專利名稱：復(fù)合片齒整體釬子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于鑿巖工具。
現(xiàn)有技術(shù)中，用于鑿巖的整體釬子按切削刃形式分，一般可以分為球齒形切削刃整體釬子和片形切削刃整體釬子兩類。片形系列整釬有一字形、三刃形和十字形3個系列。球齒形系列整釬有三個～九個球齒等不同直徑和不同布齒方式的系列產(chǎn)品，如中國專利85102269·3。片形系列整釬采用釬焊工藝固片，其優(yōu)點是釬刃通過焊縫與釬子頭部錐體焊接成整體，固片牢固；釬刃承受正面沖擊壓應(yīng)力，抗沖擊力能力強；硬質(zhì)合金側(cè)面與礦巖接觸，抗徑向磨損能力強；刃鋒尖銳，破巖效率高；刃鋒磨鈍后，修磨方便。因此該系列整釬純鉆速高，全磨次壽命長，質(zhì)量穩(wěn)定，不受巖性限制。但其存在一些缺點由于片刃較長，只能作放射狀布片，造成中心部分釬刃密集，邊緣部分釬刃較稀，釬刃破巖負荷和磨損不均，導(dǎo)致磨次進尺和工業(yè)鉆速下降，且重磨時釬子搬運工作量大，加上國產(chǎn)釬桿質(zhì)量不夠穩(wěn)定，故國內(nèi)遲遲未大量使用。球齒形系列整釬最大優(yōu)點是磨損均勻，不需修磨，工業(yè)鉆速較高，有利于提高鑿巖效率和減輕工人體力勞動。但該系列整釬也存在一些不足，如縮徑太快，釬子頭部以外緣鋼體接觸礦巖，抗徑向磨損能力弱；外緣鋼體磨蝕后，常發(fā)生球齒外翻碎脫；在單軸抗壓強度σD≥250MPa的堅韌巖石中，邊齒鈍化較快，導(dǎo)致鉆速下降，碎齒率增高。因此其質(zhì)量、品種受到限制。
本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供復(fù)合片齒整體釬子，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，鉆速快，壽命長，成本低，質(zhì)量穩(wěn)定，不需修磨。
本實用新型由釬子桿體1和頭部錐體2組成，桿體1和錐體2鍛造成整體且采用弧面和錐面平緩過渡，錐體2頭部端面或錐體2側(cè)面可以布置0～4個水孔5，其特征是頭部錐體2包括球齒切削刃3和片形切削刃4，球齒形切削刃3分散垂直布置在錐體2端面的內(nèi)環(huán)，片形切削刃4則呈放射狀均勻垂直布置在錐體2端面的外環(huán)。桿體1采用具有帶肩六角釬柄或螺紋釬柄的中空釬鋼，如B19，B22，B25，B28，B32，B35，B38mm等。頭部錐體2采用合金鋼釬鋼鍛造機加工成型，側(cè)面可以有平面或內(nèi)陷式水溝(排粉溝7)，還可以在溝內(nèi)設(shè)置水孔5，錐體2高20～45mm，直徑φ25～φ64mm，錐體2頭部隙角2°～4°，釬子長度一般為400～6400mm。桿體1和錐體2連接還可以根據(jù)整釬錐體2和桿體1徑差，采用錐—弧(外、內(nèi))—柱，錐—弧—錐—弧—柱，錐—弧—柱—弧—柱等多種過渡形式，確保頭部錐體2和桿體1平緩連接。球齒切削刃3直徑φ6，7，8，9，10，11，12mm，有1個，2個，3個，4個乃至更多個，多齒時分圈層對稱布置，齒冠為彈頭形或半球形，露齒高度一般約為齒徑的1/2或相當(dāng)，但齒頂應(yīng)高于片形切削刃刃鋒平面，一般高出2～6mm。片形切削刃4有兩刃翼面，刃面夾角(刃角)為110°±5°，片長為錐體2直徑的1/3～1/5，其圓頭片端半徑約為片厚的1/2，片數(shù)為2、3、4、5、6個不等。水孔5設(shè)置在錐體2端面上，可以為1～3個，也可以不設(shè)；水孔5設(shè)置在錐體2側(cè)面排粉溝內(nèi)，需要時設(shè)置1～4個，也可以不設(shè)；端面或側(cè)面其中之一最少必須有1個水孔5；水孔5直徑根據(jù)需要為φ4、φ5、φ6、φ7、φ8mm。