CN103732860B - 切削工具 - Google Patents

Abstract

一种切削工具包括工具能够由其可释放地保持在工具保持器内的柄部、设置在柄部的一端处并能够在使用过程中邻接工具保持器的就座表面并限制工具保持器进入工具保持器的接收开口内的增大的肩部或跟部，以及超过增大的肩部或跟部设置并终止于硬质合金或其他尖端的一体刀片。工具设置薄弱区域，使得如果受到破碎力，将促使裂纹以特别希望的方式从薄弱区域扩散。

Description

切削工具

优先权

本申请要求2011年8月8日提交的英国申请序列号No.1113591.0的权益。

技术领域

本发明涉及一种切削工具，其主要用于采矿、例如采煤，但也用于其他地下用途，例如隧道或道路掘进，或地上用途，例如民用工程作业、道路规划、沟槽切削，而不管通过滚筒或环形链，还是在陆地和海底。

背景技术

在通过长壁技术采煤和其他类型的采矿中，传统上提供钢的顶部支承件作为一系列液压驱动顶部支承件的部件，其随着矿物的抽取沿着矿物面延伸并与矿物面一起推进，或者在道路处作为环形或弓形形式的永久支承件，其传统上设置在长壁面的每端处。

采用通过跟随缝隙的所述或每个摇臂承载的转动切削头部，矿物通过横过矿物面的单端或双端摇臂滚筒采矿机移除，每个滚筒设置50-100个切削工具，每个切削工具具有柄部，每个工具通过该柄部可更换地定位在工具保持器内。

但是，尽管操作者的最佳努力，滚筒且具体为工具通常冲击顶部钢杆或矿物缝隙顶部或底部内的硬含有物，并且工具破碎，通常其头部或刀片从其柄部撕裂。

工具需要经常更换，并且破碎或损坏的工具的移除通常是困难的，或者有时是不可能的，使得移除不能实现，直到滚筒最终回到地面或安全的地下区域，以便重整。

在民用工程作业中，工具会冲击未知的埋置障碍物，例如混凝土加强杆、钢轨等。

发明内容

本发明的基本目的在于提供一种改进的切削工具。

根据本发明提供一种切削工具，其包括柄部，工具通过该柄部可释放地保持在工具保持器内、设置在柄部一端处并能够在使用过程中邻接工具保持器的就座表面且因此限制工具进入工具保持器的接收开口的增大的肩部或跟部，以及超过增大的肩部或跟部设置并终止于硬质合金或其他尖端的一体刀片。该工具设置薄弱区域，使得如果受到破碎力，将促使裂纹以特别希望的方式从薄弱区域扩散。

薄弱区域需要使得工具的正常操作(例如采矿)不受障碍，但在工具通过冲击例如钢支承件过载时，工具将以希望的方式破裂。但是，由于例如一些形式或其他形式的钢构件的意外冲击大部分无法避免，薄弱区域的设置以及裂纹区域的管理确保损坏的工具的残留部分在地下状况下比其他情况更容易取出。

在一个方面，根据本发明的切削工具包括能够可释放地保持在工具保持器的开口内的柄部以及在使用过程中接触待接合材料的头部。头部设置在柄部的一端处以邻接工具保持器的就座表面，并限制切削工具进入工具保持器的开口。切削工具具有在使用过程中面向运行方向的前表面、相对的后表面和连接前表面和后表面的侧表面。狭槽只在前表面和侧表面内开口，直到狭槽的深度，以限定脆弱部分。脆弱部分在正常操作过程中保持完好。但是，在切削工具受到破碎力时，将促使裂纹从狭槽扩散经过脆弱部分。

在另一方面，根据本发明的切削工具包括能够可释放地保持在工具保持器的开口内的柄部以及在使用过程中接触待接合材料的头部。头部设置在柄部的一端处以邻接工具保持器的就座表面并限制切削工具进入工具保持器的开口。工具包括薄弱区域，以限定脆弱部分，与头部和柄部之间的界面相对于期望冲击力的强度相比，脆弱部分相对于期望的冲击力具有较小强度，使得在切削工具受到破碎力时，将促使裂纹扩散经过脆弱部分。

在本发明的另一方面中，切削工具包括能够可释放地保持在工具保持器的开口内的柄部以及在使用过程中接触待接合材料的头部。头部大于柄部并设置在柄部的一端处，以便限定柄部和头部之间的界面。头部邻接工具保持器的就座表面并限制切削工具进入工具保持器的开口。薄弱区域设置在柄部和头部之间的界面处，使得当切削工具冲击硬构件时，将促使裂纹扩散经过该界面。

