专利名称：一种复合片齿钎头的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种凿岩工具。
在现有技术中，用于凿岩的钎头按切削刃形分有片形钎头、球齿形钎头和复合片齿钎头三大类。片形钎头在较软弱层岩层中凿进效果较好。球齿形钎头适宜于在较坚硬岩层中凿进，但在极坚硬岩层中凿进速度较慢，边齿碎齿率较高。ZL96203054.6公开一种复合片齿钎头，其特征是球齿形切削刃垂直分散布置在钎头钢体头部端面的内环，片形切削刃垂直并呈放射状布置在钎头钢体头部端面的外环。这种钎头在包括极坚硬岩层在内的各种岩层中凿进，保留了球齿形钎头齿冠磨钝周期长，工业钻速较片形钎头高等优点，也保留了片形钎头抗冲击能力强、抗径向磨损能力强、刃锋尖锐破岩效率高，边刃磨钝后可以修磨重复使用的优点，从而在凿岩速度、使用寿命等方面均较其它类型钎头有较显著的提高。但同时也发现，这种钎头在使用过程中，前期凿岩速度较快，后期凿岩速度变慢，从而影响凿岩效率的进一步提高。究其原因，系片形边刃自锐能力欠佳。
本实用新型的目的是提供一种复合片齿钎头，提高片形边刃的自锐能力，减少对边刃的修磨次数，直至不需修磨就能保证一定的凿岩速度连续凿进，提高凿岩效率。
本实用新型包括钎头钢体1、球齿形切削刃2、片形切削刃3和水孔4，球齿形切削刃2垂直分散布置在钎头钢体1头部端面的内环，片形切削刃3垂直并呈放射状布置在钎头钢体1头部端面的外环，水孔4布置在钎头钢体1头部端面，其特征是片形切削刃3是一个异形切削刃，是由外缘凿齿5和内侧锥齿6两部分组成的一个整体。片形切削刃3长12—32mm，宽6—16mm，高14—28mm；凿齿5和锥齿6之间有一个凹槽，并与根部平台之间呈弧形过渡，圆弧半径2-4mm。锥齿6和凿齿5从顶部到根部平台之间高为6—10mm；锥齿6根部直径φ6—16mm，锥角45°—65°，齿顶圆弧半径2—6mm；凿齿5齿顶圆弧半径1—3mm，齿顶宽1—12mm，外侧斜角2°—5°，内侧刃角25°—55°。凿齿5有两种设计方案，一种方案是做成铲齿形，即凿齿5齿顶圆弧直径1—3mm，齿顶宽4—12mm，外侧斜角2°—5°，内侧刃角25°—55°。另一个方案是做成半锥齿形，即凿齿5锥角35°—55°，锥顶圆弧半径2—6mm，根部直径6—16mm，外侧斜角2°—5°。
本实用新型由凿齿5和锥齿6组成的片形切削刃3是一个整体，可以垂直布置在钎头钢体1头部端面的外环，具有抗冲击能力强、保径、不易崩刃的优点，从而保留了现有技术的优点。凿齿5外侧斜角及内侧刃角的特殊设计，使其在冲击回转过程中与孔壁和岩屑磨损达到自锐的效果，能始终保持较尖锐的刃锋，保证钎头在凿岩过程的后期也具有较高的凿岩速度，从而克服了现有技术之不足。同时，凿齿5和推齿6之间的凹槽，还可以节省硬质合金，有利于冲洗液流通，增强排粉效果，并使切削刃及时得到冷却，保证抗冲击强度少受损失，从而在整体上达到提高凿岩效率和使用寿命并降低凿岩成本的目的。
图1为复合片齿钎头正视图。
图2为片形切削刃3侧视图。
1. 钎头钢体，2. 球齿形切削刃，3. 片形切削刃，4. 水孔，5. 凿齿，6. 锥齿。
以一种φ90的复合片齿钎头为例。球齿形切削刃2有7个，垂直分散布置在钎头钢体1头部端面的内环，片形切削刃3有8个，垂直并呈放射状布置在钎头1头部端面的外环；球齿形切削刃2选用相应常规球齿合金；片形切削刃3长18mm，宽11mm，高17mm；锥齿6根部直径11mm，锥角60°，锥顶圆弧半径4mm，锥顶到根部平台之间高8mm，凿齿5齿顶圆弧半径2mm，齿顶宽8mm外侧斜角4°，内侧刃角30°，齿顶到根部平台之间高8mm；凿齿5和锥齿6之间的凹槽在根部平台处呈圆弧过渡，圆弧半径4mm；水孔4布置在钎头钢体1头部端面。
