一种扩底钻头的制作方法

1.本技术涉及钻探设备技术领域，尤其涉及一种扩底钻头。


背景技术：

2.混凝土后锚固技术由于其经济性、快捷式、易于施工等优点，在许多工程领域中得到广泛的应用。后锚固技术是指通过相关手段在既有混凝土结构上的锚固，其包括机械锚栓、化学锚栓、化学和植筋等，其中，机械锚栓是通过混凝土钻孔底部的切槽扩孔与锚杆膨胀头间的机械互锁来实现对结构固定件的锚固，切槽扩孔需要通过专用的扩底钻头来完成。
3.相关的扩底钻头一般采用齿轮、齿条的传动方式实现钻头端部刀片的扩张与收缩，这种形式的扩孔钻头结构较为复杂，成本较高；还有一种扩底钻头采用的是钻杆与顶推件的限位方式使用刀片滑动来实现刀片的扩张和收缩，这种形式的扩底钻头结构简单，安装方便，成本较低，但是刀片的滑动连接方式使刀片在不使用的时候容易滑离钻杆，影响工作效率并且更换刀片增大了器械的成本。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术提供了一种扩底钻头，以解决在刀片不使用时易滑离钻杆而掉落的技术问题。
5.本技术实施例提供的一种扩底钻头，包括：钻杆，所述钻杆从底端向上开设沿钻杆轴线延伸的轴向槽，所述轴向槽贯通所述钻杆的直径方向；所述钻杆还开设有从所述钻杆的外侧面倾斜向下延伸到所述轴向槽的滑槽；顶推件，包括连接部和与所述连接部固定的底座，所述连接部能够在所述轴向槽内沿钻杆轴线移动；刀片，安装在所述钻杆上并位于所述顶推件的上方；所述刀片至少部分设置在所述滑槽内并能够沿所述滑槽运动，以突出或收入于所述钻杆；其中，所述刀片远离所述钻杆轴线的部分能与所述滑槽的侧壁紧配合，所述刀片靠近所述钻杆轴线的部分能与所述滑槽的侧壁松配合。
6.进一步地，所述滑槽的宽度基本不变，所述刀片远离所述钻杆轴线的部分的厚度大于所述刀片靠近所述钻杆轴线的部分的厚度。
7.进一步地，沿所述刀片的长度方向，所述刀片远离所述钻杆轴线的部分的厚度基本相同，所述刀片靠近所述钻杆轴线的部分的厚度基本相同。
8.进一步地，连接所述刀片远离所述钻杆轴线的部分和所述刀片靠近所述钻杆轴线的部分之间具有衔接部，所述衔接部的长度远小于所述刀片的长度。
9.进一步地，所述滑槽靠近所述钻杆轴线的部分的宽度大于所述滑槽远离所述钻杆轴线的部分的宽度，所述刀片的厚度基本不变。
10.进一步地，所述紧配合为过渡配合或者过盈配合，所述松配合为间隙配合。
11.进一步地，所述刀片包括：刀刃，位于所述刀片的外缘，远离所述钻杆轴线的一侧；刀背，位于所述刀片靠近所述钻杆轴线的一侧；上滑动面，连接所述刀刃的上端与所述刀背
的上端，所述上滑动面与所述滑槽的壁面抵接；下滑动面，连接所述刀刃的下端与所述刀背的下端，所述下滑动面与所述连接部抵接。
12.进一步地，所述刀片的数量为两片，所述刀片相对所述钻杆轴线呈对称设置。
13.进一步地，所述钻杆还包括设置在所述轴向槽底端的杆帽，所述杆帽的直径为所述钻杆的横截面的最大直径；所述杆帽与所述顶推件的连接部可相对移动的连接。
14.进一步地，所述杆帽设置有沿径向贯穿的销轴孔，所述连接部设置有沿轴线延伸的连接孔，连接件穿过所述销轴孔与所述连接孔以可相对移动的连接所述杆帽和所述顶推件。
15.本技术实施例提供的扩底钻头，包括钻杆、顶推件和刀片，刀片安装在转杆内并位于顶推件的上方，钻杆从底端向上开设有沿所述钻杆轴线延伸的轴向槽，钻杆还开设有从所述钻杆的外侧侧面倾斜向下延伸到所述轴向槽的滑槽，所述刀片至少部分设置在所述滑槽内并能够沿所述滑槽运动，其中所述刀片远离所述钻杆轴线的部分能与滑槽的侧壁紧配合，所述刀片靠近钻杆轴线的部分能与滑槽的侧壁松配合。通过刀片不同部分与滑槽的侧壁之间的不同的配合方式，使得刀片在扩孔作业时，通过外力向外能够顺利推出刀片，在扩孔完毕向上拉起钻头的过程中，混凝土孔壁自然挤压刀片外侧，促使刀片进入滑槽，刀片外侧部分与滑槽呈紧配合关系，从而使得刀片在滑进钻杆内后不易脱落。本技术的扩底钻头通过设置刀片的不同厚度，实现了刀片在非工作状态下与钻杆的紧密配合，防止或减少了刀片在非工作状态下的滑出掉落。
