耐磨切削刀具的制作方法
【專利摘要】一種切削刀具包括一個切削刀具本體，該切削刀具本體具有一個軸向前端、一個軸向后端、一個鄰近該軸向前端的頭部以及一個鄰近該軸向后端的柄部。該頭部包括一個局部截頭圓錐形部分，該局部截頭圓錐形部分具有一個第一側(cè)向刃和一個第二側(cè)向刃；一個第一側(cè)表面，該第一側(cè)表面具有一個第一側(cè)向過渡刃和一個第一終止刃，其中該第一側(cè)向過渡刃與該局部截頭圓錐形部分的第一側(cè)向刃相鄰接；以及一個第二側(cè)表面，該第二側(cè)表面具有一個第二側(cè)向過渡刃和一個第二終止刃，其中該第二側(cè)向過渡刃與該局部截頭圓錐形部分的第二側(cè)向刃相鄰接，并且其中該第一終止刃與該第二終止刃相鄰接從而形成一個切削刃。該切削刀具還包括一個硬質(zhì)切削尖端。
【專利說明】耐磨切削刀具
[0001]發(fā)明背景
[0002]本發(fā)明總體上涉及一種耐磨切削刀具，該耐磨切削刀具可用于撞擊基底或地層，例如像浙青路面材料、煤沉積物、礦物構(gòu)層以及類似物。
[0003]一種切削刀具典型地呈現(xiàn)一種總體上長形的、圓柱形的幾何形狀。這種切削刀具包括一個長形的鋼質(zhì)切削刀具本體，該切削刀具本體具有一個軸向前端以及一個相反的軸向后端。一種硬質(zhì)切削構(gòu)件典型地附接到該切削刀具本體的軸向前端上。該切削刀具本體典型地?cái)y帶了一個由鼓輪上的靜止刀架(block)或夾具所攜帶的組件或裝置，通過該組件或裝置該切削刀具是可轉(zhuǎn)動的?？商娲兀撉邢鞯毒呖梢允遣豢尚D(zhuǎn)的，即在鼓輪上的刀架或夾具內(nèi)被固定在位。
[0004]在操作過程中，例如像在路面平整應(yīng)用或采礦應(yīng)用中，攜帶該切削刀具的夾具或刀架被驅(qū)動向前從而撞擊地層，由此使地層破裂或分裂?？梢哉J(rèn)識到，極大的力被施加在切削刀具上并且尤其施加在切削刀具本體和硬質(zhì)切削構(gòu)件上。因而重要的是該切削刀具本體以及這些硬質(zhì)切削構(gòu)件具有適合于在這種嚴(yán)峻操作環(huán)境下承受可接受的持續(xù)時(shí)間的最優(yōu)特性。
[0005]因而，可以認(rèn)識到，切削刀具由于它們的操作環(huán)境而會經(jīng)歷多種方式的磨損、并且必須被頻繁地更換。因而高度希望的是提供一種改進(jìn)的切削刀具，這種改進(jìn)的切削刀具與迄今已知的切削刀具相比經(jīng)歷了使用工具壽命的增加。
[0006]發(fā)明概述
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種用于撞擊地層的切削刀具包括一個切削刀具本體，該切削刀具本體具有一個軸向前端、一個軸向后端、一個鄰近該軸向前端的頭部、以及一個鄰近該軸向后端的柄部。該頭部包括一個局部截頭圓錐形部分，該局部截頭圓錐形部分具有一個第一側(cè)向刃和一個第二側(cè)向刃。該頭部還包括一個第一側(cè)表面，該第一側(cè)表面具有一個第一側(cè)向過渡刃和一個第一終止刃，其中該第一側(cè)向過渡刃與該局部截頭圓錐形部分的第一側(cè)向刃相鄰接。該頭部進(jìn)一步包括一個第二側(cè)表面，該第二側(cè)表面具有一個第二側(cè)向過渡刃和一個第二終止刃，其中該第二側(cè)向過渡刃與該局部截頭圓錐形部分的第二側(cè)向刃相鄰接，并且其中該第一終止刃與該第二終止刃相鄰接從而形成一個切削刃。該切削刀具還包括一個附接到該切削刀具本體的軸向前端上的硬質(zhì)切削尖端。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于撞擊地層的切削刀具包括一個切削刀具本體，該切削刀具本體具有一個軸向前端、一個軸向后端、一個鄰近該軸向前端的頭部、以及一個鄰近該軸向后端的柄部。該切削刀具還包括一個附接到該切削刀具本體的軸向前端上的硬質(zhì)切削尖端。該硬質(zhì)切削尖端包括一個局部截頭圓錐形尖端部分，該局部截頭圓錐形尖端部分具有一個第一尖端側(cè)向刃和一個第二尖端側(cè)向刃。該硬質(zhì)切削尖端還包括一個第一尖端側(cè)表面，該第一尖端側(cè)表面具有一個第一尖端側(cè)向過渡刃和一個第一尖端終止刃，其中該第一尖端側(cè)向過渡刃與該局部截頭圓錐形尖端部分的第一尖端側(cè)向刃相鄰接。該硬質(zhì)切削尖端還包括一個第二尖端側(cè)表面，該第二尖端側(cè)表面具有一個第二尖端側(cè)向過渡刃和一個第二尖端終止刃，其中該第二尖端側(cè)向過渡刃與該局部截頭圓錐形尖端部分的第二尖端側(cè)向刃相鄰接，并且其中該第一尖端終止刃與該第二尖端終止刃相鄰接從而形成一個尖端切削刃。
