专利名称：一种端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在岩石、混凝土结构体上进行钻孔的技术领域。技术背景
目前在岩石、混凝土结构体上进行钻孔作业时普遍采用锤震破碎原理，设计制作的各种钻孔机具，此类机具在进行钻孔作业时噪声分贝高、机具震动大、孔内碎屑不易排出，工作效率不高，为其提供动力的空压机，体积硕大，噪声很高，操作人员在作业时要同时承受高噪声、强震动、高粉尘对身体的伤害，作业现场条件不利于操作人员长时间工作。
发明内容
本发明提出了一种在岩石、混凝土结构体上旋转切削钻孔新机具，它消除了钻孔作业时产生的震动及噪声，切销速度快，钻孔效率高，切削产生的碎屑可预存在储屑筒内， 抽出钻具可将碎屑一并带出，钻孔深度可达1. 5米适合填装炸药进行爆破，尤其适合隧道开凿作业，和地面巨型岩体爆破前的钻孔作业。
所述的一种端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具如图1所示，它包括筒身(I)、五头合金切削刀具(2)、三头阶梯错位切销刀具座(3)、切销刀具(4)、刀座定位螺栓(5)、螺旋排屑环固定筒￠)、中心定位棒(7)、螺旋排屑环(8)、端盖(9)、锁紧螺母(10)、连接钻杆方头(11)、连接钻杆圆柱(12)。其特征在于整个钻具为筒形结构，前端是五头合金切削刀具，中部安装有切削刀具座，座上安装有三头阶梯合金切削刀具，切削刀具座后面安装螺旋排屑装置，后端是与钻具连接的方头连接装置。
所述的一种端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具，五头合金切削刀具(2)如图2所示，它包括筒身⑥、合金刀头①②③④⑤。其特征在于钻具筒身长400mm、 外径50mm、内径45mm筒身上端口隔72°分布统有宽12mm、深8mm的豁槽五个,镶嵌焊接五个合金刀头，刀头长15mm、宽12mm、厚8mm。刀体镶嵌焊接于槽内部分8mm,伸出端面部分 7mm。
所述的一种端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具，三头阶梯错位切销刀具座(3)如图3所示，它包括切销刀具①、刀具座外圈②、刀具座内圈③、固定螺栓④。 其特征在于合金刀体由合金材料按图制作，刀具座内、外圈上铣有定位槽各三条，阶梯错位切削合金刀体是按120°错位顺序镶嵌在槽内，刀具倾斜角度为(4)中心凹入116°至 125°，切削刀座是由4条定位螺栓与筒身固定为(2) —体的，切销刀具工作时可将岩体切削为碎屑。
所述的一种端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具三头阶梯错位切销刀具①如图4所示，它包括合金刀体(I)、刀弧(2)、切削刀尖(3)、退屑部(4)。其特征在于合金刀体由合金材料按图制作，切削刀尖双向倒角有利于切屑的排出。
所述的一种端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具三头阶梯错位切销刀具座外圈②如图5所示，它包括外圈体(I)、定位斜槽(2)、定位螺栓孔(3)。其特征在于定位螺栓孔十字分布，孔径8mm,定位斜槽宽8mm,斜26°。
所述的一种端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具三头阶梯错位切销刀具座内圈③如图6所示，它包括内圈体(I)、定位槽(2)、定位螺纹孔(3)。其特征在于定位螺栓孔十字分布，螺纹孔径8mm,定位斜槽宽8mm,斜26°。
所述的一种端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具刀座定位螺栓(5) 如图7所示，定位螺栓采用标准件配置。
所述的一种端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具三头阶梯错位切销刀具座装配图如图8所示，它包括外圈体(I)、内圈体(2)、定位螺栓(3)。其特征在于 切削刀具座是由4条定位螺栓与筒身、外圈体、内圈体固定为一体的。
所述的一种端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具螺旋排屑环固定筒(6)如图9所示，它包括固定筒体①、连接筋②、凸台③、定位孔④。其特征是铸铁件， 固定筒体为筒形铸铁件，凸台由三条连接筋与筒体铸为一体，凸台上铸、车有螺纹定位孔一个。
所述的一种端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具中心定位棒(7) 如图10所示，它包括棒体①、锥尖②、螺纹③、。其特征在于，定位棒由45#钢坯车出，根部是连接螺纹，中部是圆柱体，顶部是圆锥。
所述的一种端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具螺旋排屑环(8) 如图11所示，它包括螺旋体①、支撑体②、中心孔③、其特征在于螺旋排屑环为铸铁件， 排屑环环数是3环，螺距不小于20mm、不大于30mm，支撑体中间铸有直径不小于10mm、不大于30mm中心孔。
所述的一种端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具，螺旋排屑装配图如图12所示，它包括固定筒①、中心定位棒②、螺旋排屑环③，其特征在于螺旋排屑环是由中心定位棒穿过排屑环中心孔连接为一体,再将端部螺纹旋入凸台螺纹孔内。
