一种非开挖水平导向钻机扩孔钻具的制作方法
【专利摘要】一种非开挖水平导向钻机扩孔钻具，包括芯管，在芯管外套装有麻花圆锥钻头体，在芯管上设有喷水孔，所述麻花圆锥钻头体包括若干套装在芯管外且与芯管轴线垂直设置的三凸轮台心形刀盘，从麻花圆锥钻头体的大端向小端三凸轮台心形刀盘均沿顺时针方向依次错开4°-6°；所述三凸轮台心形刀盘由首尾相接的三个凸轮台构成，每个凸轮台的凸台高处均安装有龟背截齿刀，在三凸轮台心形刀盘上均设有与龟背截齿刀一一对应配合的喷嘴。本实用新型在施工过程中，导向稳定、扩孔质量好，既保证其结构强度又降低工艺制造成本；泥浆、杂物沿切线方向顺着扇形凹面流道槽从已扩孔中顺畅排出，减少工作阻力，提高生产效率，延长钻具的实用寿命。
【专利说明】一种非开挖水平导向钻机扩孔钻具
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种非开挖水平导向钻机，特别是一种非开挖水平导向钻机扩孔钻具。
【背景技术】
[0002]扩孔钻具是非开挖水平导向钻机在地下管网铺设施工中最常用到的扩孔辅具，它对于扩孔的效率、质量以及其本身的使用寿命有着极为重要的作用。国内用于非开挖水平导向钻机的各类扩孔钻具还未形成相应的标准。在市场上，目前应用的各类扩孔钻具中，其外形一般有这么几种形式:一种是用槽钢或角钢焊接成三角架框形的；一种是用钢板卷成圆柱或圆台形的；一种是用钢板铆、焊或用成型模铸造成带有流道的圆台形的。这几种结构形式的扩孔钻具在工程施工中起到了一定的作用，然而其结构不够合理，在扩孔施工中导向不稳定，扩孔质量常常难以确保；有时保证了扩孔质量，但泥浆、杂物不能从已扩孔中排出，增加了工作阻力，致使效率低、磨损严重，降低了其使用寿命；在圆台回转面上沿轴线方向设计了螺旋流道槽，但流道槽在其横截面上是矩形的，开口又不能大，大大地影响了结构强度，只能容纳一小部分泥浆、杂物从螺旋流道槽向已扩孔中排出，效率低、磨损较为严重，且工艺制造成本较高。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种导向稳定、扩孔质量好，可提高生产效率，延长钻具的实用寿命，既能保证其结构强度又能降低工艺制造成本的非开挖水平导向钻机扩孔钻具。
[0004]本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的，一种非开挖水平导向钻机扩孔钻具，其特点是:包括芯管，在芯管外通过支撑板套装有麻花圆锥钻头体，在芯管上设有连通麻花圆锥钻头体内部的喷水孔，在麻花圆锥钻头体的大端外侧固定有堵板，所述麻花圆锥钻头体包括若干套装在芯管外且与芯管轴线垂直设置的三凸轮台心形刀盘，从麻花圆锥钻头体的大端向麻花圆锥钻头体的小端三凸轮台心形刀盘均沿顺时针方向依次错开4° -6°，形成三个扇形螺旋凹面流道槽的麻花圆锥体；所述三凸轮台心形刀盘由首尾相接的三个凸轮台构成，每个凸轮台的凸台高处均安装有龟背截齿刀，在三凸轮台心形刀盘上均设有与龟背截齿刀一一对应配合的喷嘴。
[0005]本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，在芯管的尾端设有拉头。
[0006]本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述龟背截齿刀包括与凸轮台固定相接的刀座和固定在刀座上的硬质合金龟背刀头，硬质合金龟背刀头的切削刃口朝向三凸轮台心形刀盘的切削旋转方向。
