潜孔钻头的制作方法与工艺

文档序号:13109001
技术领域本实用新型涉及钻凿技术领域,更具体地说,它涉及一种潜孔钻头。

背景技术:
随着深孔爆破和采掘技术的发展,潜孔钻头由于安全环保、结构简单、操作方便等特点,广泛用于土石方工程、矿山开采、水井钻探、建筑工程等,使用时,需要根据岩石情况(硬度、磨蚀性)和钻机类型(高风压、低风压)来选择潜孔钻头,不同形式的合金齿和布齿方式适用于不同岩石的钻凿,选择正确的潜孔钻头,是获得最佳使用效果的前提,目前,市场上的钻头,在对岩层,特别是对中硬和岩性均匀的岩岩层始终存在一些不足,如作业效率低、能效差等问题。在专利申请号为“201520071948.6”的一篇中国专利文件中,记载了一种富卵石拌岩层地基潜孔钻机,钻头的下端面由外斜面、内斜面和中平面构成,外斜面位于外围位置处,中平面位于中心位置处,内斜面介于外斜面和中平面两者之间,在外斜面、内斜面和中平面上均设有若干凸体,凸体的外端面为弧面,由于在钻头的下端面上设置了三个不同层面的端面结构,这本身有利于钻头下潜,而且在不同层面上均设置有凸体,从而会在钻头的下端面上在三维空间内构建了一个高效的拨动体系,便于对表面光滑、形状不规整的鹅卵石进行拨动,使鹅卵石能够快速移位,既提高了潜孔作业的效率,同时也能够减少钻头对鹅卵石的击碎,提高了能效。但是,上述这种钻头以及现有的大多数钻头,钻头头部的合金齿与钻头都是通过注浇一体成型而成的,在钻凿硬度较高的岩石时,对合金齿的磨损比较严重,一般部分合金齿被磨损后不能使用后,会导致整个钻头的报废,无法继续使用下去,这样大大增加了钻头的报废率,从而使整个潜孔过程下来,耗费的钻头数量较多,浪费生产成本。

技术实现要素:
针对现有技术存在的不足,本实用新型的目的是提供一种减少钻头的报废,节约生产成本的潜孔钻头。为实现上述目的,本实用新型提供了如下技术方案:一种潜孔钻头,包括裤体,所述裤体的一端为工作端,所述工作端的端面上设置有合金齿,所述工作端的端面上设置有螺纹孔,所述合金齿上一体成型有与螺纹孔螺纹连接的螺纹部。通过采用上述技术方案,螺纹部与螺纹孔螺纹连接,从而实现工作端与合金齿的可拆卸固定连接,螺纹连接方式与其他可拆卸固定连接方式相比,比较牢固且稳定,可以使合金齿牢固的固定在工作端上,与工作端不易产生脱离,工作端与合金齿是可拆卸固定连接的,钻头工作时,将合金齿安装在工作端上,合金齿用于切屑岩石表面,若合金齿发生损坏或者磨损严重的情况时,停止钻头工作,将合金齿从工作端上拆卸下来,更换上新的合金齿,与现有技术相比,不需要将整个钻头下来更换上新的钻头,减少了钻头的报废率,从而使钻头可使用的寿命延长,大大减少了生产成本上的浪费。进一步的,所述工作端包括呈圆形的平面端和环绕分布于平面端边缘的斜面端,所述平面端上的合金齿数量为5个且呈非对称设置。通过采用上述技术方案,球齿的数量选为5个,球齿的数量比较适中,可均匀分布在平面端的端面上,使平面端部位的球齿钻凿效果达到较佳;非对称设置,在对称设置的情况下,可能球齿对同一个地方的岩石钻凿,因此,采用非对称设置,可使球齿对不同地方的岩石进行钻凿,使岩石切屑的表面不会出现部分高,部分低的情况,从而保证了钻凿切屑的稳定性和可靠性。进一步的,所述裤体上与工作端相对的另一端为非工作端,所述裤体内设置有沿裤体的轴线方向上贯穿至非工作端的空腔,所述工作端的端面上开设有贯穿至空腔内的吹气孔,所述工作端的端面在沿裤体的径向方向上开设有与吹气孔连通且延伸到斜面端边缘的排粉槽。通过采用上述技术方案,钻头工作时,排粉槽的设置,使工作端端面与岩石表面之间留有较大的空间,在吹气孔吹气的作用下,石粉可通过排粉槽向外排出,从而使切屑表面与工作端端面之间的石粉可以排出去,使裤体的工作端面在切屑过程中,不受石粉的影响,起到较好的切屑效果。进一步的,所述斜面端位于排粉槽处的端面沿裤体的轴线方向上延伸设置有凹陷部。通过采用上述技术方案,随着钻头的下潜,排粉槽内的石粉可顺着凹陷部的延伸方向流动,避免石粉在排粉槽内滞留,影响排粉槽的正常排粉,从而使钻头在下潜过程中达到较好的钻凿效果。进一步的,所述凹陷部上设置有与吹气孔连通的排粉孔。