專利名稱：體積減小的切削尖端及包含該切削尖端的切削頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于切削頭的切削尖端，所述切削頭例如為用于采礦和建筑操作中的切削頭。更具體地，本發(fā)明涉及由硬質(zhì)材料諸如硬質(zhì)合金形成的切削尖端，其包括具有可從切削尖端的后表面進入的空腔的基部。一立柱從刀具截齒的頭部的前表面延伸并插入切削尖端的空腔，而切削尖端的后表面與刀具截齒的頭部的前表面配合，以形成容易制造和組裝的牢固組件。
背景技術(shù)：
在下面的背景討論中，參考了一些結(jié)構(gòu)和/或方法。但是，下面的參考不應(yīng)被認為是承認這些結(jié)構(gòu)和/或方法構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。申請人清楚地保留證明這種結(jié)構(gòu)和/或方法不作為現(xiàn)有技術(shù)的權(quán)利。用于軟切削條件的硬質(zhì)合金切削尖端通常具有平坦的向后面向的結(jié)合表面，以將切削尖端接合至刀具截齒的頭部，從而形成切削頭。在更堅韌的條件中，使用下凹的或“閥座”結(jié)合表面的切削尖端是優(yōu)選的，因為其通常可以比具有“平坦底部”結(jié)合表面的切削尖端承受更高的剪應(yīng)力而不會從刀具截齒的頭部脫落。無論如何，不管是平坦底部設(shè)計還是閥座設(shè)計，切削頭的常規(guī)尖端存在使用過量硬質(zhì)合金材料和裝配過程困難的問題。另外，閥座設(shè)計的切削尖端要求比平坦底部設(shè)計的切削尖端更多的材料，這是因為閥座由切削尖端的材料的實心突出部形成，所述實心突出部被埋頭到刀具截齒的本體中。由此，雖然閥座設(shè)計增加了切削尖端至刀具截齒頭部的結(jié)合強度，但是其顯著地增加了所要求的硬質(zhì)材料的量。閥座中的碳化物并不對切削頭的切削性能做貢獻，因為閥座是用于結(jié)合的并且切削頭在閥座由于磨損過程而暴露出來之前就大大地失去其有效性。相反，平坦底部切削尖端避免了需要過量材料來形成閥座。但是，因為平坦底部提供對切削過程中遇到的剪應(yīng)力的更低的阻力，所以在嚴重的切削條件中，平坦底部切削尖端可能更傾向于從刀具截齒的頭部脫離。另外，在組裝和結(jié)合過程中與常規(guī)的平坦底部尖端設(shè)計對準可能是個問題，因為平坦底部尖端難以保持對中。當切削尖端“未對準”時，操作者可能要求糾正其定向，這可能是危險的，尤其是在熱銅焊工藝中。

發(fā)明內(nèi)容
所公開的切削尖端不僅減少了所使用的硬質(zhì)材料的量還增加了切削尖端和刀具截齒的頭部之間的結(jié)合接頭的剪切強度，并還可增加結(jié)合的表面面積。所公開的切削尖端具有從切削尖端的底表面軸向地延伸進入切削尖端內(nèi)的空腔。從刀具截齒頭部軸向向前延伸的立柱被插入切削尖端中的空腔。公開了一種示例性切削頭，所述切削頭包括:具有頭部和柄的刀具截齒；以及切削尖端，該切削尖端具有本體、從本體向前延伸的帽以及從本體向后延伸的基部。切削尖端的基部限定切削尖端的外徑和在切削尖端的后部處的基本上平坦的后表面。一立柱從刀具截齒的頭部的前表面軸向向前延伸第一距離。空腔從切削尖端的后表面軸向向前延伸第二距離進入基部，第二距離等于或大于第一距離?？涨痪哂械扔诨蛐∮谇邢骷舛说耐鈴降募s40%的直徑。當切削尖端安裝至刀具截齒時，立柱被接納入空腔內(nèi)，且刀具截齒的前表面的一部分與切削尖端的后表面的一部分配合。公開了一種與切削頭一起使用的切削尖端，所述切削頭包括刀具截齒，刀具截齒具有立柱，該立柱從刀具截齒的頭部的前表面軸向向前延伸。該切削尖端包括本體、從所述本體向前延伸的帽以及從所述本體向后延伸的基部，所述基部限定所述切削尖端的外徑和在所述切削尖端的后部處的基本上平坦的后表面?？涨粡暮蟊砻孑S向向前延伸入基部內(nèi)并具有等于或小于所述切削尖端的外徑的約40%的直徑。