CN106677041A - 一种镶嵌陶瓷棒的路面铣刨机钻头及其加工方法 - Google Patents

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王立明
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Abstract

本发明公开了一种镶嵌陶瓷棒的路面铣刨机钻头及其加工方法，属于机械刀具技术领域。包括刀体和刀头，刀体包括刀体前段和连接轴段，还包括陶瓷棒，所述的陶瓷棒均匀镶嵌在刀体前段上，刀体前段与连接轴段连接，所述的连接轴段与铣刨机上连接钻头的部位相匹配，所述的陶瓷棒本体为圆柱形，刀头位于刀体前段的上表面，所述的陶瓷棒的两端为半球形，所述的陶瓷棒的长度为9‑10mm，陶瓷棒的端部伸出刀体前段外表面1‑2mm，针对现有路面铣刨刀具的刀体磨损较快，不能和刀头的使用寿命相匹配，进而影响刀具整体使用寿命的问题，本发明在刀体前段镶嵌陶瓷棒，陶瓷棒代替刀体金属表面与石粒摩擦，增加了刀体的耐磨性。

Description

一种镶嵌陶瓷棒的路面铣刨机钻头及其加工方法
技术领域
本发明属于机械刀具技术领域，更具体地说，涉及一种镶嵌陶瓷棒的路面铣刨机钻头及其加工方法。
背景技术
随着路面养护量的增加和对养护施工速度要求的提高，先进的路面养护技术不断被采用，沥青砼路面铣刨机具有路面养护作业高质量和高效率的显著特性。与以往的机具设备或人工进行同类作业比较，该设备具有施工周期短、作业效率高、工程质量好、施工操作灵活方便、降低施工人员劳动强度等显著特点。
铣刨机械是一种用于去除路面材料的养护机械，高速旋转且布满刀具的铣削转子采用顺铣或逆铣的方式切除沥青、水泥等混凝土路面。由于路面材料成分复杂、硬度高，刀具的剧烈磨损使其成为消耗较为迅速的部件，显著增加了施工费用。在铣刨机械工作过程中，铣刨机械的刀具，尤其是刀头，与地面和废料产生剧烈摩擦，迅速磨损。同时由于作业状况恶劣或刀具安装位置特别，刀体和垫片也与路面材料直接接触，发生磨损。刀头材料一般采用硬质合金，硬度一般可达69～81HRC，而刀体采用的是合金钢，硬度在40～50HRC，刀头通过焊接在刀体上。在工作中，刀头的高耐磨性，使用寿命很长，但是刀体跟刀头相比，比较容易磨损，所以往往刀头还没损坏，而整个刀具就因刀体的磨损断裂而报废，造成资源的浪费。
中国专利，公开号：CN201280681，公开日：2009年7月29日，该专利公开了一种WC涂层强化沥青砼路面铣刨刀具，刀具结构采用硬质合金刀头，合金结构钢刀体，刀体的加工制造采用模锻成形工艺保持完整锻造流线并经热处理获得高强度，刀头与刀体采用高强度钎焊连接，刀体外表面喷涂WC涂层提高其切削工作时表面耐磨性。该专利能够提高刀具整体的连接强度，延长刀具的使用寿命，但是WC涂层的耐磨性还是不太高，而且工作中刀体会与碎裂的沥青石粒摩擦，导致刀具的阻力增加，降低机械效率，因此该刀具还应进一步改善。
中国实用新型专利，公开号：204311334U，公开日：2015年5月6日，公开了铣刨机刀具，属于机械刀具技术领域。本实用新型的铣刨机刀具，包括刀头、垫片和刀体；刀体包括圆台和圆柱，圆台和圆柱固定连接成台灯形状的刀体；刀头与圆台的上表面固定连接；垫片呈环形结构，环套并固定在圆柱中间部位；在圆柱周面、垫片下部均匀设置有卡簧；在圆台周面均匀设置有凹槽；凹槽呈A字形几何结构，上槽口为锐角，下部呈圆弧形凹槽。该实用新型台灯形状的刀体和刀体上A字形几何结构的凹槽使刀体成曲线型，在切削时不仅有助于刀体旋转，也保证了向下作用力的平衡，使整个刀具磨损均匀，实现了增强刀体及刀头的耐磨性、提高抗冲击力的目的，进而提高了作业效率，降低了使用成本。