专利名称：一种复合钻头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能穿越地层尤其是沙质土地层的复合钻头，可广泛运用于高层建 筑地下设施、地铁车站基坑围护、和江河提坝加固和软土基改良等等地下深基础工程的需要。
背景技术：
在城市高层建筑、地铁车站深基坑围护、江河提坝防渗加固和软土基改良加固等 地下基础工程的建设过程中，目前大量采用SMW工法设备建造地下连续墙，即使用多轴钻 机进行连续钻掘，并将土和水泥浆在原位置混合搅拌并插入型钢来建造地下挡土防水墙的 技术，起到挡土、防渗作用。在现有技术中，多轴钻机的钻头一般采用经过改进的长螺旋钻机的钻具和钻头，， 如一种新型钻具，专利号为ZL200720070011. 2，它是采用两片螺旋叶片固定在钻杆前端部、 三排刀体交叉排列固定在2个螺旋叶片底边、刀体头部堆焊碳化钨等技术，当多轴钻机在 较硬的沙质土地层进行钻孔作业时，会导致刀头刃口磨损严重、刀头脱落、叶片磨损断裂等 质量问题，不仅影响钻孔作业的施工效率，而且使钻孔质量不稳定，直接影响地下连续墙施 工质量。
发明内容
本发明的目的在于根据现有技术中存在的不足，提供一种钻进能力强、刀头强度 高、刀头和翼片耐磨性好、钻孔成槽质量高和作业效率成倍提高的复合钻头。本发明通过以下技术方案来实现本发明涉及一种复合钻头，包括杆体、由内刀头和内刀把组成的内刀体、翼片、由 外刀头和外刀把组成的外刀体；其中，杆体中间设有灌浆通道，内刀体固定在杆体的下端 部；翼片有2-6个，以其长度方向垂直钻管的轴向中心线方向均布地固定在杆体下部的外 周面上，外刀体固定在翼片上；所述的内刀体中的内刀头及外刀体中的外刀头分别与内刀 把和外刀把焊接成一体；外刀体通过外刀把焊接固定在翼片的下边上，并且外刀体在每一 翼片上安装有2 4个，除了翼片自由端上的外刀体外，每一翼片上的外刀体的位置与另一 翼片上外刀体的位置在旋转位置上是交叉排列的；内刀头和外刀头的前端分别具有内切削 刃和外切削刃；所述的内刀体和外刀体的安装方向是使其内刀头和外刀头安装成向着杆体 的旋转方向。本发明可以是，所述的内刀体有2-4个，所述杆体的下端部设有法兰，内刀体通过 内刀把径向对称焊接固定在杆体的法兰的下表面处。本发明还可以是，所述的内刀头和外刀头采用感应钎焊工艺分别焊接固定在内刀 把和外刀把的端部。本发明还可以是，所述的各翼片的翼面是朝同一方向倾斜的，与杆体的轴向中心 线的夹角α = 50-70° ；翼片的下边与杆体的前端法兰平面之间的夹角β =0-15°，且它们是焊接固定在杆体下部的外周面上。本发明还可以是，所述的外刀体通过外刀把焊接固定在翼片的下边上，并且外刀体在每一翼片上安装有2 4个，除了翼片自由端上的外刀体外，每一翼片上的外刀体的位 置与另一翼片上外刀体的位置在旋转位置上是交叉排列的。本发明还可以是，所述的内刀头和外刀头采用硬质合金钢材质制成。本发明还可以是，所述的内刀把、外刀把和翼片采用碳钢或低合金钢材质制成。本发明还可以是，所述的翼片的自由端为与杆体同轴心的圆弧面，该圆弧面上设 有网状耐磨层。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述图1为本发明复合钻头的结构示意图；图2为图1的仰视图；图3为图1的A-A向剖视图；图4为图1的B-B向剖视图。
具体实施例方式如图1、图2、图3和图4所示，一种复合钻头，包括杆体1、由内刀头21和内刀把 22组成的内刀体2、翼片3、由外刀头41和外刀把42组成的外刀体4 ；其中，杆体1中间设 有灌浆通道11，用来水泥浆的灌注；内刀体2固定在杆体1的下端部，内刀体2有2-4个， 杆体1的下端部设有法兰13，内刀体2通过内刀把22径向对称焊接固定在杆体1的法兰 11的下表面处 ’翼片3有2-6个，以其长度方向垂直杆体1的轴向中心线方向均布地固定 在杆体1下部的外周面上，外刀体4固定在翼片3上；各翼片3的翼面31是朝同一方向倾 斜的，与杆体1的轴向中心线的夹角α = 50-70° ；翼片3的下边32与杆体1的前端法兰 11平面之间的夹角β =0-15°，且它们是焊接固定在杆体1下部的外周面12上；内刀头 21和外刀头41的前端分别具有内切削刃211和外切削刃411 ；所述的内刀体2和外刀体 4的安装方向是使其内刀头21和外刀头41安装成向着杆体1的旋转方向；内刀体2中的 内刀头21及外刀体4中的外刀头41分别与内刀把22和外刀把42焊接成一体，内刀头21 和外刀头41用硬质合金块制成，采用感应钎焊工艺分别焊接固定在内刀把22和外刀把42 的端部，有效增加内刀头21与内刀把22以及外刀头41与外刀把42的粘结强度，防止内切 