帶有硬質切削刃尖定中心特徵和釺焊接點控制特徵的切削刀頭的製作方法
2023-04-28 15:18:11 3
帶有硬質切削刃尖定中心特徵和釺焊接點控制特徵的切削刀頭的製作方法
【專利摘要】一種切削刀頭，包括一個長形本體，該長形本體具有一個柄部和一個帶有軸向前端的頭部。該頭部在其軸向前端限定一個凹座。該凹座包括一個底表面以及從該底表面延伸的一個側壁，其中該凹座的側壁包括從該側壁向外延伸的多個伸出部分。該切削刀頭還包括一個被可附接地接納在頭部的凹座中的硬質切削刃尖。該多個伸出部分被構造和安排成將該硬質切削刃尖定位在凹座中並且便於在硬質切削刃尖與頭部的凹座之間形成一個釺焊接點。
【專利說明】帶有硬質切削刃尖定中心特徵和釺焊接點控制特徵的切削刀頭
【技術領域】
[0001]本發明總體上涉及採礦以及施工用的刀具，並且更特別地涉及帶有硬質切削刃尖定中心特徵和釺焊接點控制特徵的切削刀頭。
【背景技術】
[0002]切削刀頭被使用在多種路面銑刨、採礦以及挖掘操作中。這些刀頭被安裝在一個支撐結構上，如旋轉鼓輪上。每個切削刀頭典型地具有被附接到該切削刀頭的總體上圓錐形鋼質頭部上的一個硬質抗磨損切削刃尖，該刃尖由一種諸如碳化鎢的材料製成。
[0003]該硬質切削刃尖典型地是使用釺焊合金而被釺焊在形成於該切削刀頭的頭部中的一個槽口或凹座中，從而在該硬質切削刃尖與該切削刀頭本體(即頭部)之間形成一個釺焊接點。在切削操作的整個過程中，由於切削刀頭持續地間歇式猛烈撞擊在該特定的基底材料上，釺焊接點經受極大的應力。隨著時間的推移，釺焊接點會經受足夠的應力以致失效，由此允許硬質切削刃尖與切削刀頭本體分離。明顯地，如果切削刀頭失去該硬質切削刃尖，該切削刀頭對於切削操作而言不再有用。
[0004]因此，重要的是該釺焊接點在硬質切削刃尖與切削刀頭本體之間提供均勻且從始至終的附接，並且在其之間提供強有力的且可靠的連接，從而防止硬質切削刃尖與切削刀頭本體分離。
[0005]因而，可以認識到，高度希望提供一種克服已知刀具的多種不利之處、缺點和限制因素的經改善的切削刀頭。還可認識到，高度希望提供一種具有克服了已知刀具的多種不利之處、缺點和限制因素的經改善的釺焊接點的、經改善的切削刀頭。
【發明內容】
[0006]根據本發明的一個方面，一種切削刀頭包括一個長形本體，該長形本體具有一個柄部和一個帶有軸向前端的頭部。該頭部在其軸向前端限定一個凹座。該凹座包括一個底表面和一個從該底表面延伸的側壁，其中該凹座的側壁包括多個從該側壁向外延伸的伸出部分。該切削刀頭還包括一個被可附接地接納在頭部的凹座中的硬質切削刃尖。該多個伸出部分被構造和安排成將該硬質切削刃尖定位在凹座中並且便於在該硬質切削刃尖與頭部的凹座之間形成一個釺焊接點。
[0007]根據本發明的的另一方面，一種切削刀頭包括一個長形本體，該長形本體具有一個柄部和一個帶有軸向前端的頭部。該頭部在其軸向前端限定一個凹座。該凹座包括一個底表面和一個從該底表面延伸的側壁，其中該凹座的側壁包括至少兩個從該側壁向外延伸的伸出部分。該切削刀頭還包括一個被可附接地接納在頭部的凹座中的硬質切削刃尖。該至少兩個伸出部分被構造和安排成將該硬質切削刃尖定位在凹座中並且便於在該硬質切削刃尖與該頭部的凹座之間形成一個釺焊接點。
[0008]根據本發明的一個另外的方面，一種切削刀頭包括一個長形本體，該長形本體具有一個柄部和一個帶有軸向前端的頭部。該頭部在其軸向前端限定一個凹座。多個伸出部分各自從該凹座的一個側壁向外延伸。該切削刀頭還包括一個被可附接地接納在該頭部的凹座中的硬質切削刃尖。該多個伸出部分被構造和安排成將該硬質切削刃尖定位在凹座中。
