[发明专利]具有刀片对中表面的旋转式钻具

说明书

一种用于旋转式钻具的切削刀片和钻具组件，在所述钻具组件中，刀片和支承主体经由协作配合的接触表面和安装螺钉相联接。这些接触表面提供双重功能，从而除了提供所述刀片的对中功能以外，还将所述刀片在轴向上且在旋转上锁定在所述支承主体处。

技术领域

本发明涉及一种旋转式钻具刀片并且涉及一种钻具组件，在该钻具组件中，刀片能够安装到支承主体，以便最大程度地保持刀片并且提供紧密且稳定的装配。

背景技术

已研制了多部件式钻具组件，在该钻具组件中，由昂贵硬质材料(诸如，硬质合金、陶瓷等等)形成的刀片以可释放方式沿轴向并且沿径向被锁定在刀具主体或载架主体处，该刀具主体或载架主体由硬度较低的且较便宜的材料形成。刀片通常被认为是磨损部件，并且设置有轴向朝前面向的切削区域，该切削区域通常包括一系列切削刃和切削表面。

需要对轴向加载力和转矩从刀片到钻主体的传递进行控制和管理，从而在使用期间牢固地安装刀片，同时使得一旦刀片磨损就能够更换该刀片。已研制了齿型锁定接口，以试图适当地传递这种加载力。

US7,311,480公开了一种多部件式钻具，在该钻具中，相对较硬材料形成的刀片经由安装螺钉以可释放方式安装在支承主体的轴向向前卡爪处，该支承主体由硬度较低且较低等级的材料形成。对中鳍部从原本呈‘铲’形的刀片径向向外延伸，以便于刀片的对中。通过从卡爪轴向向后延伸的狭槽来便于经由径向跨接的安装螺钉来将刀片夹持在卡爪内，该狭槽允许相对的卡爪构件响应于螺钉在安装位置中的拧紧而径向挠曲。

然而，由于支承主体处因刀片和该支承主体之间所传递的相当大的加载力而引起的应力和疲劳，因此前述类型的现有钻具组件会容易过早失效，并且表现出被视为通常较短使用寿命的现象。特别地是，除了转矩力以外，要求安装表面和安装部件承受相当大的轴向加载力和径向加载力，其中，这些力在切削/钻凿期间会动态地和突然地变化。因此，需要一种解决这些问题的钻具。

发明内容

本发明的总的目的是提供一种钻具刀片和钻具组件，以控制和管理该刀片和支承主体之间的加载力的传递，从而提供稳定的装配，并且使得刀片适当地对中并保持在安装位置中。

特定的目的是提供一种刀片和组件，该刀片和组件最小化或消除使得应力集中形成的区域(或部位)，应力集中否则可能导致裂纹传播和/或疲劳引起的刀片和/或支承主体变形。又一特定目的是提供一种组件且特别是一种刀片，该刀片具有合适的接口，这些接口能够在使用期间承受径向力，而与所施加的力的方向和大小无关，从而实现该刀片在支承主体处相对于穿过该钻具的纵向轴线的对中。

这些目的经由一种刀片和钻具组件来实现，在该钻具组件中，该刀片和钻具组件各自包括具有接触表面的相应的角部区域，其适合于除了适于使得刀片最大程度地在位置上对中锁定于支承主体处以外，还适合于在刀片和支承主体之间传递径向加载力。刀片的牢靠对中有利于提供一种坚固耐用且可靠的多部件式钻具组件，该多部件式钻具组件对于所施加的转矩以及轴向加载力和径向加载力表现出较高的抵抗力。

根据本发明的第一方面，提供一种用于旋转式钻具的切削刀片，该旋转式钻具沿着纵向轴线延伸并且用于切屑金属，该刀片包括：轴向朝前面向的切削区域和轴向朝后面向的安装区域；至少两个角部区域，该至少两个角部区域在轴向方向上在切削区域和安装区域之间延伸，该角部区域由相应的第一接触表面和第二接触表面的相交部所限定，该第一接触表面和第二接触表面彼此横向地或大体垂直地对准，并且构造用于与支承主体的相应的接触表面抵接；孔，该孔在角部区域之间径向延伸穿过该刀片，从而使得该孔的相应的开口端部在角部区域处定位在第一接触表面和第二接触表面的相交部处，并且该孔构造用于接纳附连元件，从而将刀片在轴向上固定在支承主体处；其中，第一接触表面和第二接触表面的至少一表面区域部分在轴向方向上定位在孔的开口端部的轴向位置和轴向朝前面向的切削区域之间。