削刃211和外切削刃411在钻掘石块等硬性物质时出现刀头脱落断裂；外刀体4通过外刀 把42焊接固定在翼片3的下边32上，并且外刀体4在每一翼片3上安装有2 4个，除了 翼片3自由端上的外刀体4外，每一翼片3上的外刀体4的位置与另一翼片3上外刀体4 的位置在旋转位置上是交叉排列的，即一排外刀体4的位置固定在另一排相邻两个外刀体 4的空隙中，以保证复合钻头在钻进过程中能全部并均勻地钻掘泥土及沙质土；内刀把22、 外刀把42和翼片3采用碳钢或低合金钢材质制成，可增加其强度；翼片3的自由端为与杆 体1同轴心的圆弧面，该圆弧面上设有网状耐磨层33，减缓翼片3的磨损情况，有效提高钻 孔成桩质量；内刀体2和外刀体4的安装方向是使其内刀头21和外刀头41安装成面向杆 体1的旋转方向，有利于钻孔作业时往上输送泥土浆或沙土浆。
本发明复合钻头，通过在杆体的端部和前端外圆上设置内刀体和外刀体二层切削刀体，多轴钻机钻进过程中能实现内刀头和外刀头同步钻掘切削，钻孔作业效率成倍提高； 同时刀头与刀把采用感应钎焊工艺焊接，有效提高了刀头和刀把的结合强度，尤其在较硬 的沙质土地层钻孔作业时，能避免刀头脱落或崩裂、刀头和翼片磨损快的情况；翼片与杆体 同轴心的自由端圆弧面上有网状耐磨层，并保证钻孔成槽后连续墙的表面质量。
权利要求
一种复合钻头，包括杆体(1)、由内刀头(21)和内刀把(22)组成的内刀体(2)、翼片(3)、由外刀头(41)和外刀把(42)组成的外刀体(4)；其中，杆体(1)中间设有灌浆通道(11)，内刀体(2)固定在杆体(1)的下端部；翼片(3)有2～6个，以其长度方向垂直杆体(1)的轴向中心线方向均布地固定在杆体(1)下部的外周面上，外刀体(4)固定在翼片(3)上；所述的内刀体(2)中的内刀头(21)及外刀体(4)中的外刀头(41)分别与内刀把(22)和外刀把(42)焊接成一体；内刀头(21)和外刀头(41)的前端分别具有内切削刃(211)和外切削刃(411)；所述的内刀体(2)和外刀体(4)的安装方向是使其内刀头(21)和外刀头(41)安装成面向杆体(1)的旋转方向。
2.根据权利要求1所述的新型复合钻头，其特征在于所述的内刀体(2)有2 4个，所 述杆体⑴的下端部设有法兰(13)，内刀体(2)通过内刀把(22)径向对称焊接固定在杆体 (1)的法兰(11)的下表面处。
3.根据权利要求1所述的新型复合钻头，其特征在于所述的内刀头(21)和外刀头(41)采用感应钎焊工艺分别焊接固定在内刀把(22)和外刀把(42)的端部。
4.根据权利要求1所述的新型复合钻头，其特征在于各翼片(3)的翼面(31)是朝同一 方向倾斜的，与杆体(1)的轴向中心线的夹角α = 50 70° ’翼片(3)的下边(32)与杆 体(1)的前端法兰(11)平面之间的夹角β = 0-15°，且它们是焊接固定在杆体(1)下部 的外周面(12)上。
5.根据权利要求1所述的新型复合钻头，其特征在于所述的外刀体(4)通过外刀把(42)焊接固定在翼片(3)的下边(32)上，并且外刀体(4)在每一翼片(3)上安装有2 4个，除了翼片(3)自由端上的外刀体外，每一翼片(3)上的外刀体(4)的位置与另一翼片 (3)上外刀体(4)的位置在旋转位置上是交叉排列的。
6.根据权利要求1或3所述的新型复合钻头，其特征在于所述的内刀头(21)和外刀头(41)采用硬质合金块制成。
7.根据权利要求1或4所述的新型复合钻头，其特征在于所述的内刀把(22)、外刀把(42)和翼片(3)采用碳钢或低合金钢材质制成。
8.根据权利要求1或5或7所述的新型复合钻头，其特征在于所述的翼片(3)的自由 端为与杆体(1)同轴心的圆弧面，该圆弧面上设有网状耐磨层(33)。
全文摘要
一种复合钻头，包括杆体、由内刀头和内刀把组成的内刀体、翼片、由外刀头和外刀把组成的外刀体；其中，杆体中间设有灌浆通道，内刀体固定在杆体的下端部；翼片有2～6个，以其长度方向垂直杆体的轴向中心线方向均布地固定在杆体下部的外周面上，外刀体固定在翼片上；所述的内刀体中的内刀头及外刀体中的外刀头分别与内刀把和外刀把焊接成一体；内刀头和外刀头的前端分别具有内切削刃和外切削刃；所述的内刀体和外刀体的安装方向是使其内刀头和外刀头安装成面向杆体的旋转方向。该复合钻头实现内刀头和外刀头同步钻掘切削，作业效率成倍提高，刀头和刀把的结合强度高，减缓刀头和翼片磨损情况，保证钻孔后连续墙质量。
文档编号E21B10/43GK101812971SQ20101012829
公开日2010年8月25日 申请日期2010年3月17日 优先权日2010年3月17日
发明者张国柱, 朱亚萍, 黄敏, 龚秀刚 申请人:上海工程机械厂有限公司