當切削尖端安裝至刀具截齒時，立柱被接納入空腔內(nèi)，且刀具截齒的前表面的一部分與切削尖端的后表面的一部分配合。公開了一種與切削頭一起使用的示例性刀具截齒，所述切削頭包括切削尖端，所述切削尖端具有從所述切削尖端的后表面軸向向前延伸的空腔并具有在其后表面處的外徑。該刀具截齒包括:柄；安裝在所述柄的前端處的具有前表面的頭部；以及從所述頭部的前表面軸向向前延伸的立柱。所述立柱具有等于或小于切削尖端的外徑的約40%的直徑。當切削尖端安裝至刀具截齒時，立柱被接納入空腔內(nèi)，且刀具截齒的前表面的一部分與切削尖端的后表面的一部分配合。公開了一種示例性采礦機器。該采礦機器包括可旋轉(zhuǎn)部件和安裝在所述可旋轉(zhuǎn)部件上的一個或更多個切削頭。所述切削頭包括刀具截齒，所述刀具截齒包括頭部和柄以及從刀具截齒的頭部的前表面軸向向前延伸的立柱。所述切削頭還包括切削尖端，所述切削尖端包括本體、從所述本體向前延伸的帽以及從所述本體向后延伸的基部，所述基部限定所述切削尖端的外徑和在所述切削尖端的后部處的基本上平坦的后表面?？涨粡那邢骷舛说暮蟊砻孑S向向前延伸入基部內(nèi)，該空腔具有等于或小于切削尖端的外徑的約40%的直徑。當切削尖端安裝至刀具截齒時，立柱被接納入空腔內(nèi)，且刀具截齒的前表面的一部分與切削尖端的后表面的一部分配合。一種制造切削頭的示例性方法包括由硬質(zhì)材料形成切削尖端，所述切削尖端包括:本體；從所述本體向前延伸的帽；從所述本體向后延伸的基部，所述基部限定所述切削尖端的外徑和在切削尖端的后部處的大致平坦的后表面；以及空腔，所述空腔從所述后表面軸向向前延伸入所述基部內(nèi)并具有等于或小于所述切削尖端的外徑的約40%的直徑。該方法還包括:在所述刀具截齒的頭部的前表面上形成立柱；將所述切削尖端安裝至所述刀具截齒的頭部，使得所述立柱被接納入所述空腔內(nèi)；以及通過接合工藝將所述切削尖端附接至所述刀具截齒的頭部的前表面。應(yīng)當明白，以上一般描述和以下詳細描述都是示例性和說明性的，并且旨在對所要求保護的本發(fā)明提供進一步解釋。


可結(jié)合附圖閱讀下面詳細描述，附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件且附圖中:圖1是示出具有安裝至刀具截齒的切削尖端的切削頭的示例性實施例的正視圖。圖2是具有大致平坦的后表面和從后表面延伸入切削尖端的空腔的切削尖端的示例性實施例的正視圖。
圖3是示出圖2的切削尖端的示例性實施例的剖視圖，所述切削尖端附接至具有下凹前表面的刀具截齒頭部的示例性實施例。圖4是具有大致平坦的后表面和從后表面延伸入切削尖端的空腔的切削尖端的另一不例性實施例的正視圖。圖5是示出圖4的切削尖端的示例性實施例的剖視圖，所述切削尖端附接至具有下凹前表面的刀具截齒頭部的示例性實施例。圖6是示出圖4的切削尖端的示例性實施例的剖視圖，所述切削尖端附接至具有大致平坦前表面的刀具截齒頭部的另一示例性實施例。圖7A是示出具有切削尖端和刀具截齒的切削頭的示例性實施例的分解示意正視圖。圖7B是圖7A的切削頭的示例性實施例的組裝好的示意性正視圖。圖7C是圖7B的切削頭的示例性實施例的剖視示意圖。
具體實施例方式圖1中圖示切削頭10的示例性實施例。切削頭10包括刀具截齒12和切削尖端
14。刀具截齒12具有頭部20和柄22。頭部20包括前表面24、從該前表面24朝向肩部28軸向向后延伸的側(cè)表面26。側(cè)表面26可以具有各種形式,從基本垂直于切削頭10的中心軸線16定向到相對于中心軸線16以角度a定向以及上述的組合。側(cè)表面26的形式可以是平面的、凹面的、凸面的，或上述的組合。圖1所示的側(cè)表面26是凹面形式的示例。切削尖端14附接至刀具截齒12的頭部20。切削尖端14由硬質(zhì)材料制成?？蛇m于切削尖端14的硬質(zhì)材料是硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金的示例性組分包括6-12重量百分比的鈷和平衡量的鎢。