带有硬质切削刃尖定中心特征和钎焊接点控制特征的切削刀头的制作方法
【专利摘要】一种切削刀头，包括一个长形本体，该长形本体具有一个柄部和一个带有轴向前端的头部。该头部在其轴向前端限定一个凹座。该凹座包括一个底表面以及从该底表面延伸的一个侧壁，其中该凹座的侧壁包括从该侧壁向外延伸的多个伸出部分。该切削刀头还包括一个被可附接地接纳在头部的凹座中的硬质切削刃尖。该多个伸出部分被构造和安排成将该硬质切削刃尖定位在凹座中并且便于在硬质切削刃尖与头部的凹座之间形成一个钎焊接点。
【专利说明】带有硬质切削刃尖定中心特征和钎焊接点控制特征的切削刀头
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及采矿以及施工用的刀具，并且更特别地涉及带有硬质切削刃尖定中心特征和钎焊接点控制特征的切削刀头。
【背景技术】
[0002]切削刀头被使用在多种路面铣刨、采矿以及挖掘操作中。这些刀头被安装在一个支撑结构上，如旋转鼓轮上。每个切削刀头典型地具有被附接到该切削刀头的总体上圆锥形钢质头部上的一个硬质抗磨损切削刃尖，该刃尖由一种诸如碳化钨的材料制成。
[0003]该硬质切削刃尖典型地是使用钎焊合金而被钎焊在形成于该切削刀头的头部中的一个槽口或凹座中，从而在该硬质切削刃尖与该切削刀头本体(即头部)之间形成一个钎焊接点。在切削操作的整个过程中，由于切削刀头持续地间歇式猛烈撞击在该特定的基底材料上，钎焊接点经受极大的应力。随着时间的推移，钎焊接点会经受足够的应力以致失效，由此允许硬质切削刃尖与切削刀头本体分离。明显地，如果切削刀头失去该硬质切削刃尖，该切削刀头对于切削操作而言不再有用。
[0004]因此，重要的是该钎焊接点在硬质切削刃尖与切削刀头本体之间提供均匀且从始至终的附接，并且在其之间提供强有力的且可靠的连接，从而防止硬质切削刃尖与切削刀头本体分离。
[0005]因而，可以认识到，高度希望提供一种克服已知刀具的多种不利之处、缺点和限制因素的经改善的切削刀头。还可认识到，高度希望提供一种具有克服了已知刀具的多种不利之处、缺点和限制因素的经改善的钎焊接点的、经改善的切削刀头。
【发明内容】
[0006]根据本发明的一个方面，一种切削刀头包括一个长形本体，该长形本体具有一个柄部和一个带有轴向前端的头部。该头部在其轴向前端限定一个凹座。该凹座包括一个底表面和一个从该底表面延伸的侧壁，其中该凹座的侧壁包括多个从该侧壁向外延伸的伸出部分。该切削刀头还包括一个被可附接地接纳在头部的凹座中的硬质切削刃尖。该多个伸出部分被构造和安排成将该硬质切削刃尖定位在凹座中并且便于在该硬质切削刃尖与头部的凹座之间形成一个钎焊接点。
[0007]根据本发明的的另一方面，一种切削刀头包括一个长形本体，该长形本体具有一个柄部和一个带有轴向前端的头部。该头部在其轴向前端限定一个凹座。该凹座包括一个底表面和一个从该底表面延伸的侧壁，其中该凹座的侧壁包括至少两个从该侧壁向外延伸的伸出部分。该切削刀头还包括一个被可附接地接纳在头部的凹座中的硬质切削刃尖。该至少两个伸出部分被构造和安排成将该硬质切削刃尖定位在凹座中并且便于在该硬质切削刃尖与该头部的凹座之间形成一个钎焊接点。
[0008]根据本发明的一个另外的方面，一种切削刀头包括一个长形本体，该长形本体具有一个柄部和一个带有轴向前端的头部。该头部在其轴向前端限定一个凹座。多个伸出部分各自从该凹座的一个侧壁向外延伸。该切削刀头还包括一个被可附接地接纳在该头部的凹座中的硬质切削刃尖。该多个伸出部分被构造和安排成将该硬质切削刃尖定位在凹座中。