[0009]本發(fā)明的這些和其他方面在查看本說明書及附圖之后將得到更全面的理解。
[0010]附圖的簡要說明
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個方面的一種切削刀具的等軸視圖。
[0012]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個方面在圖1中示出的切削刀具的正視圖。
[0013]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個方面在圖1至圖2中示出的切削刀具的側(cè)視圖。
[0014]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個方面在圖1至圖3中示出的切削刀具的仰視圖。
[0015]詳細(xì)說明
[0016]參見圖1至圖4，在此展示了根據(jù)本發(fā)明多個方面的一種切削刀具，總體上被指定為參考號10。應(yīng)該認(rèn)識到，本發(fā)明可用于在不同種類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于:路面整平(或銑刨)、采煤、混凝土切割以及其他種類的切削操作，其中帶有硬質(zhì)切削構(gòu)件的切削刀具撞擊在基底(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(yīng)該認(rèn)識到，本發(fā)明的切削刀具10可以根據(jù)該工具的所希望的應(yīng)用而以不同的大小和尺寸進(jìn)行制造。
[0017]切削刀具10具有一條縱向中心軸線A-A。切削刀具10包括一個總體上指定為12的長形切削刀具本體，該切削刀具本體典型地例如由鋼制成。長形切削刀具本體12具有一個軸向前端14和一個軸向后端16。
[0018]長形切削刀具本體12包括一個與該軸向前端14相鄰的頭部18以及一個與該軸向后端16鄰接的柄部20。柄部20可以設(shè)置為不同的形狀和構(gòu)形。在一個方面，柄部20可以被構(gòu)造和安排成是不可旋轉(zhuǎn)的，使得該切削刀具10是不可旋轉(zhuǎn)式刀具。例如，柄部20可以插入一個刀夾具的孔中，在該孔中可以提供一個保持環(huán)或其他適當(dāng)裝置來軸向地保持該切削刀具并限制自由旋轉(zhuǎn)(未示出)。在另一方面，柄部20可以是例如矩形或方形的，如通過參考號21展示的(見圖1的虛線)，并且可以插入刀夾具的類似構(gòu)形或形狀的孔中以防止該切削刀具10旋轉(zhuǎn)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的多個方面，頭部18被構(gòu)造和安排成包括一個局部截頭圓錐形部分22，該局部截頭圓錐形部分具有一個第一側(cè)向刃24和一個相反的第二側(cè)向刃26。在一個方面，該局部截頭圓錐形部分22從第一側(cè)向刃24至該第二側(cè)向刃26是連續(xù)的。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，頭部18被構(gòu)造和安排成還包括一個第一側(cè)表面28，該第一側(cè)表面具有一個第一側(cè)向過渡刃30和一個相對的第一終止刃32。該第一側(cè)向過渡刃30被構(gòu)造和安排成與該局部截頭圓錐形部分22的第一側(cè)向刃24相鄰近或相鄰接或者相連接。頭部18還包括一個第二側(cè)表面34，該第二側(cè)表面具有一個第二側(cè)向過渡刃36和一個相對的第二終止刃38。該第二側(cè)向過渡刃36被構(gòu)造和安排成與該局部截頭圓錐形部分22的第二側(cè)向刃26相鄰近或相鄰接或者相連接。