圖2中圖示切削尖端14的示例性實施例，而圖3圖示安裝在刀具截齒頭部20的示例性實施例上的切削尖端14。切削尖端14具有本體30，從本體30向前延伸的帽32，以及從本體30向后延伸的基部34。本體30具有在其至少一部分上的凹表面40。帽32終止于遠離本體30的端部38并具有從本體30向前并徑向向內(nèi)延伸至端部38的表面42。本體30的表面40和帽32的表面42在第一接合部44處會合?；?4具有基本上圓柱形的側(cè)表面46和大致平坦的后表面36，側(cè)表面46限定切削尖端14的外徑Dl，后表面36也是切削尖端14的后表面?；坎糠?4的側(cè)表面46和本體30的表面40在第二接合部48處會合。從后表面36至第一接合部44的軸向距離定義為XI，且從后表面36至第二接合部48的軸向距離定義為X2。切削尖端14包括從后表面36向前延伸入切削尖端14的內(nèi)部的盲腔(blindcavity)50。空腔50由腔壁52限定并終止于空腔端部54?？涨欢瞬?4與腔壁52之間的過渡是平滑并無縫的，以避免在載荷施加到切削尖端14時引入任何應(yīng)力集中或應(yīng)力梯度。在所公開的實施例中，空腔端部54是半球形的且腔壁52與空腔端部54相切，從而存在從腔壁52到空腔端部54的彎曲部的連續(xù)傾斜。空腔50從后表面36的圓周徑向向內(nèi)定位?？涨?0具有在腔壁52和切削尖端14的后表面36處的接合處測量的標稱直徑D2。在示例性實施例中，空腔50相對于切削尖端14的直徑Dl對中。與常規(guī)設(shè)計相比，具體地與無空腔的實心的切削尖端相比，包含空腔50減少了用于形成切削尖端14的硬質(zhì)材料的量。因此，理想的是空腔50具有盡可能大的直徑D2而不削弱切削尖端14的能力，以在使用過程中承受所施加的應(yīng)力。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)直徑D2應(yīng)被限制到最大為切削尖端14的外徑Dl的約40%。空腔直徑D2與外切削尖端直徑Dl的比率大于40%可能致使本體30的各個部分太薄，導(dǎo)致本體30在應(yīng)力下碎裂。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)小于約20%的切削尖端14的外徑Dl的直徑D2導(dǎo)致可以忽略的材料節(jié)省和剪應(yīng)力改善。因此，空腔直徑D2與外切削尖端直徑Dl的比率范圍應(yīng)從約20%至約40%，可替代地從約28%至約35%?？涨欢瞬?4位于離后表面36距離為X3的位置處。在一個實施例中，如圖2和圖3所示，距離X3大于距離X2但小于距離XI，從而使得空腔50延伸穿過基部34并進入本體30。在另一實施例中，如圖4和圖5所示，距離X3小于或等于距離X2，或稍大于距離X2，從而使得空腔50被完全容納或幾乎完全容納在基部34內(nèi)?？涨?0可以是任何形狀。在一個實施例中，腔壁52的形狀是基本圓柱形的。在另一實施例中，腔壁52相對于軸線16以一定角度向內(nèi)漸縮,使得空腔50在后表面36處最寬而在空腔端部54處最窄。漸縮的腔壁52有利于當在壓力下模制或形成切削尖端14時，將切削尖端14從用于形成空腔50的芯棒移走。錐角可以在約4度和約25度之間。更通常地，錐角可以在約10度和約20度之間。在一個實施例中，錐角優(yōu)選地約為16度。圖4中示出切削尖端114的可替換實施例。切削尖端114包括從后表面136向前延伸入切削尖端114的內(nèi)部的盲腔150?？涨?50由腔壁152限定并終止于空腔?？涨欢瞬?54與腔壁152之間的過渡是平滑并無縫的，以避免在載荷施加到切削尖端114時引入任何應(yīng)力集中或應(yīng)力梯度。在所公開的實施例中，空腔端部54是半球形的且腔壁152與空腔端部154相切，從而存在從腔壁52到空腔端部154的彎曲部的連續(xù)傾斜?？