在上述实施例中，当凿齿5做成半锥齿形时，凿齿5锥角45°，锥顶圆弧半径4mm，根部直径11mm，外侧斜角4°，其它参数不变。
本实用新型可以生产不同直径，不同数目片、齿组合的系列复合片齿钎头，适用于一切凿岩工程，不受机型、岩性、眼孔直径的限制，尤其适合制做中、大直径钎头和潜孔钻头，在坚硬、极坚硬岩层中凿进，具有明显的综合效益。
权利要求1. 一种复合片齿钎头，由钎头钢体(1)、球齿形切削刃(2)、片形切削刃(3)和水孔(4)组成，球齿形切削刃(2)垂直分散布置在钎头钢体(1)头部端面的内环，片形切削刃(3)垂直并呈放射状布置在钎头钢体(1)头部端面的外环，水孔(4)布置在钎头钢体(1)头部端面，其特征是片形切削刃(3)是一个异形切削刃，是由外缘凿齿(5)和内侧锥齿(6)组成的一个整体，凿齿(5)和锥齿(6)之间有一个凹槽，凿齿(5)外缘一个斜角，内侧有一刃角。
2. 如权利要求1所述的复合片齿钎头，其特征是片形切削刃(3)长12—32mm，宽6—16mm，高14—28mm；凿齿5是一个铲形齿，齿顶圆弧半径1—3mm，齿顶宽4—12mm，外缘斜角2°—5°，内侧刃角25°—45°o；锥齿(6)根部直径φ6—16mm，锥角45°—65°，齿顶圆弧半径2—6mm；凿齿(5)和锥齿(6)从齿顶到根部平台之间高6—10mm。
3. 如权利要求1所述的复合片齿钎头，其特征是片形切削刃(3)长12—32mm，宽6—16mm，高14—28mm；凿齿(5)是一个半锥齿，其锥角35°—55°，锥顶圆弧半径2—6mm，根部直径φ6—16mm，外侧斜角2°—5°；锥齿(6)根部直径φ6—16mm，锥角45°—65°，锥顶圆弧半径2—6mm；凿齿(5)和锥齿(6)从齿顶到根部平台之间高6—10mm。
4. 如权利要求1或2所述的复合片齿钎头，其特征是片形切削刃(3)长18mm，宽11mm，高17mm；凿齿(5)齿顶圆弧半径2mm，齿顶宽8mm，外缘斜角4°，内侧刃角30°；锥齿(6)根部直径11mm，锥角60°，锥顶圆弧半径4mm；凿齿(5)和锥齿(6)从齿顶到根部平台之间高均为8mm。
5. 如权利要求1或3所述的复合片齿钎头，其特征是片形切削刃3长18mm，宽11mm，高17mm；凿齿(5)锥角45°，锥顶圆弧半径4mm，根部直径11mm；锥齿(6)根部直径11mm，锥角60°，锥顶圆弧平径4mm；凿齿(5)和锥齿(6)从齿顶到根部平台之间高均为8mm。
专利摘要一种复合片齿钎头，由钎头钢体1、球齿形切削刃2，片形切削刃3和水孔4组成，球齿形切削刃2垂直分散布置在钎头钢体1头部端面内环，片形切削刃3垂直并呈放射状布置在钎头钢体1头部端面的外环，水孔4布置在钎头钢体1头部端面，其特征是片形切削刃3是由外沿凿齿5和内侧锥齿6组成的一个整体，凿齿5和锥齿6之间有一凹槽，在凿岩过程中具有自锐功能，有利于凿岩后期保持较高的凿岩速度，提高凿岩效率。
文档编号E21B10/54GK2356139SQ9824202
公开日1999年12月29日 申请日期1998年9月29日 优先权日1998年9月29日
发明者张国榉, 张汉斌, 张科 申请人:中国地质大学(武汉)