具的罩的各种示意性实施 例。罩200为平截体形状，其具有基座202，顶部204以及主体206。 一 般平截体形状的具体情况包括圆锥形平截体，棱锥形平截体以及球形 部分。尽管在此描述为平截体，但可以理解的是，基本形状为平截体 以及具体情况及微小变形，只要保持实体的一部分的基本平截体形状 处在两个平行平面之间，都将落入"平截体"的意义内。此外，平截 体的外部侧边可以是平面，凹面，凸面或者复杂形状，或者这些形状 的组合。最后，尽管这里所描述的是平截体形状，但是罩的其它形状 包括圆柱形状以及桶形也是可预见的并且可被使用的。罩200的主体206具有从顶端204到基座202贯穿的孔208。孑L208具 有内表面210。内表面210具有槽212。内表面210和槽212均与套圈128 的外表面以及套圈128上的凸起130相结合，如果该凸起存在的话，该 凸起配合到槽212中。槽可以是任意形状。例如，图2A中显示槽212为 局部圆形而图2B中显示槽212为具有倒圆或斜角214的矩形。应当注意， 尽管罩在内表面上有槽，但是在所有实施例中，该槽并非一定要与第 一切削端上的套圈的对应结构相接合。然而，罩中的槽的引入使得罩 能够适用于包括或不包括套圈凸起在内的一般性应用。在罩200的基座端，孑L208的内表面210具有斜面216。当罩200在切 削端上滑动的时候，孑L208的斜面帮助将套圈128压入到孔208中。在罩200的基座端，外部边缘220被倒角。这个倒角外部边缘220提供了用于接收移除工具的表面。例如，移除工具的尖端或分叉部分被 置于外部边缘220之下并且靠着台肩106倾斜从而移除罩200。台肩106 的外部边缘160上的类似倒角(参见图1A-1C)类似地与适当的移除工 具一同使用，以允许移除工具的替换，其随后靠着套筒或块规夹持器 的表面倾斜从而将切削工具从套筒的孔或者块规夹持器的孔中移除。罩可由硬质材料制成，如钢或硬质合金。可选择地，由于罩是磨 损部件以及是消耗品，因此罩可由塑料材料制成，如氯丁 (二烯)橡 胶或其它橡胶以及合成物，或者这些材料的组合。图3A示意性地显示了 (以分解视图的方式)切削工具300，用于切 削工具300的罩302以及套筒304的示意性实施例。图3A中，切削工具300的第二切削端306被置于套筒304的孔308中， 一般地直到台肩310接触套筒304，以使得在第二切削端306上的套圈 314的外表面312与套筒304的孔308的内表面316之间形成摩擦配合。在 套圈的外表面上没有凸起的情况下，如这里所示，套筒的孔的内表面可以对应地为平滑的，在这种情况下没有对应的槽。然而，内表面有 槽的孔的应用并没有排除在套圈没有凸起的情况之外。图3A中，切削工具300的第一切削端320接收罩302。切削头322 以及第一切削端320的主体部分324被置于罩302内的开口326之内，一 般地直到基座328接触台肩310，以使得在第一切削端320上的套圈314 的外表面312与罩302的开口326的内表面330之间形成摩擦配合。在套 圈的外表面上没有凸起的情况下，如这里所示，罩的开口的内表面对 应地为平滑的。然而，内表面有槽的罩的开口的应用并没有排除在套 圈没有凸起的情况之外，事实上，具有槽的罩能向平滑套圈以及具有 凸起的套圈提供通用性。图3B示意性地显示了图3A中装配元件的截面图。该视图中，第二 切削端上的套圈的外表面与套筒的孔的内表面之间的摩擦配合可被看 到。此外，第一切削端上的套圈的外表面与罩的开口的内表面之间的 摩擦配合可被看到。在图3B中还可以看到，罩覆盖着套圈以及凹口的 磨损边缘。图4A示意性地显示了 (以分解视图的方式)切削工具400，用于切 削工具400的罩402以及套筒404的示意性实施例。图4A中，切削工具400的第二切削端406被置于套筒404的孔408中， 一般地直到台肩410接触套筒404,以使得在第二切削端406上的套圈 414的外表面412与套筒404的孔408的内表面416之间形成摩擦配合。