薄弱区域优选地通过狭槽(例如切制或锻造的缝隙或凹槽)提供，狭槽形成到工具内，以便在工具内提供脆弱部分，但是也可以通过其他方式提供薄弱区域。

附图说明

图1是申请人的现有技术标准刨矿机工具之一的侧立视图。

图2对应于图1，但示出根据本发明的一个方面的狭槽，狭槽设置在柄部的前面和向前延伸的增大肩部之间的结合部处。

图2A示出切削工具的第二实施方式，其具有位于柄部的前面和向前延伸的增大肩部之间的结合部处的狭槽。

图3也对应于图1，但示出根据本发明的另一方面的狭槽，该狭槽设置在刀片的前面的基部和向前延伸的增大肩部之间的结合部处。

在所有三个附图中，相同部件具有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示出了世界范围内通常使用的典型刨矿机截齿1，其包括能够可释放地定位在工具保持器或截齿座的相应开口内并通过锁闩装置(例如位于双“O”形开口3内的带有多个凸脊的合成塑料插入件)可释放地保持而不意外丢失的非圆形柄部2。在柄部2的前面或导前面4处设置盲孔5，以接收附加或替代的弹性柄部保持按钮(未示出)。从柄部2的前面4的上端，延伸向前指向的增大肩部6，其具有以公知方式就座在相关工具保持器或截齿座的支承表面(未示出)上的下侧7。进一步向前，肩部6设置缺口8以便在需要取出截齿1时通过例如改锥或冲头的取出工具接合。在柄部2的后面侧9处设置跟部10，该跟部也具有支承表面11，另外设置通孔12以容纳喷水喷嘴(未示出)的一部分。一体的刀片13超过肩部5和跟部10延伸，并设置硬质合金尖端14。肩部6、跟部10和刀片13包括切削工具1的头部22。

根据本发明的第一实施方式，狭槽15在柄部2的导前面4和增大肩部6的一部分16之间的90度结合部处设置在切削工具1A内。在此实施方式中，狭槽15相对于柄部2的前面4和肩部6的下侧表面7以45度的角度延伸。狭槽15设置成影响切削工具1，使其将从柄部2破坏头部22，从而柄部可以在使用在提供移除开口的工具保持器内时向下移除，例如2011年8月9日提交的英国申请序列号No.1113669.4公开那样。

图2A公开一种位于柄部和肩部之间的结合部处的优选狭槽构造。在此实施方式中，狭槽15A沿着柄部4的顶部在该结合部处向内延伸，以限定脆弱部分20，该脆弱部分足够牢固以经受正常操作，但是在切削工具1B冲击钢构件或其他硬物体时将破坏。狭槽15A的设置表明切削工具在冲击钢构件时将在大多数情况下沿着柄部的顶部齐整地破坏，而不弯曲或扭曲柄部2或留有保持连接到柄部的头部22的一部分。不弯曲的柄部可以被容易地向下敲击并离开工具保持器，因为工具保持器具有下部移除开口，例如2011年8月9日提交的英国申请序列号No.1113669.4公开那样。

狭槽15A从切削工具1B的前表面24延伸。在一种优选实施方式中，狭槽15A垂直于前面4延伸并只在切削工具的前表面(即在操作过程中在驱动工具的方向上，并且在此实施方式中，前表面是柄部2的前面4)和侧部内开口，直到其从前面4延伸到工具内的深度，以更有效地提供齐整破坏，而没有保持在工具保持器内的部分的扭曲，即由于狭槽只在或主要在接收主要载荷的表面内开口，认为有利的是引导齐整地破裂。狭槽15A在材料的剩余厚度内限定脆弱部分20。脆弱部分20形成为抵抗正常载荷，并在切削工具的正常操作过程中保持完好，而且在冲击钢构件或其他硬物体(例如钢构件)时，提供头部22从柄部2的齐整破坏，而没有柄部的扭曲。最小和最大厚度将根据所需应用以及切削工具的设计和材料来确定。

如上所述，常见的是刀片13冲击钢的障碍物，例如屋顶支撑杆或埋置的电车轨道或管道。在这种情况下，狭槽15或15A的设置旨在使得破坏从狭槽扩散，以便将头部22与柄部2完全分离，而不扭曲柄部，从而将柄部从工具保持器更容易地移除。

在图3的另一实施方式中，狭槽17在刀片13遇到增大的肩部6的区域19内设置在刀片13的前面18内。如同早些的实施方式，狭槽17优选地只在切削工具1C的前面(在此例中为刀片13的前面18)和侧部内开口，直到狭槽进入头部22的深度。如同较早的实施方式，狭槽形成具有一定厚度的脆弱部分20。脆弱部分20具有一定的“动态强度”，其限定为在力是施加到切削工具的尖端的冲击载荷时破坏脆弱部分所需的力。那么，脆弱部分的动态强度是如下因数，(i)希望破坏处的脆弱部分的横截面尺寸(通常是最窄的横截面)，(ii)切削工具在该横截面脆弱部分处的材料；以及(iii)脆弱部分和使用过程中施加冲击载荷处的尖端之间的竖直距离。