涨?50從后表面136的圓周徑向向內(nèi)地定位?？涨?50具有在腔壁152和切削尖端114的后表面136的接合處測量的標稱直徑D2’。在示例性實施例中，空腔150相對于切削尖端114的直徑D1’對中。在如圖2的實施例中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)直徑D2’應(yīng)被限制為最大是切削尖端114的外徑D1’的約40%，以在切削尖端114中保留足夠的強度，但直徑D2’應(yīng)至少為切削尖端114的外徑D1’的至少約20%，以提供足夠的材料節(jié)省和剪應(yīng)力改善。因此，空腔直徑D2’與切削尖端的外徑D1’的比率范圍應(yīng)從約20%至約40%，可替代地從約28%至約35%。如圖3所示，用于與切削尖端14配合的刀具截齒頭部20的示例性實施例包括從頭部20向前延伸距離X4的立柱60。立柱60可以通過各種機械或熱化學(xué)工藝而形成在頭部20上，包括冷鍛、鍛造或機加工。當切削尖端14安裝于頭部20時，立柱60被接納入切削尖端14的空腔50內(nèi)。距離X4小于或等于距離X3，從而立柱60可部分或全部延伸入空腔50內(nèi)。立柱60由立柱側(cè)壁62和立柱端部64限定。立柱側(cè)壁62的形狀和錐度密切地匹配腔壁52的形狀和錐度?？稍诹⒅鶄?cè)壁62和腔壁52之間設(shè)置小間隙，以使得切削尖端14能夠容易地被安裝到本體20上以及從本體20移走，或允許銅焊材料或其它接合材料的流動?？商娲?，立柱側(cè)壁62和腔壁52可以以滑動配合方式接合，從而切削尖端14必須被壓至本體60上。在距離X4約等于距離X3的實施例中，立柱端部64的形狀密切地匹配空腔端部的形狀。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)即使是相對短的立柱60，也可顯著地改善切削尖端14和頭部20之間的接合部的剪切強度，而不管立柱60是部分地還是完全地延伸至空腔的端部54。在一個實施例中，立柱60的長度X4等于或小于切削尖端14的外徑Dl的約25%。在另一個實施例中，立柱60的長度X4等于或小于切削尖端14的外徑的約10%。在圖3所示的實施例中，本體20包括由下凹表面66和堰壁68界定的凹陷部70。下凹表面66基本上平行于前表面24并距前表面24距離X5向后定位。當立柱60被完全插入空腔50時，切削尖端14的后表面36配合頭部20的下凹表面66。在所示實施例中，距離X4大于距離X5，從而使得立柱60向前延伸出凹陷部70，超出前表面24。在另一實施例中，距離X4約等于距離X5，從而使得立柱60基本上與前表面24平齊。在又一實施例中，如圖5所示，距離X4小于距離X5，從而立柱60終止在凹陷部70內(nèi)。切削尖端14通過接合工藝附接至刀具截齒12的頭部20，所述接合工藝包括但不限于焊接、銅焊、釬焊以及粘結(jié)劑結(jié)合中的一種或更多種。沿切削尖端14的后表面36和頭部20的下凹表面66之間的匹配交界面的至少一部分進行焊接、銅焊、釬焊或者粘結(jié)劑結(jié)合，以將切削尖端14固定至頭部20。該接合工藝還可在立柱側(cè)壁62和腔壁52之間進行。堰壁68有助于防止銅焊材料或其它接合材料從切削尖端14和頭部20之間流出，并還在銅焊之后在頭部20冷卻時用作應(yīng)力釋放部。在示例性實施例中，距離X5大于或約等于距離X2，從而使得基部34完全下凹在堰壁66內(nèi)。在其它實施例中，距離X5小于距離X2，從而基部34部分地在前表面上方延伸。立柱60顯著地增加了在切削頭10的使用過程中的切削尖端14與頭部20之間能夠進行的剪切加載。不受理論限制，相信在切削尖端14的剪切加載過程中，立柱60接合空腔50，從而防止切削尖端14相對于頭部20側(cè)移，并還抑制切削尖端14圍繞橫向軸線相對于頭部20的扭轉(zhuǎn)運動，該扭轉(zhuǎn)運動會致使切削尖端14的后表面36的一部分從下凹表面66脫落。