在 套圈的外表面上设有凸起418的情况下，如这里所示，套筒的孔的内表 面具有对应的槽420。图4A中，切削工具400的第一切削端422接收罩402。切削头424以 及第一切削端422的主体部分426被置于罩402内的开口428之内， 一般 地直到基座430接触台肩410，以使得在第一切削端422上的套圈414的外表面412与罩402的开口428的内表面432之间形成摩擦配合。在套圈 的外表面上设有凸起418的情况下，如这里所示，套筒的开口的内表面 具有对应的槽434。返回图4A和4B中所示的套筒404，显示了套筒404的孔408的内表 面416上的两个槽。当切削工具400的第二端406插入到套筒404中的时 候，第一槽420与套圈412的结构相适应。这种结构的一个例子是凸起 418。第一槽朝着套筒404的第一端436定位。套筒404的第一端436还包 括具有接触表面440的台肩438。当被装配到用于切削工具的块规夹持 器中的时候，接触表面440被定向成朝着块规夹持器的主体并且接触或 者不接触到块规夹持器。在某些示意性实施例中，第一槽420被定位成 至少部分地处在由接触平面440所限定的平面之上，即纵向地朝着套筒 404的主体442的第一端436。在某些实施例中，第一槽420被完全地定 位在由接触平面440所限定的平面之上。第二槽444与传统单端切削工 具柄上的或与之相关的结构相适应并且被适当地沿着套筒的纵轴定位 从而这些结构相匹配。第二槽444被定位成距离套筒404的第一端436比 第一槽420更远。第二槽444例如能够大约处在套筒404的孔408的纵向 中心。另外，第二槽444也可以完全地定位在由接触平面440所限定的 平面之下。图4A和4B所显示的具有两个槽420， 444的套筒404可以是通 用的套筒，这是因为具有凸起套圈的两端切削工具使用第一槽420，而 单端切削工具使用第二槽444。此外，不具有需要槽的结构的切削工具 也可被使用。图4B示意性地显示了图4A中装配元件的截面图。该视图中，第二 切削端上套圈的外表面与套筒的孔的内表面之间的摩擦配合以及套圈的凸起与套筒的孔的槽之间的配合都可以被显示。此外，第一切削端 上套圈的外表面与罩上开口的内表面之间的摩擦配合以及第一切削端 上套圈的凸起与罩的内表面的槽之间的配合都可以被显示。在图4B中 还可以显示出罩覆盖着套圈以及凹口的磨损边缘。图3B和4B显示了当罩被可移除地安装到各个切削端上时，各个切 削端连续的弹头状包络面。如图3B和4B中所示的例子，连续的曲线350， 450从切削头的最末端部分延伸到台肩的径向上最外侧部分。曲线350， 450具有弹头形或卵形，其中切削头的末端对应卵形的弧线352， 452的 点。第一切削端和罩的所有表面，如果存在的话，都在包络面之内。 在某些实施例中，罩的外表面的一部分与包络面的一部分相关。尽管 在图3B和图4B中所示与第一切削端相关，然而当切削工具翻转并且罩 处在第二切削端的时候，类似的曲线与第二切削端相关。图5为切削工具502，罩504，可选套筒506及块规夹持器508的组合 的立体图。在图5中，切削工具的第二切削端已被插入到套筒506中并 且是不可见的。套筒506己被插入到块规夹持器508中。这样并且与单 端切削工具相类似，第二切削端充当用于第一切削端的柄的形式，并 且当可翻转切削工具被翻转时，第一切削端充当用于第二切削端的柄 的形式。在图5中，罩504还没有被安装到切削工具502的第一切削端之 上以及第一切削端上的套圈510是可见的。图5中的组合能够被安装到用于切削的设备之上。例如，块规夹持 器可被焊接到可旋转切削元件上。用于切削的设备的示意性实施例包 括可旋转切削元件以及切削工具，罩，可选套筒及块规夹持器的组合。 块规夹持器被安装到可旋转切削元件上。可旋转切削元件的一个例子 是壁面挖掘机的鼓。