[0007]本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述三个扇形螺旋凹面流道槽为凸轮台根部低点与其相邻的凸轮台高点弧线连接形成的由深到浅的凹面流道槽。
[0008]与现有技术相比，本实用新型利用与芯管轴线垂直设置的三凸轮台心形刀盘和安装在三凸轮台心形刀盘凸轮台上的龟背截齿刀，既节省了加工材料，又确定了龟背截齿刀的位子，保证了龟背截齿刀焊接后高度的一致性；将硬质合金龟背刀头的切削刃口朝向三凸轮台心形刀盘的切削旋转方向，减小了切削面积，增强了切削压强，在单位时间内提高了切削效率；利用三个扇形螺旋凹面流道槽，既增强了三凸轮台心形刀盘的强度，又形成了宽敞扇形凹面流道槽，在凹面流道槽处分布喷水嘴，在高压水的作用下泥浆、杂物通过扇形凹面流道槽从已扩孔中顺畅排泄，减小了工作阻力。本实用新型在施工过程中，导向稳定、扩孔质量好，既保证其结构强度又降低工艺制造成本；泥浆、杂物沿切线方向顺着扇形凹面流道槽从已扩孔中顺畅排出，减少工作阻力，提高生产效率，延长钻具的实用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的结构示意图；
[0010]图2为图1的B-B向结构示意图；
[0011]图3为本实用新型的立体结构示意图；
[0012]图4为本实用新型三凸轮台心形刀盘的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]一种非开挖水平导向钻机扩孔钻具，包括芯管1，在芯管I外通过支撑板5套装有麻花圆锥钻头体9，在芯管I上设有连通麻花圆锥钻头体9内部的喷水孔4，在麻花圆锥钻头体9的大端外侧固定有堵板6，所述麻花圆锥钻头体9包括若干套装在芯管I外且与芯管I轴线垂直设置的三凸轮台心形刀盘2，从麻花圆锥钻头体9的大端向麻花圆锥钻头体的小端三凸轮台心形刀盘2均沿顺时针方向依次错开4° -6°，形成三个扇形螺旋凹面流道槽的麻花圆锥体；所述三凸轮台心形刀盘2由首尾相接的三个凸轮台构成,每个凸轮台的凸台高处均安装有龟背截齿刀3，在三凸轮台心形刀盘2上均设有与龟背截齿刀3—一对应配合的喷嘴8。所述芯管I为圆柱空心管，外圆头端有台阶，在外圆头端有台阶的内孔中有一段内螺纹，在尾端有焊接用内止口，所述的喷水孔呈十字分布；所述拉头7头端为圆柱，尾端是舌柄，头端有焊接用与内止口配合的外止口，在舌柄上垂直于舌柄面有孔；所述三凸轮台心形刀盘为环状，其内环形状与外环形状相似，奇数圈三凸轮台心形刀盘的最大内、外环半径之差为30mm，所述外凸轮台与内凸轮台的偏角α为8。，在其径向扇形凹面流道槽面上垂直于轴心处有通孔螺纹，在通螺纹的外面有一段沉孔，喷嘴安装在沉孔内；所述偶数圈的三凸轮台心形刀盘的最大外圆半径分别比与之相对应的奇数三凸轮台心形刀盘的最大外圆半径小15mm ;所述堵板为盘状，其中心有孔；所述支撑板为矩形状，一端为与芯管外圆相配的内圆弧，一端为与三凸轮台心形刀盘内圆弧相配的外圆弧。
[0014]在芯管I的尾端设有拉头7 ;所述龟背截齿刀3包括与凸轮台固定相接的刀座10和固定在刀座10上的硬质合金龟背刀头11，硬质合金龟背刀头11的切削刃口朝向三凸轮台心形刀盘的切削旋转方向；所述三个扇形螺旋凹面流道槽为凸轮台根部低点与其相邻的凸轮台高点弧线连接形成的由深到浅的凹面流道槽。所述拉头7的圆柱一端焊接外止口装配在芯管一端焊接内止口内，焊连接；所述三凸轮台心形刀盘从麻花圆锥钻头体的大端向小端按从大到小间隔叠加组合，相邻两个三凸轮台心形刀盘的凸轮台在圆周方向上绕轴线依次错开5.26°排列，焊连接成一整体，形成了三个扇形螺旋凹面流道槽的麻花圆锥体，这样，方便下料，不会产生焊缝，保证了焊接强度。