此外，當安裝切削尖端14時，立柱60與空腔50之間的接合有助于將切削尖端14對準并對中在頭部20上。在圖6所示的實施例中，刀具截齒頭部120具有大致平坦的前表面124，該前表面124不包括凹陷部。常規(guī)的切削尖端通常難以對中在不具有如本文所公開的立柱的這種平坦面的刀具截齒頭部上。與圖3和圖5所示的實施例相比，前表面124不包括凹陷部。因此，當切削尖端114安裝至頭部120時，切削尖端114不從前表面124下凹入頭部120中，而是切削尖端114的后表面136齊平地坐落在頭部120的前表面124上。頭部120包括從頭部120的前表面124向前延伸距離X4’的立柱160。如所圖示的，立柱160的長度X4’約等于切削尖端114中的空腔150的深度X3’。在可替代實施例中，立柱160的長度X4’可短于空腔150的深度X3’，從而立柱160不全部延伸入空腔150。切削尖端114通過接合工藝附接至刀具截齒112的頭部120，所述接合工藝包括但不限于焊接、銅焊、釬焊以及粘結(jié)劑結(jié)合中的一種或更多種。沿切削尖端114的后表面136和頭部120的前表面124之間的匹配交界面的至少一部分進行焊接、銅焊、釬焊或者粘結(jié)劑結(jié)合，以將切削尖端114固定至頭部120。該接合工藝還可在立柱側(cè)壁162和腔壁152之間進行。立柱160顯著地增加了在切削頭110的使用過程中的切削尖端114與頭部120之間能夠進行的剪切加載。不受理論限制，相信在切削尖端114的剪切加載過程中，立柱160接合空腔150，從而防止切削尖端114相對于頭部120側(cè)移，并還抑制切削尖端114圍繞橫向軸線相對于頭部120的扭轉(zhuǎn)運動，該扭轉(zhuǎn)運動會致使切削尖端114的后表面136的一部分從前表面124脫落。此外，當安裝切削尖端114時，立柱160與空腔150之間的接合有助于將切削尖端114對準并對中在頭部10上，這在沒有凹陷部輔助對中的平坦面頭部120中是尤其重要的。圖7A-7C示出具有切削尖端114和刀具截齒112的切削頭110，刀具截齒112具有相對應(yīng)于圖6所示的頭部的頭部120。圖7A示出在安裝在頭部120上之前定位切削尖端114，圖7B示出已組裝在頭部120上的切削尖端114，并且圖7C示出組裝到頭部120上的切削尖端114的剖視圖，其中，立柱160被接納入空腔150內(nèi)，從而用于將切削尖端114對中至頭部120并輔助將切削尖 而114固定至頭部120。同時，插入空腔150的立柱160形成機械連接，相比于缺少空腔150和配合立柱160的布置，所述機械連接使得切削尖端114能夠承受更大的外部施加的剪切載荷而不會變得脫離。而且，當切削尖端114的后表面136例如通過銅焊而接合至頭部120的前表面時，接合材料還能夠在立柱160和空腔150之間流動，從而增加發(fā)生接合工藝的有效表面面積。因此，該接合工藝導(dǎo)致了比常規(guī)的無立柱和空腔的表面安裝更強的結(jié)合。另外，匹配空腔和立柱的布置增加了切削尖端的磨損壽命，至少是因為立柱軸向延伸經(jīng)過基部的至少一部分并由此延伸經(jīng)過切削尖端的最大直徑點，這傾向于抵消在切削頭的操作過程中產(chǎn)生的力，具體地說是抵消作用在切削尖端上的橫向力。此外，匹配的空腔和立柱布置提供了自對中特征，該自對中特征有利于通過將切削尖端和切削頭保持在所期望的相對位置中的結(jié)合過程。應(yīng)理解，根據(jù)所述的示例性實施例，人們可并入諸如立柱和空腔的特征的不同組合。例如，立柱的遠端可以不同地在前表面的平面上方，與之向平，或在其下方，且利用切削尖端中空腔的相稱布置來容納這種立柱。類似地，在任一個實施例中，用于切削尖端的前表面、堰壁和任何凹陷部的布置可并入這些公開的特征的各種組合。進行測試來測定將切削尖端從常規(guī)的缺少立柱的設(shè)計和本文參考圖6和圖7A-7C所公開的其中立柱160從頭部120的前表面124向前延伸并被接納在切削尖端114的空腔150中的實施例脫離所需要的剪切載荷。