通过采用上述技术方案,在排粉吹气系统出现故障无法工作的情况下,石粉进入到吹气孔内,可通过排粉孔向外排出,避免石粉滞留在裤体内的情况出现,即使在排粉吹气系统无法工作的情况下,钻头可能进行正常的排粉工作。进一步的,所述凹陷部在斜面端端面上的形状为月牙形。通过采用上述技术方案,月牙形的设置使石粉流畅的进入到凹陷部内,位于凹陷部的排粉槽槽口不易出现堵塞的情况。进一步的,所述工作端的直径大于裤体的直径。通过采用上述技术方案,工作端与裤体相比,工作端比较粗,使工作端具有较好的结构强度,从而使工作端的使用寿命较长。进一步的,所述裤体从工作端至非工作端的方向上一体成型有直径大于裤体直径的扩径部。通过采用上述技术方案,直径较小的裤体部分通过扩径部过渡到工作端上,使裤体与工作端之间的直径差不会太大,通过扩径部增加裤体位于工作端边缘的结构强度,避免裤体在工作端处产生弯曲变形,提高裤体的整体强度。进一步的,所述合金齿为一种硬质合金球齿。通过采用上述技术方案,合金齿为一种硬质合金球齿,该球齿由硬质合金材料制成,硬质合金具有较好的耐磨性、塑性和韧性,因此,由这种硬质合金制成的球齿具有较好的耐磨性、塑性和韧性,将球齿设置在钻头上,球齿与岩石接触时,能够承受较大的磨损,球齿的使用寿命比较长,从而能够降低钻头钻凿的运行成本。综上所述,本实用新型具有以下有益效果:1、若合金齿发生损坏或者磨损严重的情况时,停止钻头工作,将合金齿从工作端上拆卸下来,更换上新的合金齿,与现有技术相比,不需要将整个钻头下来更换上新的钻头,减少了钻头的报废率,从而使钻头可使用的寿命延长,大大减少了生产成本上的浪费;2、钻头工作时,排粉槽的设置,使工作端端面与岩石表面之间留有较大的空间,在吹气孔吹气的作用下,石粉可通过排粉槽向外排出,从而使切屑表面与工作端端面之间的石粉可以排出去,使裤体的工作端面在切屑过程中,不受石粉的影响,起到较好的切屑效果;3、在裤体的侧壁位于凹陷部内设置与吹气孔连通的排粉孔,进入到吹气孔内的石粉,可通过排粉孔向外排出,避免石粉滞留在裤体内的情况出现,即使在排粉吹气系统无法工作的情况下,钻头可能进行正常的排粉工作。附图说明图1是潜孔钻头的结构示意图一;图2是潜孔钻头的结构示意图二,用于体现扩径部的直径大于裤体的直径;图3是潜孔钻头的爆炸示意图;图4是潜孔钻头的剖面示意图。图中:1、裤体;2、工作端;201、平面端;202、斜面端;3、非工作端;4、球齿;401、螺纹部;5、螺纹孔;6、气孔;7、排粉槽;8、凹陷部;9、排粉孔;10、扩径部;11、空腔。具体实施方式以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。实施例一:一种潜孔钻头,参照图1,该潜孔钻头包括裤体1,裤体1为圆柱体形状,裤体1的一端为工作端2,与工作端2相对的另一端为非工作端3,工作端2的端面上设置有合金齿,在本实施例中,合金齿为一种硬质合金球齿4,该球齿4由硬质合金材料制成,这种硬质合金材料在专利申请号为“201210428866.3”的一篇中国专利文件中已公开,在该文献中记载了一种硬质合金原料,使用这种硬质合金原料制备的硬质合金耐磨性、塑性和韧性比较好,因此,由这种硬质合金制成的球齿4具有较好的耐磨性、塑性和韧性,且可使用的寿命比较长,从而能够降低矿用工具使用工况的运行成本;参照图1和图3,工作端2与合金齿可拆卸固定连接,在本实施例中,可拆卸固定连接的方式为螺纹连接,在工作端2的端面上设置有螺纹孔5,螺纹孔5从工作端2的端面上沿裤体1的轴线方向上延伸,球齿4上一体成型有与螺纹孔5螺纹配合的螺纹部401,螺纹孔5的形状为圆柱状,螺纹部401为球齿4在背对球面的方向上延伸形成的圆柱体,圆柱体外侧壁上设置有外螺纹,螺纹孔5内设置有与外螺纹螺纹配合的内螺纹,通过内外螺纹配合,实现球齿4与工作端2的螺纹连接;在钻头工作时,将球齿4牢固的固定在裤体1上,钻头上的球齿4进行钻凿工作,若出现球齿4磨损严重或者已损坏的情况下,工作人员可将损坏的球齿4拆卸下来,更换上新的球齿4,不需要将整个钻头更换下来进行报废,从而使一个钻头的使用寿命延长,大大减少了生产成本上的浪费。