[0009]本發明的這些和其他方面在查看本說明書及附圖之後將得到更全面的理解。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是根據本發明一個方面的一種切削刀頭的等軸視圖。
[0011]圖2是根據本發明一個方面的如圖1所展示的切削刀頭的一個頭部的局部視圖。
[0012]圖2A是根據本發明一個另外的方面、與圖2相類似的一個另外的頭部的局部視圖。
[0013]圖2B是仍根據本發明的一個另外的方面、與圖2和圖2A相類似的又一個另外的頭部的局部視圖。
[0014]圖3是根據本發明的一個方面、圖1所展示的切削刀頭的一個頭部的局部截面視圖，該頭部中插入了 一個硬質切削刃尖。
[0015]圖4A是根據本發明一個方面的一個切削刀頭的另一個頭部的局部截面視圖。
[0016]圖4B是根據本發明的另一個方面的一個切削刀頭的又另一個頭部的局部截面視圖。
[0017]圖4C是根據本發明一個另外方面的切削刀頭的一個另外的頭部的局部截面視圖。
【具體實施方式】
[0018]參見圖1、圖2和圖3，在此展示了根據本發明多個方面的一種切削刀頭，總體上表示為參考號10。應該認識到，本發明可用於在不同種類的切削操作中有用的多種切削刀具。多種示例性操作包括但不限於:路面整平(或銑刨)、採煤、混凝土切割以及其他種類的切削操作，其中帶有硬質切削構件的切削刀頭撞擊在基底(例如，地層、路面、道路浙青材料、混凝土、以及類似物)上，從而使基底破裂成不同大小的碎片，包括較大尺寸的碎片或大塊以及較小尺寸的碎片(包括塵狀顆粒)。此外，應該認識到，本發明的切削刀頭10可以根據所希望的刀具應用而以不同的大小和尺寸進行製造。
[0019]切削刀頭10具有一條縱向中央軸線X-X。切削刀頭10包括一個總體上指定為12的長形切削本體，該本體典型地由例如鋼製成。長形本體12具有一個軸向前端14和一個軸向後端16。
[0020]長形本體12進一步包括一個與該軸向前端14相鄰的頭部18以及一個與該軸向後端16相鄰的柄部20。柄部20可以配備有不同的形狀和構形。在一個方面，柄部20可以被構造和安排成是可旋轉的，這樣使得該切削刀頭10是可旋轉式切削刀具。刀具本體12還可以包括一個套環部分21。
[0021]頭部18在刀具本體12的軸向前端14處或其附近限定一個凹座22。凹座22包括一個底表面24和一個從該底表面24延伸的側壁26。在一個方面，側壁26是連續的且具有總體上圓形的形狀。側壁26在刀具本體12的軸向前端14處或其附近限定一個凹座開口28。這個凹座開口 28總體上與底表面24相反或者與其相對。在一個方面，凹座22具有總體上圓柱形的形狀。
[0022]頭部18的凹座22被構造和安排成用於接納一個硬質切削刃尖30(例如，見圖3)。硬質切削刃尖30(可以例如由一種碳化鎢材料或者用於這類切削刀頭的其他適當的硬質材料製成)可以例如通過將硬質切削刃尖30釺焊到頭部18的凹座22上而進行附接或附著，如在此將更詳細地進行說明。
[0023]仍參見圖1、圖2和圖3，凹座22進一步包括多個伸出部分32和34，這些伸出部分總體上從凹座22的側壁26向外延伸。換言之，這些伸出部分32和34從側壁26延伸或者伸出並且進入由凹座22限定的空間中。在一個方面，該多個伸出部分32和34被構造和安排成將該硬質切削刃尖30在凹座22中定向或定位並且協助或者便於在硬質切削刃尖30與頭部18的凹座22之間形成一個釺焊接點。更確切地說，是為了便於例如在硬質切削刃尖30的環形外部側壁36和底部38與凹座22的側壁26和底表面24之間形成一個釺焊接點。
