专利名称：一种硬质合金镶齿牙轮钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种硬质合金镶齿牙轮钻头，适用于石油与天然气、矿山、地质钻井、凿岩用冲击式、回转式钻头。
背景技术：
牙轮钻头分为钢齿钻头和镶齿钻头两类，其中，钢齿钻头的牙齿与牙轮为一体，其硬度和耐磨性差，而镶齿钻头由硬质合金齿与牙轮镶合而成，其硬度高、耐磨性强，适于硬地层的钻采，因而广泛应用牙轮钻机、潜孔钻机、液压、风动、电动等到各式钻凿上。镶齿钻头的硬质合金齿分为齿体和齿冠两部分，紧密镶合在牙轮内的部分为齿体，露出牙轮具有切削刃的部分为齿冠。硬质合金齿是钻头的易耗品，其材料成本和使用寿命对钻头的成本影响较大。现有的硬质合金齿钻头的齿体是与齿冠等直径的圆柱体，钻体上有与齿体相同形状和尺寸的齿孔，齿体与齿孔过盈配合。这种镶齿结构的钻头在实际生产和使用时，存在以下缺陷一是无空隙的硬质合金圆柱形齿体会消耗较多的贵重硬质合金，增加钻头生产成本；二是合金柱齿在压入钻体上的齿孔内时，容易偏心，且因是过盈配合，在合金齿和齿孔底部必定存在被压缩的气垫，会造成合金柱齿安装不到位或钻头损坏。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术硬质合金镶齿钻头存在的消耗较多的硬质合金材料、钻头成本高且安装不便的不足，提供一种硬质合金镶齿钻头，可节省钻头的硬质合金材料成本，显著节约钻头的结构成本，并方便合金齿的安装。本实用新型为实现技术目的采用的技术方案是一种硬质合金镶齿牙轮钻头，包括牙轮和硬质合金齿，所述牙轮上开有齿孔，所述硬质合金齿包括嵌于齿孔内的齿体，以及露在齿孔外的齿冠，所述齿体的下部设有开口向下的凹槽。—种硬质合金镶齿牙轮钻头，所述凹槽的横截面为圆形，其圆心位于齿体的轴向中心线上。一种硬质合金镶齿牙轮钻头，所述凹槽的形状为半球形、柱形或者锥形。一种硬质合金镶齿牙轮钻头，所述凹槽的高度为齿体的高度的1/3-1/2。一种硬质合金镶齿牙轮钻头，所述凹槽的底面半径为齿体的底面半径的1/3-2/3。与现有技术相比，本实用新型具有的特点是1、牙轮钻头的硬质合金齿体上设置凹槽，在不影响硬质合金齿的力学性能的前提下，节省了昂贵的硬质合金材料，显著降低了钻头的成本。2、牙轮钻头的硬质合金齿体上设置凹槽，冷压安装硬质合金齿时，齿孔底部余量空气可以进入并汇集在凹槽内，避免余量空气被强制压缩形成气垫阻碍硬质合金齿安装到位，同时避免显著增加安装所需冷压力，以及避免安装对钻头结构造成破坏。
图1是本实用新型硬质合金镶齿牙轮钻头的结构示意图。其中牙轮1，齿孔2，齿体3，齿冠4，凹槽5。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。参见图1，本实用新型提供的硬质合金镶齿牙轮钻头，包括牙轮1和硬质合金齿， 牙轮1上开有齿孔2。硬质合金齿包括齿体3和齿冠4，由硬质合金材料整体压制而成，齿体3紧密镶合在齿孔2内，从而使硬质合金齿与牙轮1连接成整体，齿冠露在齿孔2外部， 用于切削、破碎岩层。齿体3的下部设有开口向下的凹槽5，为使硬质合金齿受力均衡，消除应力集中现象，凹槽5的横截面最好设置为圆形，并使其横截面圆心位于齿体3的轴向中心线上，因而凹槽5的形状可以为半球形、柱形或者锥形。综合考虑材料成本和结构强度因素，凹槽5的底面半径可以设置为齿体3的底面半径的1/3-2/3，其高度可以设置为齿体3 的高度的1/3-1/2。本实用新型提供的牙轮钻头，在硬质合金齿体的下部设置凹槽5，不影响硬质合金齿的力学性能，节省了昂贵的硬质合金材料，显著降低了钻头成本。硬质合金镶齿牙轮钻头采用冷压安装，在常温下对硬质合金齿施加足够的压力， 强制将齿体3压入齿孔2，从而使硬质合金齿与牙轮连接成整体。本实用新型提供的牙轮钻头的硬质合金齿体上设置凹槽5，冷压安装硬质合金齿时，齿孔底部余量空气可以进入并汇集在凹槽5内，避免余量空气被强制压缩形成气垫，阻碍硬质合金齿安装到位，同时避免显著增加安装所需冷压力，以及避免安装对钻头结构造成破坏，安装过程操作简单省力，结构整体性好。上面结合附图对本实用新型的实施例做了具体说明，但本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨前提下做出各种变化。
权利要求1.一种硬质合金镶齿牙轮钻头，包括牙轮(1)和硬质合金齿，所述牙轮(1)上开有齿孔O)，所述硬质合金齿包括嵌于齿孔O)内的齿体(3)，以及露在齿孔( 外的齿冠0)， 其特征在于所述齿体(3)的下部设有开口向下的凹槽(5)。
2.如权利要求1所述的一种硬质合金镶齿牙轮钻头，其特征在于所述凹槽(5)的横截面为圆形，其圆心位于齿体(3)的轴向中心线上。
3.如权利要求2所述的一种硬质合金镶齿牙轮钻头，其特征在于所述凹槽(5)的形状为半球形、柱形或者锥形。
4.如权利要求2所述的一种硬质合金镶齿牙轮钻头，其特征在于所述凹槽(5)的高度为齿体(3)的高度的1/3-1/2。
5.如权利要求2所述的一种硬质合金镶齿牙轮钻头，其特征在于所述凹槽(5)的底面半径为齿体(3)的底面半径的1/3-2/3。
专利摘要一种硬质合金镶齿牙轮钻头，包括有牙轮(1)和硬质合金齿，牙轮(1)上开有齿孔(2)，硬质合金齿包括嵌于齿孔(2)内的齿体(3)，以及露在齿孔(2)外的齿冠(4)，齿体(3)的下部设有开口向下的凹槽(5)。本实用新提供的硬质合金镶齿牙轮钻头，在硬质合金齿体上设置凹槽，节省了昂贵的硬质合金材料，在不影响硬质合金齿的力学性能的前提下，显著降低了牙轮钻头的结构成本，并避免了安装气垫效应，方便将硬质合金齿安装到位，并使安装后的牙轮结构整体性好。
文档编号E21B10/52GK202131985SQ201120242008
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月11日 优先权日2011年7月11日
发明者方杨, 章文军 申请人:湖北鸣利来冶金机械科技有限公司