球齒形切削刃3和片形切削刃4有多種組合，可以有1個球齒切削刃3和2個或3個片形切削刃4、2個球齒切削刃3和2或3或4個片形切削4、3個球齒形切削刃3和3或4個片形切削刃4，4個球齒形切削刃3和4個片形切削刃4、5個或多個球齒切削刃3和4個或5個或6個片形切削刃4，等等。多齒多片組合一般用于錐體2直徑較大的整釬，如2個球齒形切削刃3和4個片形切削刃4，主要用于錐體2直徑為φ38，φ39，φ40，141，φ42，φ45，φ48mm的整釬；3個球齒形切削刃3和4個片形切削刃4的組合，主要用于錐體2直徑為φ42，φ43，φ45，φ48，φ51mm的整釬；4個球齒形切削3和4個片形切削刃4則多用于直徑為φ45，φ48，φ51，φ57，φ64mm的整釬。等等。
本實用新型球齒切削刃3和片形切削刃4的材質(zhì)可以選用硬質(zhì)合金，還可以選用含金剛石成分的材質(zhì)制作。球齒形切削3和片形切削刃4一般采用感應(yīng)釬焊法固片、固齒，或者球齒形切削刃3采用過盈固齒法固齒，片形切削刃4采用感應(yīng)釬焊固片法固片。當(dāng)球齒形切削刃3和片形切削刃4采用含金剛石成分的材質(zhì)制作時，還可以選用電鍍法固片、固齒。
本實用新型在錐體2端面上，內(nèi)環(huán)垂直分散布置球齒形切削刃3，外環(huán)呈放射狀垂直均勻布置片形切削刃4，從而有效地保留了現(xiàn)有技術(shù)中片形整釬和球齒形整釬的優(yōu)點，又克服了他們各自的不足，從而片、齒分布合理，破巖效率高，刃鋒尖銳，磨損均勻，鈍化緩慢，純鉆速和工業(yè)鉆速比現(xiàn)有整釬大，約提高20～30％；片、齒均承受正面沖擊壓應(yīng)力，且片形切削刃4的外端面直接與礦巖接觸，因此抗沖擊與抗徑向磨損能力比現(xiàn)有整釬大為增強，其平均壽命比同直徑球齒系列整釬和重磨3～5次的片形系列整釬約高30～40％；采用本實用新型布齒布片結(jié)構(gòu)，片齒受力狀態(tài)改善，質(zhì)量穩(wěn)定性也大大提高；同時，外環(huán)片形切削刃4具有自銳能力，從而本實用新型使用過程中不用修磨。由于片、齒受力和磨損狀態(tài)改善，復(fù)合片齒整釬比現(xiàn)有片形或球齒形整釬的硬質(zhì)合金用量減少，因而制造成本更低。此外，本實用新型擴大了整釬可選擇直徑的應(yīng)用范圍，對于穿孔直徑φ25～φ64mm中小直徑鑿巖工程，不受機型、巖性和穿孔方向限制。
整釬與鑿巖機連接端釬柄，按釬子桿體直徑的不同，有帶肩六角釬柄和螺紋釬柄兩類。帶肩六角釬柄幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)符合國際標(biāo)準(zhǔn)ISO723-1991、ISO1718-1991和國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6481-94之規(guī)定。R25、R28、R32、R38外螺紋釬柄連接參數(shù)，符合國際標(biāo)準(zhǔn)ISO10207-1991、ISO10208-1991和國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6482-94之規(guī)定。T38、T45外螺紋釬柄連接參數(shù)，符合有關(guān)國際先進標(biāo)準(zhǔn)之規(guī)定。


圖1為1個球齒形切削刃3和3個片形切削刃4的復(fù)合片齒整釬正視圖圖2為1個球齒形切削刃3和2個片形切削刃4的復(fù)合片齒整釬正視圖圖3為2個球齒形切削刃3和2個片形切削刃4的復(fù)合片齒整釬正視圖圖4和圖5為1個球齒形切削刃3和3個片形切削刃4的復(fù)合片齒整釬正視圖圖6為2個球齒形切削刃3和4個片形切削刃4的復(fù)合片齒整釬正視圖圖7為3個球齒切削刃3和4個片形切削刃4的復(fù)合片齒整釬正視圖圖8為本實用新型側(cè)面示意
圖1.釬子桿體，2.頭部錐體，3.球齒切削刃，4.片形切削刃，5.水孔，6.刃翼，7.排粉溝。