块规夹持器通过例如焊接的方式安装到可旋转切 削元件上。可旋转切削元件能够处在设备的可转换或者其它可移动的 臂上。具有可旋转切削元件的适当设备的例子如Sandvik Apline Miner AM75。一种示意性的切削材料的方法使用用于切削的设备，使切削工具 与要移除的材料相接合。当切削工具移动并与材料相接触的时候，一 些材料即被移除。该示意性方法可用在采矿，建筑以及挖掘上。另外一种示意性的切削材料的方法是将切削工具的第一切削端插 入到块规夹持器的孔或者套筒的中，该块规夹持器在用于切削的设备 的可旋转切削元件上，该套筒被安装到用于切削的设备的可旋转切削 元件上的块规夹持器上。罩随后被安装到切削工具的第二切削端上。 例如，罩可以通过使用例如槌子等手动力来安装。设备随后被操作以 使用切削工具的第二切削端来切削材料。在第二切削端损坏之后，罩 被从切削工具的第二切削端上移除并且切削工具的第一端从块规夹持 器的孔中移除。如前面所描述的，移除工具能够用于移除罩和/或切削 工具。切削工具的第二切削端随后被插入到用于切削的设备的可旋转切 削元件的块规夹持器的孔或者套筒的孔中，该套筒被安装到用于切削 的设备的可旋转切削元件的块规夹持器上。罩被安装到切削工具的第 一切削端上，该罩最好是前面从第二切削端上移除的罩，但是也可以 是不同的罩。第一切削端随后准备切削材料。在示意性方法中，切削工具的第一切削端包括在其第一末端的第 一切削头，第一主体部分，第一主体部分上的第一凹口以及定位在第 一凹口中的第一套圈，并且切削工具的第二切削端包括在其第二末端 的第二切削头，第二主体部分，第二主体部分上的第二凹口以及定位 在第二凹口中的第二套圈。罩的引入对于切削工具的二次使用来说是可选择的，因为如果切 削工具的另外的切削端已被使用及损坏，那么罩所保护的套圈和磨损 边缘将不再被使用。通常，罩加强了双边切削工具的耐用性。通过将罩置于切削头和凹口之上，该罩充当凹口和磨损区域的保护，从而使 得这些区域在切削头磨损的时候仍然保持完整。罩还保护可选择地安 装到凹口上的套圈。 一旦该侧被磨损以及仍然具有在使用切削工具的 相对一端时完全可用的凹口和/或套圈，则使用者可以移除该罩。在切削材料的操作当中，罩的自由转动使得没有到达罩的内部的 有限材料不会保持卡在罩的内部。这种转动有助于破碎任意的材料。 由于在罩摩擦配合或凸出配合到套圈的外表面的时候套圈的内表面在 凹口中可以转动，因此罩可以自由地转动。此外在切削材料的操作当 中，对于没有罩的切削工具来说，罩能够帮助切削工具承载更高的负 载。这是由于罩与切削工具的台肩相接触。更高的侧面冲击能够从切 削头承载并且部分地分配到罩上，以及台肩和/或套筒的主体和/或块规 夹持器上，从而有更多的支撑以用于这种压力。公开的切削工具，组合，切削设备以及方法提高了操作的效率和 经济性。因为每个切削工具都具有两个切削头，因此当使用相同数目 切削头的时候，使用者只需储存和运输一半数目的切削工具。此外， 与传统的仅有一个切削端的切削工具相比，具有两个切削端的可翻转 切削工具的制造需要更少的钢。可以理解的是，贯穿本说明书，套筒的引入是可选的并且切削工 具的第二端可被直接地插入到块规夹持器的孔中或者任意其它孔中用 于支撑切削工具。在本发明中，块规夹持器或者其它支撑的孔以与套 筒的孔相似的方式操作并且具有相似的结构，套筒的孔在此结合图3A-3B和图4A-4B描述。此外，当套筒存在时，除了这里描述之外的其 它结构也可以包括在内，例如用在套筒和块规夹持器中的常用套筒的 其它结构。本申请请求优先权的美国专利申请No.ll/711，002和No.ll/711，003被结合在此作为参考。尽管连同优选实施例在此描述，对于本领域技术人员可以理解的 是，增加，删减，变形以及没有特别描述的替换不会脱离附加权利要 求所限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种套筒，用于插入到切削工具的块规夹持器的孔中，该套筒包括主体，该主体具有从第一端到第二端纵向贯穿的孔，该孔限定了内表面；位于第一端上的台肩，该台肩具有接触表面；以及位于孔的内表面上的两个槽，其中所述两个槽纵向地间隔分开。