以相對于銅焊表面，即頭部120的前表面124和切削尖端114的后表面136之間的交界面成約45度的角度施加力。對于缺少立柱的常規(guī)設(shè)計，在約8，000PSI和約10，000PSI之間的載荷下，切削尖端一致地脫落。相反，在所公開的具有立柱的實施例中，切削尖端在高至12，000PSI的載荷下也不會脫落，12，000PSI是用于進行測試的設(shè)備上可提供的最大壓力。因此，本文所公開的改善獲得了在施加到尖端的剪切載荷方面的提高并且在施加到尖端的剪切載荷方面的改善在約17%和約50%之間。進行進一步的測試來測定所公開的實施例的剪切載荷失效范圍，其同樣顯示更大的改善。具有減小體積的切削尖端14、114的切削頭10、110分別可被并入采礦機器、施工機器、挖隧道機器或挖溝機器，諸如Sandvik的型號為ΜΤ720的挖隧道機或Voest-Alpine公司的Alpine Bolter MinerABM25。示例性采礦機器包括可旋轉(zhuǎn)刀盤和安裝在可旋轉(zhuǎn)刀盤上的一個或更多個切削頭10、110。在道路建造、挖隧道和挖溝應(yīng)用中出現(xiàn)在可旋轉(zhuǎn)部件上的類似結(jié)構(gòu)。具有所公開特征的切削頭10、110可通過任何合適的方式來制造。在一個示例性方法中，可通過如下方式來制造切削頭，即:由硬質(zhì)材料形成切削尖端；在刀具截齒的頭部的前表面上形成立柱；將切削尖端安裝在頭部上，使得該立柱被接納入空腔內(nèi)；以及通過接合工藝將切削尖端附接至前表面。刀具截齒可以例如通過壓緊和燒結(jié)諸如硬質(zhì)合金的硬質(zhì)材料來形成。立柱可以例如通過冷鍛、鍛造、機加工或材料成型方法來形成。接合工藝可包括焊接、銅焊、釬焊和粘結(jié)劑結(jié)合中的一種或更多種。形成刀具截齒頭部可以可選地包括在頭部的前表面中形成凹陷部，從而使得當切削尖端安裝至頭部時，切削尖端部分地凹陷入頭部內(nèi)。雖然已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的是可進行未具體描述的添加、刪除、修改以及替換而不脫離由所述權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種切削頭，包括: 包括頭部和柄的刀具截齒； 從所述刀具截齒的頭部的前表面軸向向前延伸第一距離的立柱，所述立柱具有直徑； 切削尖端，所述切削尖端包括本體、從所述本體向前延伸的帽以及從所述本體向后延伸的基部，所述基部限定所述切削尖端的外徑和在所述切削尖端的后部處的基本上平坦的后表面；以及 從所述切削尖端的后表面軸向向前延伸第二距離進入所述基部內(nèi)的空腔，所述第二距離等于或大于所述第一距離，且所述空腔的直徑等于或小于所述切削尖端的外徑的約40% ； 其中，當所述切削尖端被安裝至所述刀具截齒時，所述立柱被接納入所述空腔內(nèi)，且所述刀具截齒的前表面的一部分與所述切削尖端的后表面的一部分配合。
2.如權(quán)利要求1所述的切削頭，其中，所述空腔的直徑等于或大于所述切削尖端的外徑的約20%。
3.如權(quán)利要求1所述的切削頭，其中，所述第一距離等于或小于所述切削尖端的外徑的約25%。
4.如權(quán)利要求3所述的切削頭，其中，所述第一距離等于或小于所述切削尖端的外徑的約10%。
5.如權(quán)利要求1所述的切削頭，其中，所述空腔具有稍微錐形的大致圓柱形形狀，使得所述空腔的直徑隨著所述空腔從所述后表面延伸進入所述切削尖端內(nèi)而逐漸減小。
6.如權(quán)利要求5所述的切削頭，其中，所述空腔的錐度約為16度。
7.如權(quán)利要求5所述的切削頭，其中，所述立柱具有匹配所述空腔的形狀和錐度的形狀和錐度。
8.如權(quán)利要求5所述的切削頭，其中，所述空腔還包括半球形端部。
9.如權(quán)利要求1所述的切削頭，其中，所述立柱通過冷鍛形成在所述刀具截齒上。