参照图1和图4,工作端2包括呈圆形的平面端201和环绕分布于平面端201边缘的斜面端202,平面端201与斜面端202是一体成型的,斜面端202的端面由工作端2所在的方向朝非工作端3所在的方向倾斜,斜面端202的设置,使工作端2分为不在同一平面内的平面端201和斜面端202,不同平面上的工作端2有利于钻头的下潜;平面端201上的球齿4数量为5个且呈非对称设置,球齿4的数量选为5个,球齿4的数量比较适中,可均匀分布在平面端201的端面上,使平面端201部位的球齿4钻凿效果达到较佳;非对称设置,在对称设置的情况下,可能球齿4对同一个地方的岩石钻凿,因此,采用非对称设置,可使球齿4对不同地方的岩石进行钻凿,使岩石切屑的表面不会出现部分高,部分低的情况,从而保证了钻凿切屑的稳定性和可靠性。参照图4,裤体1内设置有沿裤体1的轴线方向上贯穿至非工作端3的空腔11,通过该空腔11可将钻头安装到潜孔钻机上,并且通过该空腔11与潜孔钻机上的排粉吹气系统连通,排粉吹气系统可向空腔11内吹气,排粉吹气系统属于现有技术,在此不做详细说明,工作端2的端面上开设有贯穿至空腔11内的吹气孔6,即吹气孔6与空腔11是连通的,排粉吹气系统可向空腔11内吹气,然后气流从吹气孔6向外排出,钻头工作时,吹气孔6可对岩石的切屑表面进行吹气,将石粉从切屑的表面上吹走,工作端2的端面在沿裤体1的径向方向上开设有与吹气孔6连通且延伸到斜面端202边缘的排粉槽7,钻头工作时,工作端2的端面与岩石的切屑表面接触比较近,吹气孔6只能将少许石粉吹走,大量的石粉仍然留在岩石与工作端2的端面之间,无法向外排出,因此,在工作端2的端面上开设排粉槽7,排粉槽7从吹气孔6延伸至斜面端202边缘,当工作端2端面与岩石表面接触的比较近时,通过排粉槽7,使工作端2端面与岩石表面之间留有较大的空间,在吹气孔6吹气的作用下,石粉可通过排粉槽7向外排出,从而使切屑表面与工作端2端面之间的石粉可以排出去,使裤体1的工作端2面在切屑过程中,不受石粉的影响,起到较好的切屑效果。参照图3,斜面端202位于排粉槽7处的端面沿裤体1的轴线方向上延伸设置有凹陷部8,凹陷部8贯穿斜面端202上的排粉槽7,且沿着裤体1的轴线方向延伸,随着钻头的下潜,排粉槽7内的石粉可顺着凹陷部8的延伸方向流动,避免石粉在排粉槽7内滞留,影响排粉槽7的正常排粉,从而使钻头在下潜过程中达到较好的钻凿效果。参照图3和图4,凹陷部8上设置有与吹气孔6连通的排粉孔9,在排粉吹气系统出现故障无法工作的情况下,石粉容易通过吹气孔6进入到空腔11内,在空腔11内堆积无法排除,因此,在裤体1的侧壁位于凹陷部8内设置与吹气孔6连通的排粉孔9,进入到吹气孔6内的石粉,可通过排粉孔9向外排出,避免石粉滞留在裤体1内的情况出现,即使在排粉吹气系统无法工作的情况下,钻头可能进行正常的排粉工作;凹陷部8在斜面端202端面上的形状为月牙形,从而使斜面端202边缘的缺口宽度比较大,排粉槽7位于凹陷部8位置的缺口宽度比较小,控制排粉槽7排放到凹陷部8内的石粉流量,使石粉流畅的进入到凹陷部8内,不易出现堵塞的情况。参照图2,工作端2的直径大于裤体1的直径,即工作端2在径向方向上凸出于裤体1,工作端2与裤体1相比,工作端2比较粗,使工作端2具有较好的结构强度,从而使工作端2的使用寿命较长。参照图2,裤体1从工作端2至非工作端3的方向一体成型有直径大于裤体1直径的扩径部10,即扩径部10在径向方向上凸出于裤体1,裤体1过渡到工作端2之间设置扩径部10,使裤体1与工作端2之间的直径差不会太大,通过扩径部10增加裤体1位于工作端2边缘的结构强度,避免裤体1在工作端2处产生弯曲变形,提高裤体1的整体强度。实施例二:一种潜孔钻头,与实施例一不同之处在于,合金齿为锥形齿,锥形齿的齿形较尖,工作时与岩石接触面积较小,阻力较小,在相同工作条件下易于侵入岩石,掘进速度较快,提高了钻凿潜孔的效率。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。...
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