[0021]頭部18進(jìn)一步被構(gòu)造和安排成使得該第一終止刃32與該第二終止刃38相鄰近或相鄰接或相連接從而形成一個切削刃40。
[0022]在一個方面，該第一側(cè)表面28的至少一個部分以及該第二側(cè)表面34的至少一部分總體上是平面的或平坦的。在另一方面，該第一側(cè)表面28和/或該第二側(cè)表面34的至少一部分可以對應(yīng)地涂覆有一種總體上由29和35表示的耐磨材料(見圖2)。一種合適的耐磨材料可以是例如本申請的受讓人美國拉特羅布肯納金屬公司(Kennametal Inc.0fLatrobe, PA)的可商購產(chǎn)品KenCast?。
[0023]有利的是，頭部18的所述構(gòu)形改善了該切削刀具10的總體強(qiáng)度、耐久性、耐磨性和/或切削性能。此外，有利的是本發(fā)明提供了一種楔效應(yīng)來幫助分離該基底并且產(chǎn)生更大的顆粒，因而減少了切削操作過程中所產(chǎn)生的小顆粒。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該切削刀具10進(jìn)一步包括一個鄰近該軸向前端14的硬質(zhì)切削尖端，總體上指定為參考號42。該硬質(zhì)切削尖端42可以通過例如將硬質(zhì)切削尖端42釬焊到鄰近該切削刀具本體12的軸向前端14的頭部18上來進(jìn)行附接。
[0025]在一個方面，該硬質(zhì)切削尖端42被構(gòu)造和安排成包括一個基底44 (見圖1)，該基底可以由例如一種硬質(zhì)材料(例如像燒結(jié)的碳化(鈷)鎢)制成。硬質(zhì)切削尖端42進(jìn)一步包括一個粘附到基底44上的超硬材料層46 (見圖1)。該超硬材料層46可以包括例如聚晶金剛石(POT)或聚晶立方氮化硼(PCBN)。
[0026]超硬材料層46可以具有一個總體上不變的厚度并且可以通過眾多已知技術(shù)中的任何一種而施加到基底44上，其中該超硬材料46是例如被粘結(jié)到該基底44的表面上的。例如,通過眾多技術(shù)中的任何一種可以將超硬材料層46 (例如PCD)施加到基底44上，其中該超硬材料層46被粘結(jié)到基底44的表面上。以下專利文件披露了聚晶金剛石的示例性組成以及將聚晶金剛石層施加到基底的表面上的多種示例性技術(shù)，這些文件是:授予米切爾(Mitchell)的美國專利號4，063，909、授予霍爾(Hall)等人的美國專利號4，604，106、授予霍爾(Hall)的美國專利號4，694,918以及授予賽爾斯蓋(Salesky)等人的美國專利號4，811，801。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該硬質(zhì)切削尖端42被構(gòu)造和安排成包括一個局部截頭圓錐形尖端部分48，該局部截頭圓錐形尖端部分具有一個第一尖端側(cè)向刃50和一個相反的第二尖端側(cè)向刃52。在一個方面，局部截頭圓錐形尖端部分48從該第一尖端側(cè)向刃50至該第二尖端側(cè)向刃52是連續(xù)的。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該硬質(zhì)切削尖端42被構(gòu)造和安排成還包括一個第一尖端側(cè)表面54，該第一尖端側(cè)表面具有一個第一尖端側(cè)向過渡刃56以及一個相對的第一尖端終止刃58。該第一尖端側(cè)向過渡刃56被構(gòu)造和安排成與該局部截頭圓錐形尖端部分48的第一尖端側(cè)向刃50相鄰近或相鄰接或者相連接。該硬質(zhì)切削尖端42還包括一個第二尖端側(cè)表面60，該第二尖端側(cè)表面具有一個第二尖端側(cè)向過渡刃62和一個相對的第二尖端終止刃64。該第二尖端側(cè)向過渡刃62被構(gòu)造和安排成與該局部截頭圓錐形尖端部分48的第二尖端側(cè)向刃52相鄰近或相鄰接或者相連接。