[0009]本发明的这些和其他方面在查看本说明书及附图之后将得到更全面的理解。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是根据本发明一个方面的一种切削刀头的等轴视图。
[0011]图2是根据本发明一个方面的如图1所展示的切削刀头的一个头部的局部视图。
[0012]图2A是根据本发明一个另外的方面、与图2相类似的一个另外的头部的局部视图。
[0013]图2B是仍根据本发明的一个另外的方面、与图2和图2A相类似的又一个另外的头部的局部视图。
[0014]图3是根据本发明的一个方面、图1所展示的切削刀头的一个头部的局部截面视图，该头部中插入了 一个硬质切削刃尖。
[0015]图4A是根据本发明一个方面的一个切削刀头的另一个头部的局部截面视图。
[0016]图4B是根据本发明的另一个方面的一个切削刀头的又另一个头部的局部截面视图。
[0017]图4C是根据本发明一个另外方面的切削刀头的一个另外的头部的局部截面视图。
【具体实施方式】
[0018]参见图1、图2和图3，在此展示了根据本发明多个方面的一种切削刀头，总体上表示为参考号10。应该认识到，本发明可用于在不同种类的切削操作中有用的多种切削刀具。多种示例性操作包括但不限于:路面整平(或铣刨)、采煤、混凝土切割以及其他种类的切削操作，其中带有硬质切削构件的切削刀头撞击在基底(例如，地层、路面、道路浙青材料、混凝土、以及类似物)上，从而使基底破裂成不同大小的碎片，包括较大尺寸的碎片或大块以及较小尺寸的碎片(包括尘状颗粒)。此外，应该认识到，本发明的切削刀头10可以根据所希望的刀具应用而以不同的大小和尺寸进行制造。
[0019]切削刀头10具有一条纵向中央轴线X-X。切削刀头10包括一个总体上指定为12的长形切削本体，该本体典型地由例如钢制成。长形本体12具有一个轴向前端14和一个轴向后端16。
[0020]长形本体12进一步包括一个与该轴向前端14相邻的头部18以及一个与该轴向后端16相邻的柄部20。柄部20可以配备有不同的形状和构形。在一个方面，柄部20可以被构造和安排成是可旋转的，这样使得该切削刀头10是可旋转式切削刀具。刀具本体12还可以包括一个套环部分21。
[0021]头部18在刀具本体12的轴向前端14处或其附近限定一个凹座22。凹座22包括一个底表面24和一个从该底表面24延伸的侧壁26。在一个方面，侧壁26是连续的且具有总体上圆形的形状。侧壁26在刀具本体12的轴向前端14处或其附近限定一个凹座开口28。这个凹座开口 28总体上与底表面24相反或者与其相对。在一个方面，凹座22具有总体上圆柱形的形状。
[0022]头部18的凹座22被构造和安排成用于接纳一个硬质切削刃尖30(例如，见图3)。硬质切削刃尖30(可以例如由一种碳化钨材料或者用于这类切削刀头的其他适当的硬质材料制成)可以例如通过将硬质切削刃尖30钎焊到头部18的凹座22上而进行附接或附着，如在此将更详细地进行说明。
[0023]仍参见图1、图2和图3，凹座22进一步包括多个伸出部分32和34，这些伸出部分总体上从凹座22的侧壁26向外延伸。换言之，这些伸出部分32和34从侧壁26延伸或者伸出并且进入由凹座22限定的空间中。在一个方面，该多个伸出部分32和34被构造和安排成将该硬质切削刃尖30在凹座22中定向或定位并且协助或者便于在硬质切削刃尖30与头部18的凹座22之间形成一个钎焊接点。更确切地说，是为了便于例如在硬质切削刃尖30的环形外部侧壁36和底部38与凹座22的侧壁26和底表面24之间形成一个钎焊接点。