10.如權(quán)利要求1所述的切削頭，其中，所述立柱通過機加工形成在所述刀具截齒上。
11.如權(quán)利要求1所述的切削頭，其中，所述切削尖端通過接合工藝附接至所述刀具截齒。
12.如權(quán)利要求11所述的切削頭，其中，所述接合工藝選自由焊接、銅焊、釬焊和粘結(jié)劑結(jié)合構(gòu)成的組。
13.如權(quán)利要求12所述的切削頭，其中，所述立柱的直徑稍微小于所述空腔的直徑，使得接合材料能夠流入所述空腔的腔壁和所述立柱之間的間隙中。
14.如權(quán)利要求1所述的切削頭，其中，所述刀具截齒的所述頭部包括在所述前表面中的用于接納所述切削尖端的所述基部的至少一部分的凹陷部，所述凹陷部具有定位在向后離所述前表面第三距離處的下凹表面，以用于接觸所述切削尖端的所述后表面； 其中，所述立柱從所述下凹表面向前延伸。
15.如權(quán)利要求14所述的切削頭，其中，所述第一距離小于所述第三距離。
16.如權(quán)利要求14所述的切削頭，其中，所述第一距離約等于所述第三距離。
17.如權(quán)利要求14所述的切削頭，其中，所述第一距離大于所述第三距離。
18.如權(quán)利要求1所述的切削頭，其中，所述切削尖端具有包含硬質(zhì)合金的組成。
19.一種與切削頭一起使用的切削尖端，所述切削頭包括刀具截齒，所述刀具截齒具有從所述刀具截齒的頭部的前表面軸向向前延伸的立柱，所述切削尖端包括: 本體； 從所述本體向前延伸的帽； 從所述本體向后延伸的基部，所述基部限定所述切削尖端的外徑和在切削尖端的后部處的大致平坦的后表面；以及 空腔，所述空腔從所述后表面軸向向前延伸進入所述基部內(nèi)并具有等于或小于所述切削尖端的外徑的約40%的直徑； 其中，當所述切削尖端被安裝至所述刀具截齒時，所述立柱被接納入所述空腔內(nèi)，且所述刀具截齒的前表面的一部分與所述切削尖端的后表面的一部分配合。
20.如權(quán)利要求19所述的切削尖端，其中，所述空腔的直徑等于或大于所述切削尖端的外徑的約20 %。
21.如權(quán)利要求19所述的切削尖端，其中，所述空腔具有稍微錐形的大致圓柱形形狀，使得所述空腔的直徑隨著所述空腔從所述后表面延伸進入切削尖端而逐漸減小。
22.如權(quán)利要求21所述的切削尖端，其中，所述空腔的錐度約為16度。
23.如權(quán)利要求10所述的切削尖端，其中，所述切削尖端具有包含硬質(zhì)合金的組成。
24.一種與切削頭一起使用的刀具截齒，所述切削頭包括具有從所述切削尖端的后表面軸向向前延伸的空腔的切削尖端，所述切削尖端具有在其后表面處的外徑，所述刀具截齒包括: 柄； 安裝在所述柄的向前端處的頭部，所述頭部具有前表面；以及 立柱，所述立柱從所述頭部的所述前表面軸向向前延伸并具有等于或小于所述切削尖端的外徑的約40%的直徑； 其中，當所述切削尖端安裝至所述刀具截齒時，所述立柱被接納入所述空腔內(nèi)，且所述刀具截齒的前表面的一部分與所述切削尖端的后表面的一部分配合。
25.如權(quán)利要求24所述的刀具截齒，其中，所述立柱的直徑等于或大于所述切削尖端的外徑的約20%。
26.如權(quán)利要求24所述的刀具截齒，其中，所述立柱具有等于或小于所述切削尖端的外徑的約25%的長度。
27.如權(quán)利要求24所述的刀具截齒，其中，所述立柱通過冷鍛形成。
28.如權(quán)利要求24所述的刀具截齒，其中，所述立柱通過機加工形成。
29.如權(quán)利要求24所述的刀具截齒， 其中，所述刀具截齒的頭部包括在所述前表面中的用于接納所述切削尖端的基部的至少一部分的凹陷部，所述凹陷部具有定位在向后離所述前表面一定距離處的下凹表面，以用于接觸所述切削尖端的所述后表面；并且 其中，所述立柱從所述下凹表面向前延伸。
30.如權(quán)利要求29所述的刀具截齒，其中，所述凹陷部和所述立柱通過冷鍛形成。
31.如權(quán)利要求29所述的刀具截齒，其中，所述凹陷部和所述立柱通過機加工形成。
