带有保护性构件的切削刀具组件的制作方法

专利名称：带有保护性构件的切削刀具组件的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种切削刀具组件，该切削刀具组件可用于撞击基底或地层，例如像浙青路面材料、煤沉积物、矿物构层等。此类切削工具组件典型地包括一个定位在刀夹具中的可旋转的切削刀具，该刀夹具包括但不限于一个底座或座架，该底座或座架被固定到一个可旋转的转鼓上或者一个快速更换刀架和/或套管上，如普遍已知的。
背景技术：
如能够认识到的，这些可旋转的切削刀具和其夹具在对这些部件产生磨损、以及其他可能由于工作条件恶劣而引起失效的恶劣环境中工作。尽管这些切削刀具要经受磨损是不可避免的，这种切削刀具在工作过程中围绕其中央纵向轴线进行旋转的能力总体上延长了切削刀具的使用寿命。因此可以了解到，切削刀具或切削刀具组件的、在工作过程中协助切削刀具进行旋转的多个特征对于切削刀具(和切削刀具组件)的运作以及地层切削机器的整体运作是有益的。如本领域的普通技术人员所知，夹具的使用寿命比切削刀具的使用寿命长得多。每个夹具旨在适应由此夹持的切削刀具的许多变化，直到必须替换该夹具。在地层切削机器(像路面铣刨机)的情况下，维持该铣削模式是重要的。影响铣削模式的一个因素是该夹具的前面所遭受的磨损程度。为了减少对该夹具前面的磨损，该切削刀具携带了介于该切削刀具与该夹具之间的一个保护性构件，例如一个垫圈。该保护性构件保护该夹具的前面免受磨损。然而，仍然还希望提供一种改进的切削刀具组件，该组件在已知的切削刀具组件基础上进行了改进。还希望提供一种改进的切削刀具组件，该组件更好地保护该夹具的前面免受磨损。

发明内容
根据本发明的一个方面，一种用于撞击地层的切削刀具组件包括一个包含孔的夹具、一个被可旋转地包含在该夹具的孔内的切削刀具以及一个介于该切屑刀具与该夹具之间的保护性构件。该保护性构件具有一个与该切削刀具相邻的第一表面以及一个与该夹具相邻的第二表面，其中该第一表面具有的第一硬度大于该第二表面的第二硬度。在一个方面，该第一硬度是大于该第二硬度的。在本发明的另一个方面，一种用于冲击地层的切削刀具组件包括一个包含孔的夹具，该孔具有一个轴向前端，并且该夹具具有一个在该孔的轴向前端处包围该孔的前表面。该组件还包括一个被可旋转地包含在该夹具的孔内的切削刀具，并且该切削刀具具有一个朝后的肩台。该组件进一步包括可定位在该切削刀具与该夹具之间的一个保护性构件。该保护性构件具有一个与该切削刀具的朝后的肩台相邻的第一表面以及一个与该夹具的前表面相邻的第二表面,其中该第一表面具有的第一硬度大于该第二表面的第二硬度。在一个方面，该保护性构件的第二表面是与该夹具的前表面直接接触的。在另一个方面，该保护性构件的第一表面是与该切削刀具的朝后的肩台直接接触的。根据本发明的又另一个方面，一个保护性构件，其被定位在包含孔的夹具与可旋转地包含在该夹具的孔内的切削刀具之间以便提供一种用于撞击地层的切削刀具组件，包括一个与该切削刀具相邻的第一表面以及一个与该夹具相邻的第二表面，其中该第一表面具有的第一硬度是大于该第二表面的第二硬度。在本发明的另一个方面，一种用于冲击地层的切削刀具组件包括一个包含孔的夹具，该孔具有一个轴向前端，并且该夹具具有一个在该孔的轴向前端处包围该孔的前表面。该组件还包括一个该可旋转地包含在该夹具的孔内的切削刀具，并且该切削刀具具有一个朝后的肩台。该组件进一步包括一个可定位在该切削刀具与该夹具之间的保护性构件。该保护性构件具有一个与该切削刀具的朝后的肩台相邻的第一构件以及一个与该夹具的前表面相邻的第二构件，其中该第一构件具有的第一硬度大于该第二构件的第二硬度。在一
个方面，该保护性构件的第二构件是与该夹具的前表面直接接触的。在另一个方面，该保护性构件的第一构件是与该切削刀具的朝后的肩台直接接触的。根据本发明的另一个方面，一种用于撞击地层的切削刀具组件包括一个包含孔的夹具、一个被可旋转地包含在该夹具的孔内的切削刀具以及一个介于该切屑刀具与该夹具之间的保护性构件。该保护性构件具有一个与该切削刀具相邻的第一部分以及一个与该夹具相邻的第二部分，其中该第一部分具有的第一硬度大于该第二部分的第二硬度。在对本说明书和附图进行综合考虑之后，将更全面地理解本发明的这些以及其他方面。