凸轮台高点的连线是三条螺旋线，由于三个扇形螺旋凹面流道槽分别是由凸轮台根部低点与其相邻的凸轮台的高点弧线连接形成的由深到浅的凹面流道槽，从而既增强了三凸轮台心形刀盘强度，又最大限度的加宽了流道槽；所述的芯管与拉头焊连接好后，外圆有台阶一端从三凸轮台心形刀盘大端内腔进入，穿过三凸轮台心形刀盘小端内腔一段并与其焊连接；所述的支撑板支撑在奇数圈的三凸轮台心形刀盘或偶数圈的三凸轮台心形刀盘内，分别与芯管、奇数圈或偶数圈三凸轮台心形刀盘的内环连接，增强了芯管稳定性和奇数或偶数三凸轮台心形刀盘强度；所述的堵板安装在奇数圈三凸轮台心形刀盘的大端并与其大端面和拉头的一端的圆柱面焊连接；所述的龟背截齿刀的切削刃口向着切削旋转的方向，龟背截齿刀的刃口的连线上形成了三条螺旋式削刃口，减小了切削面积、增强了切削压强、在单位时间内提高了切削效率。
[0015]所述奇数圈的三凸轮台心形刀盘的制造工艺为先画线后套裁下料，外部画线又分为外环画线与内环画线，外环的画线，依据产品规格要求在钢板上以ο为中心画十字中心线，画其最大外圆，交四点a、b、c、d (逆时针)，以ο为圆心，a点为基准点在其大外圆上分三等分，交点a、e、f (逆时针),连接oa、oe、of得三等分线段(逆时针),在oa线段上取其最大外圆数值的0.1倍的值，定一点为g，a为一凸轮台的高点，g为其低点，同理的可得另两处凸轮台高低点分别为e、h，f、i，再以ο为圆心，a点为基准点，画105° (逆时针)交其最大外圆一点j，通过g、j、d三点画圆可得一处凸轮台一段圆弧gj，同理的可得另两处凸轮台一段圆弧，内环画线，内环的凸轮台与外环的凸轮台偏角α为8。，其内环与外环最大外圆半径之差为30mm，其余画线与上述同理，余下按上述原理依此画线方法既可完成所需要的奇数圈(排列序号数)三凸轮台心形刀盘；把所得数据输入到数控切割机，套裁下料，既可完成所需要的奇数三凸轮台心形刀盘套裁下料，同理，按上述方法既可完成所需要的偶数三凸轮台心形刀盘套裁下料，既省工、省时、节约原材料，又确定了三凸轮台为焊接截齿刀的位子，保证了截齿刀焊接后高度的一致性。
【权利要求】
1.一种非开挖水平导向钻机扩孔钻具，其特征在于:包括芯管，在芯管外通过支撑板套装有麻花圆锥钻头体，在芯管上设有连通麻花圆锥钻头体内部的喷水孔，在麻花圆锥钻头体的大端外侧固定有堵板，所述麻花圆锥钻头体包括若干套装在芯管外且与芯管轴线垂直设置的三凸轮台心形刀盘，从麻花圆锥钻头体的大端向麻花圆锥钻头体的小端三凸轮台心形刀盘均沿顺时针方向依次错开4° -6°，形成三个扇形螺旋凹面流道槽的麻花圆锥体；所述三凸轮台心形刀盘由首尾相接的三个凸轮台构成，每个凸轮台的凸台高处均安装有龟背截齿刀，在三凸轮台心形刀盘上均设有与龟背截齿刀一一对应配合的喷嘴。
2.根据权利要求1所述的非开挖水平导向钻机扩孔钻具，其特征在于:在芯管的尾端设有拉头。
3.根据权利要求1所述的非开挖水平导向钻机扩孔钻具，其特征在于:所述龟背截齿刀包括与凸轮台固定相接的刀座和固定在刀座上的硬质合金龟背刀头，硬质合金龟背刀头的切削刃口朝向三凸轮台心形刀盘的切削旋转方向。
4.根据权利要求1所述的非开挖水平导向钻机扩孔钻具，其特征在于:所述三个扇形螺旋凹面流道槽为凸轮台根部低点与其相邻的凸轮台高点弧线连接形成的由深到浅的凹面流道槽。
【文档编号】E21B10/32GK203925294SQ201420358967
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】邓少衡 申请人:连云港前沿重工机械有限公司