附图说明
16.图1为本技术实施例提供的扩底钻头在一种状态下的主视图；
17.图2为本技术实施例提供的扩底钻头钻杆的侧视图；
18.图3为本技术实施例提供的顶推件的主视图；
19.图4为本技术实施例提供的顶推件的侧视图；
20.图5为本技术实施例提供的扩展钻头在另一种状态下的主视图；
21.图6为本技术实施例提供的图1中a
‑
a截面图；
22.图7为本技术实施例提供的图1中另一种a
‑
a截面图；
23.图8为本技术实施例提供的刀片的结构示意图。
24.附图标记说明：
25.10
‑
钻杆；11
‑
轴向槽；12
‑
滑槽；13
‑
杆帽；14
‑
钻杆轴线；131
‑
销轴孔；20
‑
顶推件；21
‑
连接部；211
‑
连接孔；22
‑
底座；30
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刀片；31
‑
刀刃；32
‑
刀背；33
‑
上滑动面；34
‑
下滑动面；35
‑
衔接部。
具体实施方式
26.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
27.在具体实施方式中所描述的各个实施例中的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以进行各种组合，例如通过不同的具体技术特征的组合可以形成不同的实施方式，为
了避免不必要的重复，本技术中各个具体技术特征的各种可能的组合方式不再另行说明。
28.在以下的描述中，所涉及的方位描述“上”、“下”均为正常使用状态时的方位。
29.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。术语“连接”在未特别说明的情况下，既包括直接连接也包括间接连接。
30.扩底钻头用于后锚固技术领域，以下对扩底钻头的工作原理进行简要说明，首先，钻出孔径固定的直孔，取出钻头；然后，扩底钻头伸入到预先打好的直孔孔底，扩底钻头的刀片伸出扩底钻杆进行切削直孔孔壁的作业，从而扩大底孔；当底孔扩大完毕，刀片缩入钻杆内，将钻头提出。若刀片在钻头提出的过程中掉落，不便于取回，从而需要更换刀片增加器械的成本。
31.如图1所示，本技术实施例提供的一种扩底钻头包括：钻杆10、顶推件20、刀片30。
32.如图1所示的正视图不能全面表述钻杆10的内部结构，如图2所示的侧视图，钻杆10从底端向上开设沿钻杆轴线14延伸的轴向槽11。具体的，钻杆10大致呈圆柱状，钻杆轴线14是指钻杆10的旋转中心轴，钻杆的底端是指正常工作状态下钻杆的下边界，那么，轴向槽11从钻杆10的最下方的边界开设沿着钻杆轴线14向上延伸。轴向槽11贯穿钻杆10的直径方向。具体的，钻杆10的直径方向与钻杆轴线14方向垂直，如图1中所示的左右方向；轴向槽11贯穿钻杆10的径向即钻杆10的横断面被隔开成两个部分，沿钻杆10的径向方向，轴向槽11连通外界。
33.如图1所示，钻杆10还开设有从钻杆10的外侧面倾斜向下延伸到轴向槽11的滑槽12。钻杆10大致呈圆柱状，其外侧面即为圆柱的侧面，滑槽12的数量设置为两个，位于钻杆轴线14的两侧。每一个滑槽12从钻杆10的外侧面延伸至轴向槽11，从位于钻杆10的外侧面的一端向位于轴向槽11的一端看滑槽12，滑槽12的延伸方向为向下向内倾斜。具体的，相对钻杆轴线14对称设置的两个滑槽12连通贯穿了钻杆10的径向，并且滑槽12贯穿的径向与轴向槽11贯穿的径向垂直。