图I是根据本发明的一个方面的切削刀具组件的分解图。图2是根据本发明一个方面的图I所示的切削刀具组件的组装后侧视图。图3是根据本发明的一个方面在图I的线3-3处获取的保护性构件的截面视图。图4是根据本发明的一个方面的与图3类似的视图，展示了保护性构件的不同硬度。图5是根据本发明的一个方面的、与图I类似的另外的切削刀具组件的分解图。
具体实施例方式参见图I到图3，展示了根据本发明的一个方面的一种总体上被指定为10的切削刀具组件。该切削刀具组件10总体上对于在撞击地层时产生切削碎片是有用的。切削刀具组件10包括一个夹具12，该夹具一般被固定到一个从动构件11上，该从动构件是例如像一个轮、一个链、或一个转鼓，例如在可以用于铣削浙青道路表面的路面铣刨机的情况下。夹具12具有一个夹具本体14，它提供了一个底座16以及一个围绕中央孔20的轴向前面或表面18。轴向前面18提供了一个面向轴向向前方向的光滑表面。该轴向前面18在孔20的轴向前端22处包围该孔。切削刀具组件10还包括一个可旋转的切削刀具24，它被保持在该夹具12的中央孔20之中。该可旋转的切削刀具24是与Ojanen等人的美国专利号6，478，383B1中示出且说明的切削刀具相类似的。切削刀头24具有一个长形的切削刀具本体26，该本体具有一个轴向前端28和一个轴向后端30。切削刀具本体26还提供了一个与该轴向后端30相邻的柄32。切削刀具本体26进一步具有一个与该轴向前端28相邻的头部分34。在该柄32与该头部分34的连接处存在一个朝后的肩台36。朝后的肩台36提供了一个光滑的、平的表面。切削刀具24还具有一个硬质烧结碳化物刃尖38，该刃尖是例如通过硬钎焊而固定到该切削工具本体26的轴向前端28处的一个承窝(未展示)上。切削刀具组件10进一步包括一个保护性构件40，该构件具有一个中央开口 41。该保护性构件40介于该切削刀具24与该夹具12之间。更特别地，该保护性构件40被定位在该切削刀具24与该夹具12之间并且被接收在该柄32上。在一个方面，该保护性构件40是可旋转的。在另一方面，该保护性构件40总体上是圆形的，但应认识到根据本发明可以提供其他形状。在又另一个方面，该保护性构件40是一个垫圈。该保护性构件40具有一个与该切削刀具 24相邻的第一表面，如一个轴向前表面
42。在一个方面，该保护性构件40的轴向前表面42与该切削刀具24的朝后的肩台36相邻。在另一个方面，该轴向前表面42是与该切削刀具24的朝后的肩台36直接接触的。保护性构件40还包括一个与该夹具12相邻的第二表面，如一个轴向后表面44。在一个方面，该保护性构件40的轴向后表面44与该夹具12的轴线前表面18相邻。在另一个方面，该轴向后表面44是与该夹具12的轴线前表面18直接接触的。将认识到的是，当该切削刀具组件10处于组装位置中(参见图2)时，该保护性构件40是位于该切削刀具24与该夹具12之间以便当该切削刀具24在工作过程中旋转时在该夹具12的轴线前面18与该可旋转切削刀具24的肩台36之间提供磨损保护。该切削刀具24是可旋转地保持在该夹具12的孔20之内的。在这个方面，切削刀具24的柄32被接收在该孔20之内。介于该夹具12的轴向前面或表面18与该切削刀具24的朝后的肩台表面36之间的是保护性构件40。根据本发明的一个方面，该保护性构件40的设置方式是在该切削刀具24与该刀夹具12之间提供改进的磨损保护。更特别地，该保护性构件40的设置方式是在该切削刀具24的朝后的肩台36与该刀夹具12的轴向前表面18之间提供增加的磨损保护。这种改进的磨损保护是由该保护性构件40的轴线前表面42来提供的，该轴线前表面具有的硬度与该轴向后表面44的硬度不同。在一个方面，该轴向前表面42具有的硬度值是大于该轴向后表面44的硬度值。在本发明的另一个方面，该夹具12的轴向前表面18具有的硬度值是大于该保护性构件40的轴向后表面44的硬度。在另一方面，该切削刀具24的朝后的肩台36具有的硬度是小于或等于该保护性构件40的轴向前表面42的硬度值。