[0029]該硬質(zhì)切削尖端42進(jìn)一步被構(gòu)造和安排成使得該第一尖端終止刃58與該第二尖端終止刃64相鄰近或相鄰接或者相連接從而形成一個尖端切削刃66。
[0030]在一個方面，該第一尖端側(cè)表面54的至少一部分以及該第二尖端側(cè)表面60的至少一部分總體上是平面的或平坦的。在另一方面，該頭部18的局部截頭圓錐形部分22與該硬質(zhì)切削尖端42的局部截頭圓錐形尖端部分48相鄰近或?qū)R或者相鄰接或相連接。在另一方面，頭部18的第一側(cè)表面28與硬質(zhì)切削尖端42的第一尖端側(cè)表面54相鄰近或?qū)R或者相鄰接或相連接。在另一方面，頭部18的第二側(cè)表面34與該硬質(zhì)切削尖端42的第二尖端側(cè)表面60相鄰近或?qū)R或者相鄰接或相連接。在又另一個方面，頭部18的切削刃40與硬質(zhì)切削尖端42的尖端切削刃66相鄰近或?qū)R或者相鄰接或相連接。
[0031]有利的是，硬質(zhì)切削尖端42的所述構(gòu)形改善了切削刀具10的總體強(qiáng)度、耐久性、耐磨性和/或切削性能。此外，有利的是本發(fā)明提供了楔效應(yīng)來幫助分離基底并產(chǎn)生更大的顆粒，因而減少了在切削操作過程中產(chǎn)生的小顆粒。
[0032]該硬質(zhì)切削尖端42被構(gòu)造和安排成進(jìn)一步包括一個突出點(diǎn)68。在一個方面，突出點(diǎn)68被構(gòu)造和安排成與該切削刀具本體12的縱向中心軸線A-A偏離。換言之，在一個方面該縱向中心軸線A-A不經(jīng)過該突出點(diǎn)68。
[0033]有利的是，所描述的該突出點(diǎn)68與縱向中心軸線A-A相偏離的這種構(gòu)形改善了該切削刀具10的總體強(qiáng)度、耐久性和/或切削性能。
[0034]雖然在上面已經(jīng)出于解說的目的說明了本發(fā)明的多個具體的方面，但是對于本領(lǐng)域那些普通技術(shù)人員而言明顯的是可以對本發(fā)明的細(xì)節(jié)進(jìn)行多種變更而并不背離如所附權(quán)利要求書中限定的本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種用于撞擊地層的切削刀具，該切削刀具包括: 一個切削刀具本體，該切削刀具本體具有一個軸向前端、一個軸向后端、一個鄰近該軸向前端的頭部以及一個鄰近該軸向后端的柄部，該頭部包括: 一個局部截頭圓錐形部分，該局部截頭圓錐形部分具有一個第一側(cè)向刃和一個第二側(cè)向刃； 一個第一側(cè)表面，該第一側(cè)表面具有一個第一側(cè)向過渡刃和一個第一終止刃，其中該第一側(cè)向過渡刃與該局部截頭圓錐形部分的第一側(cè)向刃相鄰接；以及 一個第二側(cè)表面，該第二側(cè)表面具有一個第二側(cè)向過渡刃和一個第二終止刃，其中該第二側(cè)向過渡刃與該局部截頭圓錐形部分的第二側(cè)向刃相鄰接，并且其中該第一終止刃與該第二終止刃相鄰接從而形成一個切削刃；以及 一個硬質(zhì)切削尖端，該硬質(zhì)切削尖端被附接到該切削刀具本體的軸向前端上。
2.如權(quán)利要求1所述的切削刀具，其中該第一側(cè)表面總體上是平坦的。
3.如權(quán)利要求2所述的切削刀具，其中該第一側(cè)表面涂覆有一種耐磨材料。
4.如權(quán)利要求1所述的切削刀具，其中該第二側(cè)表面總體上是平坦的。
5.如權(quán)利要求4所述的切削刀具，其中該第二側(cè)表面涂覆有一種耐磨材料。
6.如權(quán)利要求1所述的切削刀具，其中該硬質(zhì)切削尖端包括: 一個局部截頭圓錐形尖端部分，該局部截頭圓錐形尖端部分具有一個第一尖端側(cè)向刃和一個第二尖端側(cè)向刃； 一個第一尖端側(cè)表面，該第一尖端側(cè)表面具有一個第一尖端側(cè)向過渡刃和一個第一尖端終止刃，其中該第一尖端側(cè)向過渡刃與該局部截頭圓錐形尖端部分的第一尖端側(cè)向刃相鄰接；以及 一個第二尖端側(cè)表面，該第二尖端側(cè)表面具有一個第二尖端側(cè)向過渡刃和一個第二尖端終止刃，其中該第二尖端側(cè)向過渡刃與該局部截頭圓錐形尖端部分的第二尖端側(cè)向刃相鄰接，并且其中該第一尖端終止刃與該第二尖端終止刃相鄰接從而形成一個尖端切削刃。