34.可选的，滑槽12可以沿钻杆轴线14对称设置，使两边的滑槽12的相交点在钻杆10的轴线上，形成一个v形滑槽，有利于刀片30向两边均匀的伸出和收入钻杆10。也就是说，滑槽12的一端位于钻杆轴线上并与轴向槽11连通，另一端位于钻杆10的外侧面。
35.如图3所示，顶推件20包括连接部21和与连接部21固定的底座22。具体的，连接部21呈大致的平板状，其长度稍小于轴向槽11的长度，宽度小于轴向槽11的宽度，以利于连接部21设置在轴向槽11内并沿钻杆轴线运动。连接部21与底座22固定连接，使得连接部21和底座22能同时运动，具体的，底座22位于连接部21的下方，底座22与连接部21的固定连接可以是铰链连接，也可以是螺栓连接，还可以是榫卯连接，只要实现连接部21与底座22固定即可，本技术在此不做进一步的限定。
36.如图4所示，底座22呈大致圆锥状，该圆锥的顶部向下，用于抵接钻孔的孔底，有利于钻杆10旋转过程中减少顶推件20与底部被扩孔基材之间的摩擦力。连接部21在轴向槽11内沿钻杆轴线上下运动，从而推动刀片30运动。
37.在一些实施例中，如图1和图2所示，钻杆10还包括设置在轴向槽11底端的杆帽13。具体的，底端是指钻杆10沿轴线向下的最低部分，杆帽13设置在轴向槽11底端的钻杆10的外侧壁上。杆帽13的直径为钻杆10的横截面中的最大直径。具体的，杆帽13的形状呈大致圆柱形，其直径为钻杆包括的各个部件中的最大直径，防止灰渣落到被扩孔底，也有利于钻杆10中心处于与被扩孔中心。杆帽13与顶推件20的连接部21可相对移动的连接。具体的，连接部21在轴向槽11内沿钻杆10轴向上下移动，为防止顶推件20脱离钻杆10，将连接部21与杆帽13可移动连接，在不限制连接部21沿钻杆10轴线上下移动的同时，也限制连接部21上下移动的位移。
38.可选的，可相对移动的连接可以是铰链连接，也可以是轴销连接，该连接方式只要能在一定范围内进行限位即可，本技术不作进一步限定。
39.在一些实施例中，如图3所示，杆帽13设置有沿径向贯穿的销轴孔131。具体的，杆帽13呈大致的圆柱体，其径向贯穿是指沿着直径方向贯通。连接部21设置有沿轴线延伸的连接孔211。具体的，连接部21是沿钻杆10轴线延伸的扁平状，连接部21与轴向槽11相接触的一面上设置有沿轴向延伸的连接孔211。连接件穿过销轴孔131与连接孔211可以相对移动的连接杆帽13和顶推件20。具体的，连接件贯穿销轴孔131和连接孔211，使杆帽13与连接部21可移动的相对固定，连接部21在连接孔211限定的位移之间移动。
40.可选的，连接孔211沿钻杆轴线14的方向的顶部为圆弧状，有利于增大连接件位于连接部21的最上方与连接部21的接触面积，减少连接件和连接部21单位面积受力，从而避免连接部21损坏和避免连接件断裂。
41.可选的，连接孔211的宽向尺寸较销轴孔131的直径稍大，比如大1mm左右，这样有利于避免连接件在连接孔211中移动受与连接部21的摩擦干扰。
42.如图1和图5所示，刀片30安装在钻杆10上并位于顶推件20的上方。具体的，顶推件20靠近钻杆10的下端并能够沿轴向槽11上下移动，刀片30的位置在顶推件20的上方。在刀片30至少部分设置在滑槽12内并能够沿滑槽运动，以突出或收入钻杆10。具体的，突出是指刀片30的远离转杆轴线14，并且刀片30的最外侧边缘伸出转杆10的边缘。刀片30的最外侧边缘是指刀片30距离钻杆轴线14最远的一侧。收入是刀片30的最外侧边缘较钻杆10的边缘更靠近转杆轴线14或者两者平齐。如图1所示是刀片30收入钻杆10的状态，图5所示是刀片30突出钻杆10的状态。顶推件20向上推动刀片30，使刀片30向上受力抵推滑槽12的壁面。由于滑槽12向下向内倾斜，刀片30会沿着倾斜的滑槽12向上向外运动。刀片30运动的过程中，除了在钻杆10轴线方向有位移，还在钻杆10径向方向有位移，从而实现刀片30能够突出或者收入钻杆10。