在使用中，该切削刀具24和保护性构件40 (例如垫圈)进行旋转并且在切削环境(例如浙青)下，这些磨料颗粒进入这些旋转构件之间。已经确定的是，当一个表面比另一个软时，相比于较硬的构件而言大部分磨蚀性磨损是发生在较软的构件上。因此，通过使轴向后表面44比该夹具12的轴向前表面18更软，则更多的磨损将会发生在保护性构件40上而不是夹具12上，并且当随着每个切削刀具24变化而更换保护性构件40时，磨损被转移到一个可消耗的部件上而不是转移到被固定到该机器上的夹具12上。还已经确定的是，该切削刀具24在该保护性构件40的轴向前表面42上的旋转可以通过使表面42的硬度等于或大于该肩台36的硬度而得到改进。当表面42更硬时，更多的磨损发生在肩台36上并且更少的磨损发生在该保护性构件40上，这使得该保护性构件40的轴向后表面44能够具有更高百分比的由于磨损造成的损失。当切削刀具24和保护性构件40的组件被频繁更换时，将这些磨损部件进行更新。该轴向前表面42的硬度可以是大于或等于约50RC (RC是洛氏C硬度)。在一个方面，该轴向前表面42的硬度可以是处于约50RC到约58RC的范围内。该轴向后表面44的硬度可以是小于约45RC。在一个方面，该轴向后表面44的硬度可以是处于约38RC到约45RC的范围内。保护性构件40的表面42和44的硬度不同可以通过选择性淬火、选择性感应淬火、或者选择性感应回火来实现。在一个方面，选择性淬火提供了一个相对不受淬火介质影响的部件。这可以通过隔离一个区域进行更慢的冷却来实现，这样该淬火介质仅仅接触该部件的有待快速冷却的那些区域。因此，将认识到的是，通过仅将该保护性构件40的轴向前表面42而不将轴向后表面44进行选择性淬火，表面44的硬度将受到淬火强度的影响并且受到材料的(例如，钢)合金组成的影响。选择性淬火是一个单一的过程并且使用更低的合金钢并且因此提供了最小的成本选择。1在另一方面，选择性感应淬火也是生产本发明的保护性构件40的一个选择。例如，标准的完全硬化的垫圈(标称地是43-48RC)在轴向前表面42上通过感应而被再加热而且被淬火以便将这个表面上的硬度升高到55RC。该加工确实进一步将该轴向后表面44软化到35RC。图4是根据本发明的一个方面的与图3类似的视图，展示了可以为保护性构件40提供的不同硬度的一个实例，。确切地说，一个第一部分，例如与该轴向前表面42相邻的一个更淡色调的区域46，具有增加的硬度，的因为例如选择性感应硬化或用于提供所希望的选择性硬化的其他技术。一个第二部分，例如与轴向后表面44相邻的更暗色调的区域48，具有的硬度是低于该更淡色区域46的。因此，该保护性构件40的轴线前表面42被提供成具有的硬度与该轴向后表面44的硬度不同。在一个方面，因此该轴向前表面42具有的硬度值是大于该轴向后表面44的硬度值。图5是根据本发明的一个方面的、与图I类似的另外的切削刀具组件的分解图。确切地说，在图5中，该保护性构件140包括一个第一构件142，例如一个第一垫圈；以及一个第二构件144，例如一个第二垫圈。在一个方面，该保护性构件140的第一构件142是与该切削刀具24的朝后的肩台36相邻，并且该保护性构件140的第二构件144是与该夹具12的轴向前表面18相邻。在另一个方面，该第一构件142是与该切削刀具24的朝后的肩台36直接接触的，而该第二构件144是与该夹具12的轴向前表面18直接接触的。这些构件142和144可以是独立的部件，或者它们可以通过例如机械地铆接、胶合、或硬钎焊在一起来而彼此附接。根据本发明的一个方面，该保护性构件140的设置方式是在该切削刀具24与该刀夹具12之间提供改进的磨损保护。更特别地，该保护性构件140的设置方式是在该切削刀具24的朝后的肩台36与该刀夹具12的轴向前表面18之间提供增加的磨损保护。这种改进的磨损保护是由该保护性构件140的第一构件142来提供的，该第一构件具有的硬度与该第二构件144的硬度不同。在一个方面，该第一构件142具有的硬度值是大于该第二构件144的硬度值。