[0024]在本发明的一个方面，这些伸出部分32包括第一组伸出部分，该第一组伸出部分是在凹座开口 28处或其附近而被形成或定位的。此外，这些伸出部分34包括第二组伸出部分，该第二组伸出部分是在凹座22的底表面24处或其附近而形成或定位的。在一方面，这些伸出部分32是与这些伸出部分34间隔开的。然而，应该认识到，这些伸出部分32和/或34可以在凹座22内的侧壁26上的其他不同的位置处来形成或定位。
[0025]在本发明的另一个方面，例如由图2中示出的中心线C所展示的，这些伸出部分32(例如第一组伸出部分)中的每一个与这些相对应的伸出部分34 (例如第二组伸出部分)中的每一个总体上是轴向对齐的。然而，应该认识到，这些伸出部分32可以被形成或定位成不与这些伸出部分34轴向地对齐，例如，这些伸出部分32可以与这些伸出部分34是轴向偏离的。
[0026]在一个方面，这些伸出部分32和34具有不同的尺寸、形状和构形。例如，如图2所展示的，这些伸出部分32的表面积总体上小于这些伸出部分34的表面积、但根据本发明的多个方面可以被形成为具有不同的尺寸关系。同样例如图2所展示的，这些伸出部分32和/或这些伸出部分34可以具有总体上矩形的形状、但根据本发明的多个方面还可以被形成为具有不同的形状，例如像正方形。
[0027]在本发明的另一方面，该多个伸出部分32和/或34可以围绕凹座22的侧壁26被环圆周地等距间隔开。在一个实例中，图2展示了围绕侧壁26被等距间隔开的四个伸出部分32以及围绕侧壁26被等距间隔开的四个伸出部分34。例如从每个伸出部分的中心线C进行测量，这四个伸出部分32和这四个伸出部分34被间隔开大约90度。应该认识到，根据本发明可以使用另外数目的伸出部分32和/或34。
[0028]在另一个实例中，图2A展示了围绕侧壁26a被等距间隔开的三个伸出部分32a以及围绕侧壁26a被等距间隔开的三个伸出部分34a。例如从每个伸出部分的中心线C进行测量，这三个伸出部分32a和这三个伸出部分34a被间隔开大约120度。
[0029]在另一个实例中，图2B展示了围绕侧壁26b被等距间隔开的两个伸出部分32b以及围绕侧壁26b被等距间隔开的两个伸出部分34b。例如从每个伸出部分的中心线C进行测量，这两个伸出部分32b和这两个伸出部分34b被间隔开大约180度。[0030]参见图3，头部18的凹座22具有例如从侧壁26上的一个点至侧壁26上的一个相对的点而测量出的第一直径Dl。该多个伸出部分32各自包括一个外向面40并且该多个伸出部分34各自包括一个外向面42。相对的外向面40以及相对的外向面42各自限定一个第二直径D2，例如从一个外向面40上的一个点到一个外向面40上的一个相对的点而测量出的，以及类似地从一个外向面42上的一个点到一个外向面42上的一个相对的点而测量出的(或者作为包含这些外向面40和/或外向面42的一个圆的直径来测量的)。在一个方面，第一直径Dl大于第二直径D2,即D2小于Dl。
[0031]仍参见图3，该硬质切削刃尖30限定一个第三直径D3。在一个方面，该第二直径D2大于该第三直径D3，即D3小于D2，这还意味着D3小于Dl。