43.如图6所示，刀片30远离钻杆轴线14的部分能与滑槽12的侧壁紧配合，刀片30靠近钻杆10轴线的部分能与滑槽12的侧壁松配合。具体的，刀片30与滑槽侧壁的配合方式分为两部分，一部分松配合，即两部件之间可以相对滑动，另有一部分紧配合，即两部件之间不能相对滑动。松配合的配合方式使得工作状态下，刀片30在推出转杆10后与滑槽12的摩擦力减少，不会影响刀片30的切削。而在非工作状态下，当刀片30收入到钻杆10，通过到刀片30与滑槽12侧壁之间的紧配合的配合方式，增加了刀片30与滑槽12的侧壁之间的摩擦力，从而使得刀片不易滑出钻杆10。
44.本技术实施例提供的扩孔钻头，在进行工作时，将该扩钻头伸入到预先打好的直
孔中，顶推件20触控孔底会向上推动刀片30使刀片30抵推滑槽12，从而使刀片30沿着滑槽向上向外运动突出钻杆10，突出钻杆10的刀片30在转头的旋转作用下，进行扩孔切削。当扩孔完毕，提出钻头，刀片在孔壁的作用下收入钻杆10。
45.本技术实施例的扩底钻头通过设置刀片的不同厚度，实现了刀片在非工作状态下与钻杆的紧配合，防止或减少了刀片在非工作状态下的滑出掉落。
46.在一些实施例中，如图6所示，滑槽12的宽度基本不变，刀片30远离钻杆轴线14部分的厚度要大于刀片30靠近钻杆轴线14部分的厚度。具体的，要实现刀片30与滑槽12的侧壁一部分松配合，另一部分紧配合，可以使滑槽12的宽度不变，改变刀片30的厚度。滑槽12具有相对设置的两个侧壁和设置在两个侧壁之间的底壁，侧壁与底壁围合形成滑槽12用于容纳刀片的空间，滑槽12的宽度是指滑槽12的两侧壁之间的距离，图6所示为滑槽12在上下方向上的尺寸。刀片30的厚度是指刀片30位于滑槽12中的部分沿垂直于两侧壁的壁面方向上的尺寸，图6所示为刀片30在上下方向上的尺寸。通过将刀片30划分出两个部分，一个是远离钻杆轴线14的部分(以下简称远离部分)，一个是靠近钻杆轴线14的部分(以下简称靠近部分)，使得远离部分能与滑槽12的侧壁紧配合而靠近部分能与滑槽12的侧壁松配合，从而实现刀片在扩底过程的顺利滑出和提起过程中缩入钻杆不掉落。具体的，如何设置远离部分和靠近部分，可以根据实际需要设定，例如，距离钻杆轴线14小于第一预设值的刀片部分为靠近部分，距离钻杆轴线14大于第二预设值的刀片部分为远离部分。靠近部分和/或远离部分内部的刀片的厚度可以变化也可以不变化。
47.在一些实施例中，如图6所示，沿刀片30的长度方向，该刀片30远离钻杆轴线14的部分的厚度基本相同，刀片30靠近钻杆轴线14的部分的厚度基本相同。需要说明的是，刀片30的长度方向与钻杆的径向方向一致，如图6所示为刀片30的左右方向。刀片30的靠近部分内部的厚度基本维持不变，例如，可以是第一厚度值；远离部分内部的厚度也维持不变，例如，可以是第二厚度值；第一厚度值小于第二厚度值。基本相同是指刀片30的厚度在忽略一定的误差范围内可以认定为是相同的。也就说明，刀片30并不是一个厚度连续变化的部件，而是厚度变化只在远离部分和靠近部分之间发生，而发生厚度变化的这部分对应的长度可以长也可以短，即厚度变化可以相对剧烈也可以相对平缓。