在本发明的另一个方面，在长的使用寿命的切削应用中，当被切削的材料对于这些碳化物镶片不是非常磨蚀性的时候，该钢制切削刀具本体26和该保护性构件40的磨损变成了主要的因素。保护性构件40的磨损可能太激烈以至于该切削刀具24不是因为该切削刃尖38或本体26被磨损掉而是为了保护该夹具12的轴线前表面的面18免受磨损而被 过早更换。在此列出的本发明的多个方面将减少这种影响。虽然已经出于解说目的在上面说明了本发明的多个具体的方面，但是对于本领域那些普通技术人员而言明显的是可以对本发明的细节进行多种变更而并不背离如所附权利要求书中限定的本发明。
权利要求
1.一种用于撞击地层的切削刀具组件，该切削刀具组件包括一个夹具，该夹具包含一个孔；一个切削刀具，该切削刀具被可旋转地包含在该夹具的孔之内；以及一个介于该切削刀具与该夹具之间的保护性构件，该保护性构件具有一个与该切削刀具相邻的第一表面以及一个与该夹具相邻的第二表面，其中该第一表面具有的第一硬度与该第二表面的第二硬度不同。
2.如权利要求I所述的切削刀具组件，其中，该第一硬度是大于该第二硬度的。
3.如权利要求I所述的切削刀具组件，其中，该第一硬度是大于约50RC。
4.如权利要求I所述的切削刀具组件，其中，该第二硬度是小于约45RC。
5.如权利要求I所述的切削刀具组件，其中，该夹具的孔具有一个轴向前端，并且该夹具具有一个在该孔的轴向前端处包围该孔的前表面，并且其中该保护性构件的第二表面是与该夹具的前表面相邻的。
6.如权利要求5所述的切削刀具组件，其中，该保护性构件的第二表面是与该夹具的前表面相接触的。
7.如权利要求5所述的切削刀具组件，其中，该夹具的前表面具有的硬度是大于该保护性构件的第二表面的第二硬度。
8.如权利要求I所述的切削刀具组件，其中，该切削刀具具有一个朝后的肩台，并且其中该保护性构件的第一表面是与该切削刀具的朝后的肩台相邻的。
9.如权利要求8所述的切削刀具组件，其中，该保护性构件的第一表面是与该切削刀具的朝后的肩台相接触的。
10.如权利要求8所述的切削刀具组件，其中，该切削刀具的朝后的肩台具有的硬度是小于或等于该保护性构件的第一表面的第一硬度。
11.如权利要求I所述的切削刀具组件，其中，该保护性构件是可旋转的。
12.如权利要求I所述的切削刀具组件，其中，该保护性构件是基本上圆形的。
13.如权利要求I所述的切削刀具组件，其中，该保护性构件是一个垫圈。
14.一种用于撞击地层的切削刀具组件，该切削刀具组件包括一个夹具，该夹具包含一个孔，该孔具有一个轴向前端，并且该夹具具有一个在该孔的轴向前端处包围该孔的前表面；一个切削刀具，该切削刀具被可旋转地包含在该夹具的孔内，并且该切削刀具具有一个朝后的肩台；以及一个在该切削刀具与该夹具之间可定位的保护性构件，该保护性构件具有一个与该切削刀具的朝后的肩台相邻的第一表面以及一个与该夹具的前表面相邻的第二表面，其中该第一表面具有的第一硬度是大于该第二表面的第二硬度的。
15.如权利要求14所述的切削刀具组件，其中，该第一硬度是大于约50RC。
16.如权利要求14所述的切削刀具组件，其中，该第二硬度是小于约45RC。
17.如权利要求14所述的切削刀具组件，其中，该保护性构件的第二表面是与该夹具的前表面相接触的。
18.如权利要求14所述的切削刀具组件，其中，该夹具的前表面具有的硬度是大于该保护性构件的第二表面的第二硬度。
19.如权利要求14所述的切削刀具组件，其中，该保护性构件的第一表面是与该切削刀具的朝后的肩台相接触的。
20.如权利要求14所述的切削刀具组件，其中，该切削刀具的朝后的肩台具有的硬度是小于或等于该保护性构件的第一表面的第一硬度。
21.如权利要求14所述的切削刀具组件，其中，该保护性构件是可旋转的。
22.如权利要求14所述的切削刀具组件，其中，该保护性构件是基本上圆形的。
23.如权利要求14所述的切削刀具组件，其中，该保护性构件是一个垫圈。
24.一种保护性构件，该保护性构件被定位在一个含孔的夹具与一个可旋转地包含在该夹具的孔内的切削刀具之间以便提供用于撞击地层的切削刀具组件的，该保护性构件包括一个与该切削刀具相邻的第一表面以及一个与该夹具相邻的第二表面，其中该第一表面具有的第一硬度是大于该第二表面的第二硬度的。
