[发明专利]一种钻具

说明书

本发明涉及一种钻具。

钻具，尤其是凿岩钻头一般包括装配有硬质合金刀片的钻头头部，设置有钻屑螺旋状输送螺纹的螺旋柄体和用于将钻具插入驱动装置内的夹紧杆体。

凿岩钻头的螺旋状输送螺纹一般是通过切削法形成的，为在通常为圆柱形的原材料上导入输送螺旋槽，也可以不通过切削法形成(例如通过滚轧辊形成)。当钻具为凿岩钻头时，输送螺纹的主要功能是输送被刀片切削下来的材料，就是说，其主要作用是将钻屑或钻屑排出钻孔。这种圆柱形的原材料可具有各种不同的尺寸，从而能够形成小刻度的钻孔直径。

公知的钻具主要基于如下事实：由于导入一个输送螺旋槽将会在外部圆柱形表面上形成输送螺旋槽的连续隆起，因此螺旋柄体具有一圆柱形的初始横截面。这样就能够保证安静或振动很小地进行钻孔，同时输送螺纹沿输送螺纹隆起被精确导向。

本发明的目的是提供一种钻具，尤其一种凿岩钻头，与传统的钻具相比，本发明的钻具具有改进的输送性能，同时其钻进能力至少与现有的钻具之钻进能力相同。

为实现上述目的，根据本发明提供一种钻具，包括钻头、夹紧杆体和螺旋柄体，其中螺旋柄体位于钻头与夹紧杆体之间，而且螺旋柄体上还设置有钻屑槽，其特征在于：至少用于制造螺旋柄体的原材料是由具有对称横截面的多边形型材构成的，而且通过切削法在所述型材上另外形成螺旋槽。

根据本发明，夹紧杆体是由与螺旋柄体相同的多边形型材制成。形成夹紧杆体和/或螺旋柄体的型材是由对称的多边形型材构成的，而且至少有三个夹紧表面能够被夹在工业上通用的三爪卡盘上，所述的三个卡爪以120°的转角β偏置。所述型材是由工业上通用的多边形型材制成的。所述型材是由六边形型材或四边形型材或三角形型材制成。所述钻头设置有硬质合金刀片，刀片对称设置在型材的横截面上。从侧面看刀片为屋脊状。用于制造钻具的原材料包括挤压成型的坯件或铸造成型的坯件，而且型材至少在螺旋柄体的区域内具有多边形横截面，并具有为圆柱形或成型的夹紧杆体。所述夹紧杆体通过焊接与螺旋柄体相连接。夹紧杆体被设计成冲击式钻机的夹紧杆体。

本发明基于以下常识：可通过减少摩擦损失和增加输送能力来增加钻进能力；用于制成输送螺纹的原材料不是圆形的，而是由最好为对称多边形的型材。当输送螺纹被加工成多边形轮廓时，剩余的隆起部分由相互对直的表面部分组成，这些表面部分形成了用于输送钻粉的附加槽。由于输送螺纹的隆起部分上不存在任何表面接触，最多为线性接触，因此明显降低了表面摩擦。另外，由于表面部分之交错连续的纵向边缘存在于输送螺纹的隆起部分上，因此就形成一种刮刀效应，这种刮刀效应有利于钻进。另外，由于隆起部分上的纵向边缘起到附加输送边缘或推动边缘的作用，而且该纵向边缘还可将钻屑推向更深处的沟槽，从而避免隆起区域的堵塞，因此使钻屑输送能力得以改善。隆起部分上的表面部分之平整化还增加了钻进过程中的输送量。

在本发明的一个最佳实施例中，夹紧杆体被设计成具有多边形形状的多边形型材，就是说，使整个钻具由相同的多边形型材构成，在钻具上通过切削法导入输送螺旋槽。尤其是当夹紧杆体装配在工业上通用的冲击式钻机的三爪卡盘上时，多边形夹紧杆体将形成刚性的夹紧作用，从而尤其是在卡盘的夹紧力较小的情况下，例如在磨损或类似情况下，从本质上消除了钻具的旋转。

因此，可仅通过在工业上通用的多边形型材上导入输送螺旋槽而以各种不同尺寸制造出不同的钻头尺寸，夹紧杆体为多爪卡盘提供了刚性夹紧的优点。为此，多边形型材至少必须在夹紧杆体的区域内设置夹紧表面，这些夹紧表面相互偏移120°设置。

在本发明的一个最佳实施例中，夹紧杆体还可具有圆柱形的横截面，以使夹紧杆体适合于装配在冲击式钻机的卡盘内。为此，最好使用挤压成型的坯件，该坯件在输送螺纹区域为多边形型材，而在夹紧杆体区域为圆柱形型材。这样，夹紧杆体就适合于在各种条件下使用，例如用于冲击式钻机，而设置有上述输送螺纹的螺旋柄体则通过切削法形成。

在一特殊的实施例中，这样的实施例可被加工成挤压坯件或锻造坯件，从而可以任意所需直径和截面形成多边形的初始形状，例如可在螺旋柄体区域内为多边形型材，而在夹紧杆体区域内为圆柱形型材。

螺旋柄体和夹紧杆体可通过合适的焊接方法以其各自的形状连接到一起(例如摩擦焊接方法，阻力焊接方法等)。

参照附图，本发明的其它细节及优点通过本发明的最佳实施例作出说明，其中附图：

图1为具有六边形横截面的凿岩钻头之立体视图；

图2为根据图1之凿岩钻头的侧视图；

图2a为根据图2之凿岩钻头的顶视图；

图2b为图2a之视图的放大视图；