其不足之处在于，刀体部分的硬度还是比较低，刀体磨损问题还是没有得到解决，还需进一步改进。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有路面铣刨刀具的刀体磨损较快，不能和刀头的使用寿命相匹配，进而影响刀具整体使用寿命的问题，本发明提供一种镶嵌陶瓷棒的路面铣刨机钻头及其加工方法，在刀体前段镶嵌陶瓷棒，陶瓷棒代替刀体金属表面与石粒摩擦，增加了刀体的耐磨性。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种镶嵌陶瓷棒的耐磨钻头，包括刀体和刀头，刀体包括刀体前段和连接轴段，还包括陶瓷棒，所述的陶瓷棒均匀镶嵌在刀体前段上，刀体前段与连接轴段连接，所述的连接轴段与铣刨机上连接钻头的部位相匹配，所述的陶瓷棒本体为圆柱形，刀头位于刀体前段的上表面。
优选地，所述的陶瓷棒的两端为半球形，所述的陶瓷棒的长度为9-10mm，陶瓷棒的端部伸出刀体前段外表面1-2mm。
优选地，所述的刀体前段上开设有与陶瓷棒本体相匹配的圆柱形孔，所述的圆柱形孔均匀分布在刀体前段的上部，刀体前段的下部与连接轴段连接。
优选地，所述的圆柱形孔对称分布刀体前段对称轴两侧，圆柱形孔的孔径方向与刀体前段对称轴互为垂直。
一种镶嵌陶瓷棒的耐磨钻头的加工方法，包括以下步骤：
步骤A，根据以上所述的一种镶嵌陶瓷棒的耐磨钻头，制作陶瓷棒、刀体的刀体前段和连接轴段；
步骤B，将陶瓷棒安装到刀体的刀体前段上圆柱形孔内；
步骤C，制作刀头，将刀头安装在刀体前段上表面的凹槽内；
步骤D，对刀体的毛坯进行机械精加工。
优选地，步骤A中，将刀体前段加工成圆锥台形，且刀体前段的上部直径大于刀体前段的下部直径。
优选地，所述的连接轴段直径小于刀体前段的直径。
优选地，所述的刀体前段的上表面设有凹槽，所述的凹槽与刀头相匹配。
优选地，所述的连接轴段上设有定位轴段和定位凹槽，所述的连接轴段的一端通过定位轴段与刀体前段的下部连接，所述的连接轴段的另一端与定位凹槽连接。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种镶嵌陶瓷棒的路面铣刨机钻头，采用陶瓷棒嵌入在刀体内部，外端突出刀体表面，让陶瓷棒代替刀体外表面与破碎的石粒摩擦，由于陶瓷棒的耐磨性远远大于合金钢材质的刀体，所以刀体的使用寿命得到了显著提高；
(2)本发明的一种镶嵌陶瓷棒的路面铣刨机钻头，陶瓷棒均匀分布在刀体前段，对刀体前段起到内部支撑的作用，有利于刀体在使用过程中的均匀磨损，同时陶瓷棒进一步的提高了刀体的旋转性，大大减低刀具在工作中所受的阻力，在相同工作环境下，整体的工作效率提高了2倍左右；
(3)本发明的一种镶嵌陶瓷棒的路面铣刨机钻头，采用本发明的刀体制作而成的钻头使用寿命比原来普通金刚石涂层的刀体寿命提高了5-6倍，节省了成本，不需要频繁更换钻头的铣刨机工作效率也得到进一步提高；
(4)本发明的一种镶嵌陶瓷棒的路面铣刨机钻头的加工方法，采用钎焊工艺将刀头焊接在刀体上，将陶瓷棒焊接在刀体前段的圆柱形孔内，增大了刀体的耐磨性能，提高了刀体的使用寿命。
附图说明
图1为本发明中带陶瓷棒的路面铣刨机刀具的结构示意图；
图2为本发明中带陶瓷棒的路面铣刨机刀体的剖视图。
图中：1、刀头；2、刀体；3、垫片；4、卡簧；201、陶瓷棒；202、刀体前段；203、连接轴段；204、定位凹槽；205、凹槽；206、定位轴段。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述。