25.如权利要求24所述的保护性构件，其中，该第一硬度是大于约50RC。
26.如权利要求24所述的保护性构件，其中，该第二硬度是小于约45RC。
27.如权利要求24所述的保护性构件，其中，该保护性构件是可旋转的。
28.如权利要求24所述的保护性构件，其中，该保护性构件是基本上圆形的。
29.如权利要求24所述的保护性构件，其中，该保护性构件是垫圈状的元件。
30.一种用于撞击地层的切削刀具组件，该切削刀具组件包括一个夹具，该夹具包含一个孔，该孔具有一个轴向前端，并且该夹具具有一个在该孔的轴向前端处包围该孔的前表面；一个切削刀具，该切削刀具被可旋转地包含在该夹具的孔内，并且该切削刀具具有一个朝后的肩台；以及一个在该切削刀具与该夹具之间可定位的保护性构件，该保护性构件具有一个与该切削刀具的朝后的肩台相邻的第一构件以及一个与该夹具的前表面相邻的第二构件，其中该第一构件具有的第一硬度是大于该第二构件的第二硬度的。
31.如权利要求30所述的切削刀具组件，其中，该第一构件是一个垫圈。
32.如权利要求30所述的切削刀具组件，其中，该第二构件是一个垫圈。
33.如权利要求30所述的切削刀具组件，其中，该第一硬度是大于约50RC。
34.如权利要求30所述的切削刀具组件，其中，该第二硬度是小于约45RC。
35.如权利要求30所述的切削刀具组件，其中，该保护性构件的第二构件是与该夹具的前表面相接触的。
36.如权利要求30所述的切削刀具组件，其中，该夹具的前表面具有的硬度是大于该保护性构件的第二构件的第二硬度。
37.如权利要求30所述的切削刀具组件，其中，该保护性构件的第一构件是与该切削刀具的朝后的肩台相接触的。
38.如权利要求30所述的切削刀具组件，其中，该切削刀具的朝后的肩台具有的硬度是小于或等于该保护性构件的第一构件的第一硬度。
39.如权利要求30所述的切削刀具组件，其中，该第一构件是邻接该第二构件的。
40.一种用于撞击地层的切削刀具组件，该切削刀具组件包括一个夹具，该夹具包含一个孔；一个切削刀具，该切削刀具被可旋转地包含在该夹具的孔之内；以及一个介于该切削刀具与该夹具之间的保护性构件，该保护性构件具有一个与该切削刀具相邻的第一部分以及一个与该夹具相邻的第二部分，其中该第一部分具有的第一硬度是大于与该第二部分的第二硬度。
41.如权利要求40所述的切削刀具组件，其中，该夹具的孔具有一个轴向前端，并且该夹具具有一个在该孔的轴向前端处包围该孔的前表面，并且其中该保护性构件的第二部分包括一个与该夹具的前表面相邻的表面。
42.如权利要求41所述的切削刀具组件，其中，该保护性构件的第二部分的表面是与该夹具的前表面相接触的。
43.如权利要求40所述的切削刀具组件，其中，该切削刀具具有一个朝后的肩台，并且其中该保护性构件的第一部分包括一个与该切削刀具的朝后的肩台相邻的表面。
44.如权利要求43所述的切削刀具组件，其中，该保护性构件的第一部分的表面是与该切削刀具的朝后的肩台相接触的。
全文摘要
一种用于撞击地层的切削刀具组件包括一个包含孔的夹具，该孔具有一个轴向前端，并且该夹具具有一个在该孔的轴向前端处包围该孔的前表面。该组件还包括一个切削刀具，该切削刀具被可旋转地包含在该夹具的孔内，并且该切削刀具具有一个朝后的肩台。该组件进一步包括一个保护性构件，该构件是可定位在该切削刀具与该夹具之间的。该保护性构件具有一个与该切削刀具的朝后的肩台相邻的第一表面以及一个与该夹具的前表面相邻的第二表面，其中该第一表面具有的第一硬度大于该第二表面的第二硬度。在一个方面，该保护性构件的第二表面是与该夹具的前表面直接接触的。在另一个方面，该保护性构件的第一表面是与该切削刀具的朝后的肩台直接接触的。
文档编号E21C35/18GK102900012SQ20121024329
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月13日 优先权日2011年7月25日
发明者R·W·奥贾南, D·C·罗利特 申请人:钴碳化钨硬质合金公司