[0024]在本發明的一個方面，這些伸出部分32包括第一組伸出部分，該第一組伸出部分是在凹座開口 28處或其附近而被形成或定位的。此外，這些伸出部分34包括第二組伸出部分，該第二組伸出部分是在凹座22的底表面24處或其附近而形成或定位的。在一方面，這些伸出部分32是與這些伸出部分34間隔開的。然而，應該認識到，這些伸出部分32和/或34可以在凹座22內的側壁26上的其他不同的位置處來形成或定位。
[0025]在本發明的另一個方面，例如由圖2中示出的中心線C所展示的，這些伸出部分32(例如第一組伸出部分)中的每一個與這些相對應的伸出部分34 (例如第二組伸出部分)中的每一個總體上是軸向對齊的。然而，應該認識到，這些伸出部分32可以被形成或定位成不與這些伸出部分34軸向地對齊，例如，這些伸出部分32可以與這些伸出部分34是軸向偏離的。
[0026]在一個方面，這些伸出部分32和34具有不同的尺寸、形狀和構形。例如，如圖2所展示的，這些伸出部分32的表面積總體上小於這些伸出部分34的表面積、但根據本發明的多個方面可以被形成為具有不同的尺寸關係。同樣例如圖2所展示的，這些伸出部分32和/或這些伸出部分34可以具有總體上矩形的形狀、但根據本發明的多個方面還可以被形成為具有不同的形狀，例如像正方形。
[0027]在本發明的另一方面，該多個伸出部分32和/或34可以圍繞凹座22的側壁26被環圓周地等距間隔開。在一個實例中，圖2展示了圍繞側壁26被等距間隔開的四個伸出部分32以及圍繞側壁26被等距間隔開的四個伸出部分34。例如從每個伸出部分的中心線C進行測量，這四個伸出部分32和這四個伸出部分34被間隔開大約90度。應該認識到，根據本發明可以使用另外數目的伸出部分32和/或34。
[0028]在另一個實例中，圖2A展示了圍繞側壁26a被等距間隔開的三個伸出部分32a以及圍繞側壁26a被等距間隔開的三個伸出部分34a。例如從每個伸出部分的中心線C進行測量，這三個伸出部分32a和這三個伸出部分34a被間隔開大約120度。
[0029]在另一個實例中，圖2B展示了圍繞側壁26b被等距間隔開的兩個伸出部分32b以及圍繞側壁26b被等距間隔開的兩個伸出部分34b。例如從每個伸出部分的中心線C進行測量，這兩個伸出部分32b和這兩個伸出部分34b被間隔開大約180度。[0030]參見圖3，頭部18的凹座22具有例如從側壁26上的一個點至側壁26上的一個相對的點而測量出的第一直徑Dl。該多個伸出部分32各自包括一個外向面40並且該多個伸出部分34各自包括一個外向面42。相對的外向面40以及相對的外向面42各自限定一個第二直徑D2，例如從一個外向面40上的一個點到一個外向面40上的一個相對的點而測量出的，以及類似地從一個外向面42上的一個點到一個外向面42上的一個相對的點而測量出的(或者作為包含這些外向面40和/或外向面42的一個圓的直徑來測量的)。在一個方面，第一直徑Dl大於第二直徑D2,即D2小於Dl。
[0031]仍參見圖3，該硬質切削刃尖30限定一個第三直徑D3。在一個方面，該第二直徑D2大於該第三直徑D3，即D3小於D2，這還意味著D3小於Dl。