一种镶嵌陶瓷棒的路面铣刨机钻头，包括刀头1和刀体2，刀体2包括刀体前段202和连接轴段203，还包括陶瓷棒201，所述的陶瓷棒201均匀镶嵌在刀体前段202上，刀体前段202与连接轴段203连接，所述的连接轴段203与铣刨机上连接钻头的部位相匹配，所述的陶瓷棒201本体为圆柱形，刀头1位于刀体前段202的上表面。
采用陶瓷棒201嵌入在刀体2内部，陶瓷棒201的外端突出刀体2表面，让陶瓷棒201代替刀体2外表面与水泥或沥青路面相接触摩擦，由于陶瓷棒201的耐磨性远远大于合金钢材质的刀体2，所以刀体2的使用寿命得到了显著提高。
所述的陶瓷棒201本体为圆柱形，所述的陶瓷棒201的两端为半球形；陶瓷棒201采用金属陶瓷材料制作而成，耐磨性能高，显著提高了刀体的使用寿命。
所述的刀体前段202上开设有与陶瓷棒201本体相匹配的圆柱形孔，所述的圆柱形孔均匀分布在刀体前段202的上部，刀体前段202的下部与连接轴段203连接。陶瓷棒201安装在刀体前段202的圆柱形孔内，在铣刨机工作时，刀体前段202上的陶瓷棒201与水泥路面或沥青路面接触，对路面进行钻孔，陶瓷棒201为高耐磨的陶瓷金属材料，耐磨性能高，当陶瓷棒201，磨损之后，才会对刀体2上的刀体前段202进行磨损，与现有技术中的铣刨机上的钻头刀体直接接触路面钻孔相比，延长了刀体的使用寿命，从而提高了钻头的的使用寿命。
陶瓷棒201为高耐磨的金属陶瓷材料，金属陶瓷兼有金属和陶瓷的优点，它密度小、硬度高、耐磨、导热性好，不会因为骤冷或骤热而脆裂。另外，在金属表面涂一层气密性好、熔点高、传热性能很差的陶瓷涂层，也能防止金属或合金在高温下氧化或腐蚀。金属陶瓷既具有金属的韧性、高导热性和良好的热稳定性，又具有陶瓷的耐高温、耐腐蚀和耐磨损等特性。
所述的圆柱形孔对称分布刀体前段202对称轴两侧，圆柱形孔的孔径方向与刀体前段202对称轴互为垂直，如图1所示。陶瓷棒201装配到圆柱形孔内，均匀分布在刀体前段202上，铣刨机上的钻头挖掘地面时，刀体2上的陶瓷棒201与水泥或沥青路面接触进行铣刨工作，陶瓷棒201的耐磨性能起到对刀体2本体的保护作用，延长刀体的使用寿命。
所述的刀体前段202为圆锥台形，刀体前段202的上部直径大于刀体前段202的下部直径，根据钻头本身工作的需要，在钻头工作时要对路面进行挖掘工作，刀体前段202的上部直径大于刀体前段202的下部直径，直径小的一端朝向地面，方便施力插入路面进行钻掘的工作，即便于刀体2深入到路面上进行钻掘工作。
所述的陶瓷棒201的端部伸出刀体前段202外表面1-2mm。鉴于陶瓷棒本身的特性，如果陶瓷棒201的端部伸出刀体前段202外表面过长，那么在对水泥路面进行铣刨的工作中，陶瓷棒201由于长度过长容易断裂，起不到耐磨的效果，反而会对本体造成磨损加快的负担；如果陶瓷棒201的端部伸出刀体前段202外表面过短，那么在对水泥路面进行铣刨的工作中，陶瓷棒201磨损的速度加快，仅在一定程度上延长刀体2的使用寿命；发明人经过多年的试验研究，创造性的研究出在刀体2的表面设置陶瓷棒201，并寻找出在陶瓷棒201的端部伸出刀体前段202外表面1-2mm这个范围内，一方面陶瓷棒201不易断裂，另一方面能够显著提高刀体的使用寿命。
所述的陶瓷棒201的长度为9-10mm，便于陶瓷棒201牢固的固定在刀体2的外表面上，不会因铣刨机钻头上的刀体受到路面的摩擦作用而产生活动或者掉落的现象。
所述的连接轴段203直径小于刀体前段202的直径，连接轴段203用于和铣刨机上安装钻头的部位相配合，起到牢固定刀体2的作用。
所述的刀体前段202的上表面设有凹槽205，所述的凹槽205与刀头1相匹配，刀头1安装在凹槽205内，刀头1的远离凹槽205的一端与地面相接触，对路面进行钻孔；所述的刀头1的材质为碳化钨(WC)粉末；所述的刀体2的材质为合金钢，硬度为40-50HRC，在刀体2的表面喷涂一层金刚石涂层，金刚石涂层的耐磨性能高，进一步提高了刀体2的使用寿命。