48.在一些实施例中，如图6所示，刀片30远离钻杆轴线14和刀片30靠近钻杆轴线14的部分之间具有衔接部35。衔接部35的长度远小于刀片30的长度。远小于是指某个尺寸小于另一尺寸的1/5。即：刀片30的厚度变化是通过长度很小的衔接部35来实现的，刀片30的厚度变化近似于一个阶跃的变化。衔接部35远小于刀片30的长度，有利于刀片30有足够的部分与滑槽12的侧壁进行紧配合和松配合。可选的，衔接部35可以是平缓过渡的斜面，也可以是曲面，本技术在此不做限定。
49.在另一些实施例中，如图7所示，滑槽12靠近钻杆轴线14的部分的宽度大于滑槽12远离钻杆轴线14的部分的宽度，刀片30的厚度基本不变。具体的，将刀片30的厚度设置为基本不变，需要完成滑槽12与刀片30的松配合和紧配合，就需要改变滑槽12的宽度。将滑槽12靠近钻杆轴线14的部分用于与刀片30进行松配合，滑槽12远离钻杆轴线14的部分用于与刀片30进行紧配合，所以将滑槽12靠近钻杆轴线14部分的宽度设置为大于远离钻杆轴线14部分的宽度。
50.在一些实施例中，如图6和图7所示，紧配合为过渡配合或者过盈配合。紧配合是为
了让刀片30与滑槽12之间的配合在没有过大外力的作用下不容易松动的配合状态，因此只要满配合面足够大的摩擦力的过盈配合和过渡配合即可。松配合为间隙配合。松配合是为让刀片30和滑槽12之间的配合能够基本无阻力的相对滑动的状态，因此采用间隙配合可以很好的减少刀片30和滑槽12之间配合面之间的摩擦力。
51.在一些实施例中，如图8所示，刀片30包括：刀刃31，位于刀片30的外缘，远离钻杆轴线14的一侧。具体的，外缘是指刀片30远离外边缘钻杆轴线14的一侧的外边缘，用于扩孔切削。刀背32，位于刀片30靠近钻杆轴线14的一侧。具体的，刀背32设置在刀片30靠近钻杆轴线14的一侧，用于当刀片30收入钻杆10时与刀背32抵接限位。上滑动面33，连接刀刃31的上端与刀背32的上端，上滑动面33与滑槽12的壁面抵接。具体的，上端是指刀刃31和刀背32沿钻杆轴线14向上的端点，刀刃31和刀背32的上端连接线形成的上滑动面33与滑槽12的壁面抵接，抵接是指相抵接的两部件之间相互接触和抵靠从而形成紧密接触。上滑动面33沿着滑槽12斜向上下移动。下滑动面34，连接刀刃31的下端与刀背32的下端，下滑动面34与连接部21抵接。具体的，下端是指刀刃31和刀背32沿钻杆轴线14向下的端点，刀刃31和刀背32的下端连接线形成下滑动面34，下滑动面34与连接部21的上端面抵接，连接部21的上端面是指连接部21沿着钻杆10轴线向上的一面。向上、向下是如图8所示的上下方向。下滑动面34在连接部21的上端面上做远离和靠近钻杆轴线14的运动。
52.需要说明的是，连接部21抵推刀片30的下滑动面34，使刀片30整体沿钻杆轴线14向上移动，当上滑动面33抵接滑槽12时，刀片30因受连接部21沿钻杆轴线14向上的推力，上滑动面33沿着滑槽12做远离钻杆轴线14的运动，从而使刀片30能够突出或收入钻杆10。
53.在一些实施例中，刀片30的数量为两片，刀片30相对钻杆轴线对称设置。具体的，刀片30设置成沿钻杆轴线14对称的两片，两刀片30收入钻杆10时，两刀片30的刀背32抵接，限制了刀片30的横向位移，进行更好的限位。
54.可选的，刀片30的数量可以是成对称设置的多对，只要满足每一片刀片30滑槽12的紧配合能够实现即可，此处，将刀片30的数量限定为两片是本实施例的优选方案，不视为对本技术的限制。
55.以上所述，仅为本技术的较佳实施例而已，并非用于限定本技术的保护范围，凡是在本技术的发明构思是下，利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构变换，或者直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本技术的专利保护范围内。