7.如權(quán)利要求6所述的切削刀具，其中該第一尖端側(cè)表面總體上是平坦的。
8.如權(quán)利要求6所述的切削刀具，其中該第二尖端側(cè)表面總體上是平坦的。
9.如權(quán)利要求6所述的切削刀具，其中該頭部的局部截頭圓錐形部分鄰近該硬質(zhì)切削尖端的局部截頭圓錐形尖端部分。
10.如權(quán)利要求6所述的切削刀具，其中該頭部的第一側(cè)表面鄰近該硬質(zhì)切削尖端的第一尖端側(cè)表面。
11.如權(quán)利要求6所述的切削刀具，其中該頭部的第二側(cè)表面鄰近該硬質(zhì)切削尖端的第二尖端側(cè)表面。
12.如權(quán)利要求6所述的切削刀具，其中該頭部的切削刃與該硬質(zhì)切削尖端的尖端切削刃對齊。
13.如權(quán)利要求6所述的切削刀具，進(jìn)一步包括該硬質(zhì)切削尖端，該硬質(zhì)切削尖端具有一個與該切削刀具本體的縱向中心軸線偏離的突出點(diǎn)。
14.如權(quán)利要求6所述的切削刀具，其中，該硬質(zhì)切削尖端包括一個基底以及一個粘附到該基底上的超硬材料層。
15.如權(quán)利要求14所述的切削刀具，其中該超硬材料層包括聚晶金剛石(PCD)或者聚晶立方氮化硼(PcBN)。
16.—種用于撞擊地層的切削刀具,該切削刀具包括: 一個切削刀具本體，該切削刀具本體具有一個軸向前端、一個軸向后端、一個鄰近該軸向前端的頭部以及一個鄰近該軸向后端的柄部；以及 一個附接到該切削刀具的軸向前端上的硬質(zhì)切削尖端，該硬質(zhì)切削尖端包括: 一個局部截頭圓錐形尖端部分，該局部截頭圓錐形尖端部分具有一個第一尖端側(cè)向刃和一個第二尖端側(cè)向刃； 一個第一尖端側(cè)表面，該第一尖端側(cè)表面具有一個第一尖端側(cè)向過渡刃和一個第一尖端終止刃，其中該第一尖端側(cè)向過渡刃鄰接該局部截頭圓錐形尖端部分的第一尖端側(cè)向刃；以及 一個第二尖端側(cè)表面，該第二尖端側(cè)表面具有一個第二尖端側(cè)向過渡刃和一個第二尖端終止刃，其中該第二尖端側(cè)向過渡刃與該局部截頭圓錐形尖端部分的第二尖端側(cè)向刃相鄰接，并且其中該第一尖端終止刃與該第二尖端終止刃相鄰接從而形成一個尖端切削刃。
17.如權(quán)利要求16所述的切削刀具，進(jìn)一步包括該硬質(zhì)切削尖端，該硬質(zhì)切削尖端具有一個與該切削刀具本體的縱向中心軸線偏離的突出點(diǎn)。
18.如權(quán)利要求17所述的切削刀具，其中該刀具本體的頭部包括: 一個局部截頭圓錐形部分，該局部截頭圓錐形部分具有一個第一側(cè)向刃和一個第二側(cè)向刃； 一個第一側(cè)表面，該第一側(cè)`表面具有一個第一側(cè)向過渡刃和一個第一終止刃，其中該第一側(cè)向過渡刃與該局部截頭圓錐形部分的第一側(cè)向刃相鄰接；以及 一個第二側(cè)表面，該第二側(cè)表面具有一個第二側(cè)向過渡刃和一個第二終止刃，其中該第二側(cè)向過渡刃與該局部截頭圓錐形部分的第二側(cè)向刃相鄰接，并且其中該第一終止刃與該第二終止刃相鄰接從而形成一個切削刃。
19.如權(quán)利要求18所述的切削刀具，其中該頭部的第一側(cè)表面和第二側(cè)面涂覆有一種耐磨材料。
20.如權(quán)利要求16所述的切削刀具，其中該硬質(zhì)切削尖端包括一個基底以及一個粘附到該基底上的超硬材料層。
【文檔編號】E21C35/18GK103485269SQ201310219451
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月12日
【發(fā)明者】M·R·麥考密克, C·A·斯沃普 申請人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司