所述的连接轴段203上设有定位轴段206和定位凹槽204，所述的连接轴段203的一端通过定位轴段206与刀体前段202的下部连接，所述的连接轴段203的另一端与定位凹槽204连接。所述的定位凹槽204上设有垫片3，垫片3的材质为高速钢。
采用本发明的刀体制作而成的钻头使用寿命比原来普通金刚石涂层的刀体寿命提高了5-6倍，节省了成本，不需要频繁更换钻头的铣刨机工作效率也得到进一步提高。
实施例1
结合图1-2，一种镶嵌陶瓷棒的路面铣刨机钻头，包括刀头1和刀体2，刀体2包括刀体前段202和连接轴段203，还包括陶瓷棒201，所述的陶瓷棒201均匀镶嵌在刀体前段202上，刀体前段202与连接轴段203连接，所述的连接轴段203与铣刨机上连接钻头的部位相匹配。
采用陶瓷棒201嵌入在刀体2内部，陶瓷棒201的外端突出刀体2表面，让陶瓷棒201代替刀体2外表面与水泥或沥青路面相接触摩擦，由于陶瓷棒201的耐磨性远远大于合金钢材质的刀体2，所以刀体2的使用寿命得到了显著提高。
实施例2
本实施例的一种镶嵌陶瓷棒的路面铣刨机钻头，在实施例1的基础上进行了改进，所述的陶瓷棒201本体为圆柱形，所述的陶瓷棒201的两端为半球形；陶瓷棒201采用金属陶瓷材料制作而成，耐磨性能高，显著提高了刀体的使用寿命。
所述的刀体前段202上开设有与陶瓷棒201本体相匹配的圆柱形孔，所述的圆柱形孔均匀分布在刀体前段202的上部，刀体前段202的下部与连接轴段203连接。陶瓷棒201安装在刀体前段202的圆柱形孔内，在铣刨机工作时，刀体前段202上的陶瓷棒201与水泥路面或沥青路面接触，对路面进行钻孔，陶瓷棒201为高耐磨的陶瓷金属材料，耐磨性能高，当陶瓷棒201，磨损之后，才会对刀体2上的刀体前段202进行磨损，与现有技术中的铣刨机上的钻头刀体直接接触路面钻孔相比，延长了刀体的使用寿命，从而提高了钻头的的使用寿命。
陶瓷棒201为高耐磨的金属陶瓷材料，金属陶瓷兼有金属和陶瓷的优点，它密度小、硬度高、耐磨、导热性好，不会因为骤冷或骤热而脆裂。另外，在金属表面涂一层气密性好、熔点高、传热性能很差的陶瓷涂层，也能防止金属或合金在高温下氧化或腐蚀。金属陶瓷既具有金属的韧性、高导热性和良好的热稳定性，又具有陶瓷的耐高温、耐腐蚀和耐磨损等特性。
实施例3
本实施例的一种镶嵌陶瓷棒的路面铣刨机钻头，与实施例1-2中任一个技术方案类似，不同之处在于，所述的圆柱形孔对称分布刀体前段202对称轴两侧，圆柱形孔的孔径方向与刀体前段202对称轴互为垂直，如图1所示。陶瓷棒201装配到圆柱形孔内，均匀分布在刀体前段202上，铣刨机上的钻头挖掘地面时，刀体2上的陶瓷棒201与水泥或沥青路面接触进行铣刨工作，陶瓷棒201的耐磨性能起到对刀体2本体的保护作用，延长刀体的使用寿命。
实施例4
本实施例的一种镶嵌陶瓷棒的路面铣刨机钻头，与实施例1-3中任一个技术方案类似，不同之处在于，所述的刀体前段202为圆锥台形，刀体前段202的上部直径大于刀体前段202的下部直径，根据钻头本身工作的需要，在钻头工作时要对路面进行挖掘工作，刀体前段202的上部直径大于刀体前段202的下部直径，直径小的一端朝向地面，方便施力插入路面进行钻掘的工作，即便于刀体2深入到路面上进行钻掘工作。
实施例5
本实施例的一种镶嵌陶瓷棒的路面铣刨机钻头，与实施例1-4中任一个技术方案类似，不同之处在于，所述的陶瓷棒201的端部伸出刀体前段202外表面1-2mm。鉴于陶瓷棒本身的特性，如果陶瓷棒201的端部伸出刀体前段202外表面过长，那么在对水泥路面进行铣刨的工作中，陶瓷棒201由于长度过长容易断裂，起不到耐磨的效果，反而会对本体造成磨损加快的负担；如果陶瓷棒201的端部伸出刀体前段202外表面过短，那么在对水泥路面进行铣刨的工作中，陶瓷棒201磨损的速度加快，仅在一定程度上延长刀体2的使用寿命；发明人经过多年的试验研究，创造性的研究出在刀体2的表面设置陶瓷棒201，并寻找出在陶瓷棒201的端部伸出刀体前段202外表面1-2mm这个范围内，一方面陶瓷棒201不易断裂，另一方面能够显著提高刀体的使用寿命。
