[發明專利]柱齒類鑿巖鉆頭熱嵌固齒工藝

在審

• 申請號: 201210597656.7
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103084782A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 耿志君;趙存權;王琳;劉少君
• 申請（專利權）人: 天水風動機械有限責任公司
• 主分類號: B23P11/02
• 分類號: B23P11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及釬具鑿巖鉆頭的制造方法，特別涉及柱齒類鑿巖鉆頭合金齒鑲嵌工藝，具體是柱齒類鑿巖鉆頭熱嵌固齒工藝。

背景技術

目前使用的柱齒類鑿巖鉆頭其鉆孔直徑在Φ40到Φ165mm之間，每支鉆頭上合金齒的數量由4粒到20粒不等。合金齒的鑲嵌加工多采用油壓機在常溫下冷壓鑲齒，其缺點是在合金齒壓入過程中，鉆頭體在過盈擠壓下產生較大的應力集中而出現薄弱點，當鉆頭在高負荷、大扭矩鑿巖過程中，薄弱點處容易發生鉆頭體斷裂、崩快等現象。另外在合金齒鑲入過程中合金柱、孔的同軸度難以保證，只能靠人為控制，存在著很大的不確定因素，一旦同軸度超差，導致鑿巖時抱緊力降低，很可能引發合金齒脫落，作業不能正常進行。由此造成鉆頭使用壽命降低，生產成本上升，生產效率下降。迫切需要新的固齒方法，以彌補上述不足。

發明內容

針對現用合金齒鑲嵌工藝存在的問題，本發明提供一種柱齒類鑿巖鉆頭熱嵌固齒工藝，其目的是有效的降低合金齒鑲嵌過程中產生的應力集中，消除鉆頭體內應力薄弱點，并能很好的保證齒柱與齒孔的裝配同軸度，從而保證鉆頭工作穩定性，提高鉆頭使用壽命和生產效率。

本發明的目的通過下述方案來實現：柱齒類鑿巖鉆頭由鉆頭體和合金齒構成，合金齒鑲嵌在鉆頭體上的合金齒孔中，本發明采用熱嵌固齒法，其工藝程序如下：

1、鉆頭體上合金齒孔加工質量控制??保證孔徑公差和圓度公差的技術要求；

2、合金齒外徑的加工質量控制??合金齒嵌入部分的外徑公差符合技術要求；

3、工藝裝備準備??所需工藝裝備有保溫爐、架子、三爪卡盤、扳手、電錘、專用槍頭、專用鑷子、防燙手套、防噪音耳塞、木板；

4、固齒加工步驟

①啟動保溫爐，按技術要求設定溫度；

②保溫爐溫度達到設定值后，將鉆頭體放入爐中，按技術要求設定保溫時間；

③達到設定保溫時間后，將鉆頭體取出放入固定在架子上的三爪卡盤中，并夾緊；

④固齒，此工序由二人配合進行，一人用專用鑷子夾持合金齒放置到鉆頭體上對應的合金齒孔口，使合金齒軸線與齒孔軸線平行，另一人用裝有專用槍頭的電錘在小沖擊狀態下定位合金齒，確認二者軸線重合、定位正確時快速將合金齒推入孔底；

⑤全部合金齒鑲嵌完成后，將固齒完成的鉆頭放在預先準備好的木板上，自然冷卻到室溫，固齒完成。

本工藝方法是利用金屬材料熱脹冷縮原理進行的。鉆頭體加熱時消除部分內應力，同時孔徑稍有增大，鑲齒時的過盈是相應略有降低，從而減小了過盈應力。這也有利于保證同軸度，固齒完后室溫冷卻過程中齒孔慢慢縮小，對合金齒緊固力增大，達到固齒工藝要求。

與冷壓鑲齒工藝比較，本發明的優點在于：1合金齒鑲嵌利用金屬材料熱脹冷縮性能，鉆頭體在加熱保溫過程中消除了部分內應力，避免了應力集中造成的薄弱點，同時熱脹過程使齒孔直徑稍有增大，降低了鑲嵌時的過盈應力，這就防止了高負荷、大扭矩狀態下鉆頭體斷裂、崩塊等情況的發生，增長了鉆頭的使用壽命，保證了鑿巖作業的正常進行；2、由于降低了鑲嵌時的過盈應力，合金齒底部又有倒角，所用專用槍頭前端形狀與合金齒頭部外形吻合，所以電錘的顫動會使合金齒自動對正齒孔，保證了二者同軸度要求和鑲嵌質量，提高了鉆頭工作的穩定性和可靠性；3、所需工藝裝備少，操作簡便，易于實施，適宜廣泛推廣應用。

附圖說明

圖1為鑿巖鉆頭結構頭

圖2為圖1的左視圖

圖3加工現場示意圖

圖面說明：

圖1中：1-合金齒??2-鉆頭體

圖3中：1-合金齒??2-鉆頭體??3-架子??4-扳手??5-三爪卡盤6-專用槍頭??7-電錘

具體實施方式

下面結合附圖說明本發明的具體實施方式：如圖1所示，柱齒類鑿巖鉆頭由鉆頭體2和合金齒1構成，合金齒1的齒柱部分嵌入鉆頭體2上的合金齒孔中，本發明熱嵌固齒方法的工藝程序為：

1、鉆頭體2上合金齒孔的加工質量控制，技術要求是孔徑公差等級為H7，孔的圓度公差為0.005mm，為達到此要求，孔的加工只能在鉆頭體熱處理后進行，然鉆頭體在滲碳淬火后，表面硬度很高，很難加工，為此在鉆頭體滲碳淬火前齒孔表面需涂一層防滲碳劑，使齒孔加工表面硬度保持在適宜加工的范圍；

2、合金齒1齒柱外徑加工質量控制，合金齒1的鑲嵌過盈是一般控制在0.02～0.05mm范圍內，相對于H7的孔徑公差，合金齒齒柱外徑公差等級應為S6，另外為便于保證裝配同軸度合金齒底面制有倒角；