32.—種米礦機器,包括:可旋轉(zhuǎn)部件；以及 安裝在所述可旋轉(zhuǎn)部件上的一個或更多個切削頭； 其中，所述切削頭包括: 包括頭部和柄的刀具截齒； 立柱，所述立柱從所述刀具截齒的所述頭部的前表面軸向向前延伸； 切削尖端，所述切削尖端包括本體、從所述本體向前延伸的帽以及從所述本體向后延伸的基部，所述基部限定所述切削尖端的外徑和在所述切削尖端的后部處的基本上平坦的后表面；以及 空腔，所述空腔從所述切削尖端的后表面軸向向前延伸進入所述基部內(nèi)，且所述空腔具有等于或小于所述切削尖端的外徑的約40%的直徑； 其中，當所述切削尖端被安裝至所述刀具截齒時，所述立柱被接納入所述空腔內(nèi)，且所述刀具截齒的所述前表面的一部分與所述切削尖端的所述后表面的一部分配合。
33.如權(quán)利要求32所述的采礦機器，其中，所述空腔的直徑等于或大于所述切削尖端的外徑的約20%。
34.如權(quán)利要求32所述的采礦機器，其中，所述立柱具有等于或小于所述切削尖端的外徑的約25%的長度。
35.如權(quán)利要求32所述的采礦機器，其中，所述切削尖端通過銅焊而接合至所述刀具截齒。
36.如權(quán)利要求32所述 的采礦機器，其中，所述刀具截齒的頭部的所述前表面是基本上平坦的表面。
37.如權(quán)利要求32所述的采礦機器，其中，所述刀具截齒的頭部的所述前表面包括凹陷部，所述凹陷部具有下凹表面，所述立柱從所述下凹表面延伸。
38.一種切削頭的制造方法，所述方法包括: 由硬質(zhì)材料形成切削尖端，所述切削尖端包括: 本體； 從所述本體向前延伸的帽； 從所述本體向后延伸的基部，所述基部限定所述切削尖端的外徑和在切削尖端的后部處的大致平坦的后表面；以及 空腔，所述空腔從所述后表面軸向向前延伸進入所述基部內(nèi)并具有等于或小于所述切削尖端的外徑的約40%的直徑； 在所述刀具截齒的頭部的前表面上形成立柱； 將所述切削尖端安裝至所述刀具截齒的頭部，使得所述立柱被接納入所述空腔內(nèi)；以及 通過接合工藝將所述切削尖端附接至所述刀具截齒的頭部的所述前表面。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其中，所述空腔的直徑等于或大于所述切削尖端的外徑的約20%。
40.如權(quán)利要求38所述的方法，其中，所述立柱具有等于或小于所述切削尖端的外徑的約25%的長度。
41.如權(quán)利要求38所述的方法，還包括在所述刀具截齒的頭部的所述前表面中形成凹陷部； 其中，將所述切削尖端安裝至所述刀具截齒包括將所述切削尖端的所述基部的一部分插入所述凹陷部。
42.如權(quán)利要求38所述的方法，其中，所述立柱和所述空腔使所述切削尖端自對中在所述刀具截齒的頭部上。
43.如權(quán)利要求38所述的方法，其中，在所述刀具截齒的頭部的所述前表面上形成所述立柱包括冷鍛。
44.如權(quán)利要求38所述的方法，其中， 在所述刀具截齒的頭部的所述前表面上形成所述立柱包括機加工。
全文摘要
一種切削頭，包括具有頭部和柄的刀具截齒；具有本體、從本體向前延伸的帽以及從本體向后延伸的基部的切削尖端。該基部限定切削尖端的外徑和在切削尖端的后部處的大致平坦的后表面。一立柱從刀具截齒的頭部的前表面軸向向前地延伸。一空腔從切削尖端的后表面軸向向前地延伸到基部內(nèi)，且該空腔的直徑等于或小于切削尖端的外徑的約40%。當切削尖端安裝至刀具截齒時，所述立柱被接納到所述空腔內(nèi)，且刀具截齒的前表面的一部分與切削尖端的后表面的一部分配合。
文檔編號E21C35/183GK103180549SQ201180050983
公開日2013年6月26日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者肯尼斯·莫尼亞克, 丹尼爾·穆薩, 約瑟夫·法代 申請人:山特維克知識產(chǎn)權(quán)股份有限公司