[0032]在切削刀头10的组装过程中，硬质切削刃尖30被放置在头部18的凹座22中。如所描述的，该多个伸出部分32和34被构造和安排成将该硬质切削刃尖30在凹座22中定向或定位并且便于在硬质切削刃尖30与头部18的凹座22之间形成一个钎焊接点。更确切地说，该多个伸出部分32和34被构造和安排成将该硬质切削刃尖30在凹座22中定向或定位以便于例如在硬质切削刃尖30的环形外部侧壁36和底部38与凹座22的侧壁26和底表面24之间形成一个钎焊接点。
[0033]在本发明的一个方面，该多个伸出部分32和34被构造和安排成总体上使该硬质切削刃尖30在凹座22中居中并且便于在硬质切削刃尖30与头部18的凹座22之间形成一个钎焊接点。在钎焊操作过程中，将钎焊合金以固体的形式放置成紧密接近于正被钎焊的这些部件。当该合金以及这些部件到达钎焊料的熔体流动温度时，该合金在整个接点区域分散并通过毛细作用而将这些部分结合在一起。毛细作用受到这些部件之间的间隙大小的影响并且对于产生良好品质的钎焊接点是重要的。这些伸出部分32和34保持该硬质切削刃尖30不抵靠该凹座22的侧壁26进行移动。如果这些部件彼此大面积地相接触，钎焊料将不会流过其中。在相对的侧面上，由于大的间隙而使毛细作用受损并且可以产生会导致薄弱钎焊接点的空隙。这些空隙以及部件上没有附上钎焊料或者附有很少钎焊料的区域会导致切削刃尖30的过早失效。
[0034]根据本发明的多个方面，图4A、图4B和图4C展示了另外的伸出部分的安排和构形。例如，图4A展示了邻近于凹座开口 128a形成的多个伸出部分132a以及在侧壁126a上形成但与底表面124a间隔开的多个伸出部分134a。在另一个实例中，图4B展示了在侧壁126b上形成的并且从邻近的底表面124b延伸的一个长形的伸出部分132b。在仍另一个实例中，图4C展示了在侧壁126c上形成的但与底表面124c以及凹座开口 128c间隔开的一个长形的伸出部分132c。在图4A、图4B和图4C所示的每个实例中应该认识到，根据本发明的如在此描述的多个方面，围绕对应的侧壁126a、126b和126c可以提供另外的伸出部分132a、134a、132b和132c。此外，应该认识到，根据本发明的多个方面可以提供其他的伸出部分的安排和构形。
[0035]这些伸出部分(例如伸出部分32和34)可以是在制造过程中形成的，例如通过在头部18的轴向前端14中、例如在切削刀头刀具本体中的多个鼻形部分中冷成形该凹座22以及这些伸出部分32和34，同时逐渐形成另外的部件特征。还可以这样形成这些伸出部分32和34:例如通过采用一个切削刀头本体并且在轴向前端14中预先钻出一个孔并且然后作为一个二级操作而将一个成形的冲压件压入凹座22并且使围绕该冲孔成形件的凹座侧壁26的多个部分以及底部材料进行倒转(upset)从而产生伸出特征32和34。
[0036]虽然已经出于解说的目的在上面说明了本发明的多个特别的方面，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】
1.一种切削刀头，包括: 一个长形本体，该长形本体具有一个柄部和一个带有轴向前端的头部，其中该头部在该头部的轴向前端限定一个凹座，该凹座包括一个底表面和一个从该底表面延伸的侧壁，其中该凹座的侧壁包括从该侧壁向外延伸的多个伸出部分；以及 一个被可附接地接纳在该头部的凹座中的硬质切削刃尖，其中该多个伸出部分被构造和安排成将该硬质切削刃尖定位在该凹座中并且便于在该硬质切削刃尖与该头部的凹座之间形成一个钎焊接点。
2.如权利要求1所述的切削刀头，其中该多个伸出部分被构造和安排成使该硬质切削刃尖在该凹座中总体上居中。