以一種φ40mm3片1齒的復(fù)合片齒整釬為例，球齒形切削刃3為1個，垂直布置在錐體2內(nèi)環(huán)或中心。端面水孔5為1個，布置在錐體2頭部內(nèi)環(huán)；側(cè)面水孔5布置在錐體側(cè)面水溝內(nèi)，可為1、或2、或3個或不設(shè)，片形切削刃4有3個，呈放射狀對稱垂直布置在錐體2頭部端面的外環(huán)；球齒形切削刃3為彈頭齒，齒徑為φ8、φ9、φ10mm，露齒高度約為齒徑的1/2，但需保證齒頂高出片形切削刃刃鋒平面2～4mm；片形切削4規(guī)格按長×厚×高為13、(14)、(15)×8、(9)、(10)×12、(13)、(14)mm，刃角110°；錐體2頭部隙角2°～4°。球齒形切削3和片形切削刃4均選用硬質(zhì)合金，采用低頻感應(yīng)釬焊固齒、固片。錐體2選用Si-Mn-Mo或Cr-Ni-Mo系列優(yōu)質(zhì)合金釬鋼，經(jīng)中頻感應(yīng)加熱鍛造和機加工而成，表面硬度為HRc38～45。桿體1和錐體2采用弧面和錐面平緩過渡連接。
本實用新型可以制成多種直徑和片齒系列整釬，廣泛應(yīng)用于各種鑿巖工程。
權(quán)利要求1.復(fù)合片齒整體釬子，由釬子桿體1、頭部錐體2組成，桿體1和錐體2鍛造成整體且采用弧面和錐面平緩過渡，頭部錐體2端面或側(cè)面可以布置水孔5，其特征在于頭部錐體2還包括球齒切削刃3和片形切削刃4，球齒形切削刃3垂直分散布置在錐體2頭部端面的內(nèi)環(huán)，片形切削刃4垂直并呈放射狀均勻布置在錐體2頭部端面的外環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合片齒整體釬子，其特征在于球齒切削刃3有1個，片形切削刃4可以有2個、3個或4個。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合片齒整體釬子，其特征在于球齒形切削3有2個，片形切削4有2或3或4個。
4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合片齒整體釬子，其特征在于球齒形切削刃3有3個，片形切削刃4可以有3個或4個。
5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合片齒整體釬子，其特征在于球齒形切削刃3有4個或5個，片形切削刃4可以有3、或4、或5個或6個。
6.如權(quán)利要求1或2、或3、或4、或5所述的復(fù)合片齒整體釬子，其特征在于球齒形切削刃3和片形切削刃4的材質(zhì)選用硬質(zhì)合金，或含金剛石成分的材料制作；整體釬子錐體2頭部直徑根據(jù)需要按規(guī)范要求選擇，一般為φ25～φ64mm；片形切削刃刃翼面夾角為110°±5°，片長一般約為頭部錐體2直徑的1/3～1/5 ；球齒切削刃3齒冠頂部高出片形切削刃刃鋒平面約2～4mm。
專利摘要復(fù)合片齒整釬，用作沖擊式鑿巖工具。桿體1和頭部錐體2鍛造成整體，頭部錐體2端面內(nèi)環(huán)垂直分散布置球齒形切削刃3，外環(huán)呈放射狀均勻垂直布置片形切削刃4，從而有效克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，具有鉆速快、壽命長、成本低、質(zhì)量穩(wěn)定、不用修磨之優(yōu)點。適用于穿孔直徑ф25～ф64mm一切鑿巖工程，并且不受機型、巖性和眼孔方向的限制。
文檔編號E21B10/42GK2248242SQ9620305
公開日1997年2月26日 申請日期1996年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月24日
發(fā)明者張國櫸, 張漢斌 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)