[0032]在切削刀頭10的組裝過程中，硬質切削刃尖30被放置在頭部18的凹座22中。如所描述的，該多個伸出部分32和34被構造和安排成將該硬質切削刃尖30在凹座22中定向或定位並且便於在硬質切削刃尖30與頭部18的凹座22之間形成一個釺焊接點。更確切地說，該多個伸出部分32和34被構造和安排成將該硬質切削刃尖30在凹座22中定向或定位以便於例如在硬質切削刃尖30的環形外部側壁36和底部38與凹座22的側壁26和底表面24之間形成一個釺焊接點。
[0033]在本發明的一個方面，該多個伸出部分32和34被構造和安排成總體上使該硬質切削刃尖30在凹座22中居中並且便於在硬質切削刃尖30與頭部18的凹座22之間形成一個釺焊接點。在釺焊操作過程中，將釺焊合金以固體的形式放置成緊密接近於正被釺焊的這些部件。當該合金以及這些部件到達釺焊料的熔體流動溫度時，該合金在整個接點區域分散並通過毛細作用而將這些部分結合在一起。毛細作用受到這些部件之間的間隙大小的影響並且對於產生良好品質的釺焊接點是重要的。這些伸出部分32和34保持該硬質切削刃尖30不抵靠該凹座22的側壁26進行移動。如果這些部件彼此大面積地相接觸，釺焊料將不會流過其中。在相對的側面上，由於大的間隙而使毛細作用受損並且可以產生會導致薄弱釺焊接點的空隙。這些空隙以及部件上沒有附上釺焊料或者附有很少釺焊料的區域會導致切削刃尖30的過早失效。
[0034]根據本發明的多個方面，圖4A、圖4B和圖4C展示了另外的伸出部分的安排和構形。例如，圖4A展示了鄰近於凹座開口 128a形成的多個伸出部分132a以及在側壁126a上形成但與底表面124a間隔開的多個伸出部分134a。在另一個實例中，圖4B展示了在側壁126b上形成的並且從鄰近的底表面124b延伸的一個長形的伸出部分132b。在仍另一個實例中，圖4C展示了在側壁126c上形成的但與底表面124c以及凹座開口 128c間隔開的一個長形的伸出部分132c。在圖4A、圖4B和圖4C所示的每個實例中應該認識到，根據本發明的如在此描述的多個方面，圍繞對應的側壁126a、126b和126c可以提供另外的伸出部分132a、134a、132b和132c。此外，應該認識到，根據本發明的多個方面可以提供其他的伸出部分的安排和構形。
[0035]這些伸出部分(例如伸出部分32和34)可以是在製造過程中形成的，例如通過在頭部18的軸向前端14中、例如在切削刀頭刀具本體中的多個鼻形部分中冷成形該凹座22以及這些伸出部分32和34，同時逐漸形成另外的部件特徵。還可以這樣形成這些伸出部分32和34:例如通過採用一個切削刀頭本體並且在軸向前端14中預先鑽出一個孔並且然後作為一個二級操作而將一個成形的衝壓件壓入凹座22並且使圍繞該衝孔成形件的凹座側壁26的多個部分以及底部材料進行倒轉(upset)從而產生伸出特徵32和34。
[0036]雖然已經出於解說的目的在上面說明了本發明的多個特別的方面，但是對於本領域那些普通技術人員而言明顯的是可以對本發明的細節進行多種變更而並不背離如所附權利要求書中限定的本發明。
【權利要求】
1.一種切削刀頭，包括: 一個長形本體，該長形本體具有一個柄部和一個帶有軸向前端的頭部，其中該頭部在該頭部的軸向前端限定一個凹座，該凹座包括一個底表面和一個從該底表面延伸的側壁，其中該凹座的側壁包括從該側壁向外延伸的多個伸出部分；以及 一個被可附接地接納在該頭部的凹座中的硬質切削刃尖，其中該多個伸出部分被構造和安排成將該硬質切削刃尖定位在該凹座中並且便於在該硬質切削刃尖與該頭部的凹座之間形成一個釺焊接點。
2.如權利要求1所述的切削刀頭，其中該多個伸出部分被構造和安排成使該硬質切削刃尖在該凹座中總體上居中。