2. 如权利要求l所述的套筒，其中第一槽朝向所述套筒的第一端 定位。
3. 如权利要求l所述的套筒，其中第一槽至少部分地位于由接触 表面所限定的平面上方。
4. 如权利要求3所述的套筒，其中第二槽大致处在所述套筒的孔 的纵向中心。
5. 如权利要求3所述的套筒，其中第二槽完全地处在由接触表面 所限定的平面下方。
6. 如权利要求l所述的套筒，其中第一槽完全地位于由接触表面 所限定的平面上方。
7. 如权利要求6所述的套筒，其中第二槽大致处在所述套筒的孔 的纵向中心。
8. 如权利要求6所述的套筒，其中第二槽完全地处在由接触表面 所限定的平面下方。
9. 一种组合，包括 具有两个切削端的可翻转切削工具； 具有孔的块规夹持器，以及 插入到块规夹持器的孔中的套筒， 其中该套筒包括主体，该主体具有从第一端到第二端纵向贯穿的孔，该孔限定了 内表面；位于在第一端上的台肩，该台肩具有接触表面；以及位于孔的内表面上的两个槽，其中所述两个槽纵向地间隔分开。
10. 如权利要求9所述的组合，其中第一槽朝向所述套筒的第一端 定位。
11. 如权利要求9所述的组合，其中第一槽至少部分地位于由接触 表面所限定的平面上方。
12. 如权利要求ll所述的组合，其中第二槽大致处在所述套筒的 孔的纵向中心。
13. 如权利要求ll所述的组合，其中第二槽完全地处在由接触表 面所限定的平面下方。
14. 如权利要求9所述的组合，其中第一槽完全地位于由接触表面 所限定的平面上方。
15.
16. 如权利要求14所述的组合，其中第二槽完全地处在由接触表 面所限定的平面下方。
17. 如权利要求9所述的组合，包括罩，其中该可翻转切削工具在两个切削端的每一个上都具有套圈， 其中该罩可移除地安装到两个切削端中的第一个上面并且覆盖所 述套圈，并且其中两个切削端中的第二个插入到套筒的开口中。
18. 如权利要求17所述的组合，其中第一套圈的内表面可旋转地 环绕第一切削端的第一主体部分中的第一凹口安装，并且第一套圈的 外表面摩擦配合到所述罩的孔的内表面。
19. 如权利要求18所述的组合，其中第二套圈的内表面可旋转地 环绕第二切削端的第二主体部分中的第二凹口安装。
20. 如权利要求17所述的组合，其中该罩为具有基座、顶部以及 主体的平截体形状，其中该主体具有从顶部到基座贯穿的孔。
21. 如权利要求17所述的组合，其中该罩为具有基座、顶部以及 主体的圆柱形状或者桶状，其中该主体具有从顶部到基座贯穿的孔。
22. —种用于切削的设备，该设备包括可旋转切削元件以及如权 利要求l的组合，其中块规夹持器被安装到可旋转切削元件上。
23. —种用于切削的设备，该设备包括可旋转切削元件以及如权 利要求17的组合，其中块规夹持器被安装到可旋转切削元件上。
全文摘要
一种切削工具，具有第一切削端，第二切削端，在第一切削端和第二切削端之间的交界面的台肩，可移除地安装到第一切削端和第二切削端之一上的罩。每个切削端都具有在其末端的切削头，主体部分，主体部分中的凹口以及定位于凹口中的套圈。切削端相互之间呈镜像，或者为非镜像，例如具有不同的长度，以适应不同的操作环境。切削端中的一个被安装到夹持器中并且罩保护着工作切削端上的套圈以及凹口结构。可翻转切削工具以及套筒和/或块规夹持器系统的组合，用于切削的设备，套筒本身以及罩本身也都被公开。
文档编号E21C35/00GK101255796SQ200810081390
公开日2008年9月3日 申请日期2008年2月27日 优先权日2007年2月27日
发明者约瑟夫·康韦尔·法代 申请人:山特维克知识产权股份有限公司