根据本发明的这样一个方面，脆弱部分20的动态强度小于或弱于头部22和柄部2之间的界面的动态强度。在优选实施方式中，脆弱部分的动态强度至少小于柄部和头部之间的界面的动态强度的大约百分之十，以便在切削工具冲击钢构件或其他硬构件时可靠地(即在大多数情况下)引导切削工具沿着脆弱部分而不沿着柄部-头部的界面破坏。以此方式，肩部6和移除缺口8得到保留，即使钢构件通过切削工具的尖端14冲击，以使柄部2从工具保持器移除，从而可以插入更换切削工具。脆弱部分的动态强度可以远远小于柄部-头部界面的10％，只要脆弱部分在正常操作过程中保持完好。

在替代构造(未示出)中，薄弱区域或脆弱部分可以通过限定在切削工具内的狭槽之外的方式限定。另外，可以使用其他类型的狭槽，即使它们以以上公开内容以外的方式形成。例如，狭槽可以围绕周边形成，或者部分形成在前表面和后表面内。在这些替代的狭槽构造中，狭槽优选地主要形成为从前表面延伸，即狭槽从前表面延伸其大部分深度。狭槽15、15A、17被示出为切削工具内的窄和线性间隙，这是优选构造。但是，狭槽可具有非线性构造，具有较宽(不是窄的)宽度，和/或具有不规则形状。术语“狭槽“旨在具有广义的构造，以便在具有广泛不同的可能形状的切削工具内限定间隙。开口的形状或尺寸可以显著改变。

Claims (12)

1.一种切削工具，包括：

柄部，其能够可释放地保持在工具保持器中的开口内；

头部，其固定到柄部，所述头部具有位于一端处以便在使用过程中接触待接合材料的头部，并且所述头部在头部固定到柄部的位置比柄部大，以便在柄部和头部之间限定界面，使得头部邻接工具保持器的就座表面，并限制切削工具进入工具保持器的开口；以及

薄弱区域，其限定位于柄部和头部之间的界面之外的位置处的脆弱部分，其中与力是施加到切削工具的尖端的冲击载荷时破坏柄部和头部之间的界面所需的力相比，力是施加到切削工具的尖端的冲击载荷时破坏脆弱部分所需的力至少小百分之十。

2.根据权利要求1所述的切削工具，其具有前表面、后表面和侧表面，其中前表面在操作时面向运行方向，并且薄弱区域通过只在前表面和侧表面开口的狭槽限定，直到狭槽的深度。

3.根据权利要求1所述的切削工具，其中，头部包括位于自由端上的刀片以及刀片和柄部之间的肩部，并且狭槽在刀片和肩部之间的位置处设置在头部内。

4.一种切削工具，包括柄部，其能够可释放地保持在工具保持器中的开口内；头部，其在使用过程中接触待接合材料，头部设置在柄部一端处，以邻接工具保持器的就座表面，并限制切削工具进入工具保持器的开口，切削工具具有在使用过程中面向运行方向的前表面、相对的后表面和连接前表面和后表面的侧表面以及从前表面延伸以限定脆弱部分的狭槽，在切削工具受到破碎力时，将促使裂纹从狭槽扩散经过脆弱部分，狭槽只在前表面和侧表面内开口，直到狭槽的深度。

5.根据权利要求4所述的切削工具，其中，柄部具有纵向轴线，并且狭槽在垂直于纵向轴线的方向上延伸。

6.根据权利要求5所述的切削工具，其中，狭槽设置在柄部和头部之间的结合部处。

7.根据权利要求5所述的切削工具，其中，头部包括位于自由端上的刀片以及刀片和柄部之间的肩部，并且狭槽在刀片和肩部之间的位置处设置在头部内。

8.根据权利要求4所述的切削工具，其中，狭槽设置在柄部和头部之间的结合部处。

9.根据权利要求4所述的切削工具，其中，头部包括位于自由端上的刀片以及刀片和柄部之间的肩部，并且狭槽在刀片和肩部之间的位置处设置在头部内。

10.一种切削工具，包括柄部，其能够可释放地保持在工具保持器中的开口内；头部，其在使用过程中接触待接合材料，头部大于柄部并在柄部一端处固定，以限定柄部和头部之间的界面，头部具有沿着头部的前表面形成的肩部，以限制切削工具进入工具保持器的开口；以及在柄部和头部之间的界面处靠近肩部形成并从头部的前表面延伸的薄弱区域，使得在切削工具冲击硬构件时，将促使裂纹扩散经过所述界面，从而头部从柄部分离。

11.根据权利要求10所述的切削工具，其中，薄弱区域通过在柄部和头部之间的界面处形成在工具内的狭槽限定，并且其中狭槽在头部的前表面内开口。

12.根据权利要求11所述的切削工具，其中，柄部具有纵向轴线，并且狭槽在垂直于纵向轴线的方向上延伸。