3.如權利要求1所述的切削刀頭，其中該凹座的側壁總體上是圓形的並且該多個伸出部分是圍繞該凹座的側壁而各自環圓周地等距間隔開的。
4.如權利要求1所述的切削刀頭，其中該凹座包括一個由該側壁限定的凹座開口，該凹座開口是總體上與該凹座的底表面相對的。
5.如權利要求4所述的切削刀頭，其中該多個伸出部分包括鄰近於該凹座開口形成的第一組伸出部分。
6.如權利要求5所述的切削刀頭，其中該多個伸出部分包括鄰近於該凹座的底表面形成的第二組伸出部分。
7.如權利要求6所述的切削刀頭，其中該第一組伸出部分與該第二組伸出部分是對齊的。
8.如權利要求6所述的切削刀頭，其中該第一組伸出部分與該第二組伸出部分是間隔開的。
9.如權利要求1所述的切削刀頭，其中該凹座限定一個第一直徑並且該多個伸出部分各自包括一個外向面，該外向面限定了一個第二直徑，該第二直徑小於該凹座的第一直徑。
10.如權利要求9所述的切削刀頭，其中該硬質切削刃尖限定一個第三直徑，該第三直徑小於該多個伸出部分的外向面的第二直徑。
11.一種切削刀頭，包括: 一個長形本體，該長形本體具有一個柄部和一個帶有軸向前端的頭部，其中該頭部在該頭部的軸向前端限定一個凹座，該凹座包括一個底表面和一個從該底表面延伸的側壁，其中該凹座的側壁包括從該側壁向外延伸的至少兩個伸出部分；以及 一個被可附接地接納在該頭部的凹座中的硬質切削刃尖，其中該至少兩個伸出部分被構造和安排成將該硬質切削刃尖定位在該凹座中並且便於在該硬質切削刃尖與該頭部的凹座之間形成一個釺焊接點。
12.如權利要求11所述的切削刀頭，其中該至少兩個伸出部分被構造和安排成使該硬質切削刃尖在該凹座中總體上居中。
13.如權利要求11所述的切削刀頭，其中該凹座的側壁總體上是圓形的並且該至少兩個伸出是圍繞該凹座的側壁而各自環圓周地等距間隔開的。
14.如權利要求11所述的切削刀頭，其中該凹座包括一個由該側壁限定的凹座開口，該凹座開口是總體上與該凹座的底表面相對的。
15.如權利要求11所述的切削刀頭，其中該凹座限定一個第一直徑並且該至少兩個伸出部分各自包括一個外向面，該外向面限定了一個第二直徑，該第二直徑小於該凹座的第一直徑。
16.如權利要求15所述的切削刀頭，其中該硬質切削刃尖限定一個第三直徑，該第三直徑小於該至少兩個伸出部分的外向面的第二直徑。
17.一種切削刀頭，包括: 一個本體，該本體具有一個柄部和一個帶有軸向前端的頭部，其中該頭部在該頭部的軸向前端限定一個凹座，其中該凹座的一個側壁包括從該側壁向外延伸的多個伸出部分；以及 一個被安裝在該頭部的凹座中的硬質切削刃尖，其中該多個伸出部分被構造和安排成將該硬質切削刃尖定位在該凹座中。
18.如權利要求17所述的切削刀頭，其中該多個伸出部分被構造和安排成使該硬質切削刃尖在該凹座中居中並且便於在該硬質切削刃尖與該頭部的凹座之間形成一個釺焊接點。
19.如權利要求17所述的切削刀頭，其中該凹座限定一個第一直徑並且該多個伸出部分各自包括一個外向面，該外向面限定一個第二直徑，該第二直徑小於該凹座的第一直徑。
20.如權利要求19所述的切削刀頭，其中該硬質切削刃尖限定一個第三直徑，該第三直徑小於該多個伸出部分的外向面 的第二直徑。
【文檔編號】E21C35/183GK103481247SQ201310223681
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年6月6日 優先權日:2012年6月12日
【發明者】R·C·麥金泰爾, W·P·普雷茲洛克 申請人:鈷碳化鎢硬質合金公司