3.如权利要求1所述的切削刀头，其中该凹座的侧壁总体上是圆形的并且该多个伸出部分是围绕该凹座的侧壁而各自环圆周地等距间隔开的。
4.如权利要求1所述的切削刀头，其中该凹座包括一个由该侧壁限定的凹座开口，该凹座开口是总体上与该凹座的底表面相对的。
5.如权利要求4所述的切削刀头，其中该多个伸出部分包括邻近于该凹座开口形成的第一组伸出部分。
6.如权利要求5所述的切削刀头，其中该多个伸出部分包括邻近于该凹座的底表面形成的第二组伸出部分。
7.如权利要求6所述的切削刀头，其中该第一组伸出部分与该第二组伸出部分是对齐的。
8.如权利要求6所述的切削刀头，其中该第一组伸出部分与该第二组伸出部分是间隔开的。
9.如权利要求1所述的切削刀头，其中该凹座限定一个第一直径并且该多个伸出部分各自包括一个外向面，该外向面限定了一个第二直径，该第二直径小于该凹座的第一直径。
10.如权利要求9所述的切削刀头，其中该硬质切削刃尖限定一个第三直径，该第三直径小于该多个伸出部分的外向面的第二直径。
11.一种切削刀头，包括: 一个长形本体，该长形本体具有一个柄部和一个带有轴向前端的头部，其中该头部在该头部的轴向前端限定一个凹座，该凹座包括一个底表面和一个从该底表面延伸的侧壁，其中该凹座的侧壁包括从该侧壁向外延伸的至少两个伸出部分；以及 一个被可附接地接纳在该头部的凹座中的硬质切削刃尖，其中该至少两个伸出部分被构造和安排成将该硬质切削刃尖定位在该凹座中并且便于在该硬质切削刃尖与该头部的凹座之间形成一个钎焊接点。
12.如权利要求11所述的切削刀头，其中该至少两个伸出部分被构造和安排成使该硬质切削刃尖在该凹座中总体上居中。
13.如权利要求11所述的切削刀头，其中该凹座的侧壁总体上是圆形的并且该至少两个伸出是围绕该凹座的侧壁而各自环圆周地等距间隔开的。
14.如权利要求11所述的切削刀头，其中该凹座包括一个由该侧壁限定的凹座开口，该凹座开口是总体上与该凹座的底表面相对的。
15.如权利要求11所述的切削刀头，其中该凹座限定一个第一直径并且该至少两个伸出部分各自包括一个外向面，该外向面限定了一个第二直径，该第二直径小于该凹座的第一直径。
16.如权利要求15所述的切削刀头，其中该硬质切削刃尖限定一个第三直径，该第三直径小于该至少两个伸出部分的外向面的第二直径。
17.一种切削刀头，包括: 一个本体，该本体具有一个柄部和一个带有轴向前端的头部，其中该头部在该头部的轴向前端限定一个凹座，其中该凹座的一个侧壁包括从该侧壁向外延伸的多个伸出部分；以及 一个被安装在该头部的凹座中的硬质切削刃尖，其中该多个伸出部分被构造和安排成将该硬质切削刃尖定位在该凹座中。
18.如权利要求17所述的切削刀头，其中该多个伸出部分被构造和安排成使该硬质切削刃尖在该凹座中居中并且便于在该硬质切削刃尖与该头部的凹座之间形成一个钎焊接点。
19.如权利要求17所述的切削刀头，其中该凹座限定一个第一直径并且该多个伸出部分各自包括一个外向面，该外向面限定一个第二直径，该第二直径小于该凹座的第一直径。
20.如权利要求19所述的切削刀头，其中该硬质切削刃尖限定一个第三直径，该第三直径小于该多个伸出部分的外向面 的第二直径。
【文档编号】E21C35/183GK103481247SQ201310223681
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年6月6日 优先权日:2012年6月12日
【发明者】R·C·麦金泰尔, W·P·普雷兹洛克 申请人:钴碳化钨硬质合金公司