所述的一种端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具端盖(9)，如图13 所示，它包括端盖①、台阶②、方头连接孔③、连接钻杆圆孔④、端盖连接螺纹⑤、台阶锁紧螺纹⑥。其特征是端盖为台阶式设计，端盖连接螺纹⑤与钻筒内螺纹连接，台阶锁紧螺纹与锁紧螺母连接，端盖中心前部是一个空心长方体，后部是空心圆柱体，第一台阶厚度不小于10_、不大于30_。
所述的一种端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具锁紧螺母(8)如图14所示，它包括锁紧螺母①、锁紧螺纹②、连接钻杆圆孔③。其特征是锁紧螺母为瓶盖形设计，锁紧螺纹在边缘，中部是钻杆过孔。
所述的一种端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具连接钻杆(9)，如图15所示，它包括钻杆连接方头①、圆柱钻杆②。其特征是连接钻杆的头部是长方体、杆部是圆柱体。
图I(a)是端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具主视图I(b)是端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具俯视图2(a)是五头合金切削刀具主视图2(b)是五头合金切削刀具俯视图3(a)是钻具三头合金切削刀具座主视图3(b)是钻具三头合金切削刀具座俯视图4(a)是三头合金切削刀头主视图4(b)是三头合金切削刀头俯视图4(c)是三头合金切削刀头左视图4(d)是三头合金切削刀头俯视图5 (a)是三头阶梯错位切销刀具座外圈主视图5 (b)是三头阶梯错位切销刀具座外圈俯视图5(c)是三头阶梯错位切销刀具座外圈刨面视图5(d)是三头阶梯错位切销刀具座外圈刨面俯视图6 (a)是三头阶梯错位切销刀具座内圈主视图6 (b)是三头阶梯错位切销刀具座内圈俯视图6 (c)是三头阶梯错位切销刀具座内圈刨面视图6 (d)是三头阶梯错位切销刀具座内圈刨面俯视图7(a)是三头阶梯错位切销刀具座螺栓主视图7(b)是三头阶梯错位切销刀具座螺栓俯视图8是三头阶梯错位切销刀具座装配图9(a)是螺旋排屑环固定环主视图9(b)是螺旋排屑环固定环俯视图10 (a是螺旋排屑环定位棒主视图10 (b是螺旋排屑环定位棒俯视图11 (a是螺旋排屑环主视图11 (b是螺旋排屑环俯视图12 (a是螺旋排屑装配主视图12 (b是螺旋排屑装配俯视图13 (a是端盖主视图13 (b是端盖俯视图14 (a是锁紧螺母主视图14 (b是锁紧螺母俯视图15 (a是方头连接钻杆主视图15 (b是方头连接钻杆俯视图16是断面切削刀具切削岩体旋出的圆柱形岩体及碎屑示意图具体实施方案
施工前选用相应功率的电动钻机，将本钻具的锁紧螺母(10)取下，套入方头连接钻杆(12)、将钻杆方头(11)插入方头连接孔，把锁紧螺母(10)旋入锁紧螺纹，将其锁紧，再将连接钻杆(12)与电动钻机连接，便可开始作业。从图1可以看到五头合金切削刀具⑵ 的形状为正5边形端面管状刀具组合，作业时机具正时针旋转，端面刀具切削岩面旋出管状孔，如图16所示，并于孔内切出一个圆柱岩体(D)，随着切销深度增加120°阶梯切削刀具(2)贴近圆柱岩体(D)，120°阶梯切削刀具(3)旋转切割圆柱岩体(D)将岩体切成碎屑 (X)，螺旋排屑环(6)利用与圆柱岩体(D)的相对运动将切屑(X)排入储屑筒(I)，当储屑筒积屑量(S)达到一定程度时，停止作业从孔中抽出机具，松开锁紧螺母(10)，拔出方头连接转杆(12)更换钻具，利用工作间隙旋出端盖(9)倒出屑粉，两套钻具轮换作业，钻孔深度可达I. 5米，孔径可达50cm，适合隧道开凿过程中的岩体爆破和巨形岩体爆破前的钻孔作业。
权利要求
1.一种端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具，其特征在于管内阶梯错位切削刀具是安装在管内的，分3组按120°错位顺序卡装在切削刀座上，刀具倾斜角度为中心凹入116°至125°，切削刀座是由8条定位螺栓与筒身固定为一体的。
2.根据权利要求I所 述的ー种端面管状钻孔管内阶梯旋转切削螺旋排屑筒形钻具，其特征在于螺旋排屑环的旋转方向是正时针旋转，螺旋排屑环的环数为3环，螺距不小于20mm,不大于30mm,中间穿连的是直径不小于10mm、不大于30mm的中心定位棒。
3.根据权利要求I所述的、一种端面管状钻孔管内阶梯旋转切削螺旋排屑筒形钻具，其特征在干端盖为台阶设计，第一台阶外螺纹与钻筒内螺纹连接，第二台阶外螺纹与锁紧螺母内螺纹连接，中心是ー个空心圆柱体，第一台阶厚度不小于10mm、不大于30mm。
4.根据权利要求I所述的、一种端面管状钻孔管内阶梯旋转切削螺旋排屑筒形钻具，其特征在于连接钻杆的头部是长方体、杆部是圆柱体。
全文摘要
本发明的要点在于它是一种端面管状钻孔管内阶梯错位切削螺旋排屑筒形钻具，特征在于，管内阶梯错位切削刀具是安装在管内的，分3组按120°错位顺序卡装在切削刀座上，刀具倾斜角度为中心凹入116°至125°，切削刀座是由8条定位螺栓与筒身固定为一体的。是一种新型凿岩钻孔机具。它的应用有效消除了现有的钻孔机具工作时产生的高燥音、强震动、排屑难等问题，可广泛应用于岩石地层隧道开凿、矿山巷道掘进作业，地面巨大岩石破除等领域的钻孔。
文档编号E21B10/42GK102979462SQ20121050873
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者李平 申请人:李平