实施例6
本实施例的一种镶嵌陶瓷棒的路面铣刨机钻头，与实施例1-5中任一个技术方案类似，不同之处在于，所述的陶瓷棒201的长度为9-10mm，便于陶瓷棒201牢固的固定在刀体2的外表面上，不会因铣刨机钻头上的刀体受到路面的摩擦作用而产生活动或者掉落的现象。
所述的连接轴段203直径小于刀体前段202的直径，连接轴段203用于和铣刨机上安装钻头的部位相配合，起到牢固定刀体2的作用。
实施例7
本实施例的一种镶嵌陶瓷棒的路面铣刨机钻头，与实施例1-6中任一个技术方案类似，不同之处在于，所述的刀体前段202的上表面设有凹槽205，所述的凹槽205与刀头1相匹配，刀头1安装在凹槽205内，刀头1的远离凹槽205的一端与地面相接触，对路面进行钻孔；所述的刀头1的材质为碳化钨(WC)粉末；所述的刀体2的材质为合金钢，硬度为40-50HRC，在刀体2的表面喷涂一层金刚石涂层，金刚石涂层的耐磨性能高，进一步提高了刀体2的使用寿命。
所述的连接轴段203上设有定位轴段206和定位凹槽204，所述的连接轴段203的一端通过定位轴段206与刀体前段202的下部连接，所述的连接轴段203的另一端与定位凹槽204连接。所述的定位凹槽204上设有垫片3，垫片3的材质为高速钢。
采用本发明的刀体制作而成的钻头使用寿命比原来普通金刚石涂层的刀体寿命提高了5-6倍，节省了成本，不需要频繁更换钻头的铣刨机工作效率也得到进一步提高。
实施例8
本实施例的一种镶嵌陶瓷棒的路面铣刨机钻头，与实施例1-7中任一个技术方案类似，不同之处在于，一种镶嵌陶瓷棒的耐磨钻头，包括刀体2和刀头1，刀体2包括刀体前段202和连接轴段203，其特征在于，还包括陶瓷棒201，所述的陶瓷棒201均匀镶嵌在刀体前段202上，刀体前段202与连接轴段203连接，所述的连接轴段203与铣刨机上连接钻头的部位相匹配，所述的陶瓷棒201本体为圆柱形，刀头1位于刀体前段202的上表面。
所述的陶瓷棒201的两端为半球形，所述的陶瓷棒201的长度为9-10mm，陶瓷棒201的端部伸出刀体前段202外表面1-2mm，在本实施例的技术方案中，陶瓷棒201的长度可以为9mm、9.5mm或10mm，陶瓷棒201的端部伸出刀体前段202外表面的长度可以为：1mm、1.5mm或2mm。
所述的刀体前段202上开设有与陶瓷棒201本体相匹配的圆柱形孔，所述的圆柱形孔均匀分布在刀体前段202的上部，刀体前段202的下部与连接轴段203连接。
所述的圆柱形孔对称分布刀体前段202对称轴两侧，圆柱形孔的孔径方向与刀体前段202对称轴互为垂直。
实施例9
本实施例的，一种镶嵌陶瓷棒的耐磨钻头的加工方法，适用于实施例1-8中任一个技术方案类似，不同之处在于，包括以下步骤：
步骤A，根据以上所述的一种镶嵌陶瓷棒的耐磨钻头，制作陶瓷棒201、刀体2的刀体前段202和连接轴段203；将刀体前段202加工成圆锥台形，且刀体前段202的上部直径大于刀体前段202的下部直径。
步骤B，将陶瓷棒201安装到刀体2的刀体前段202上圆柱形孔内；其中，陶瓷棒201可以通过钎焊的方式连接到刀体前段202上圆柱形孔内；
步骤C，制作刀头1，将刀头1安装在刀体前段202上表面的凹槽205内；其中，刀头1通过钎焊的方式设置在凹槽205内
步骤D，对刀体2的毛坯进行机械精加工。

Claims (9)

1.一种镶嵌陶瓷棒的耐磨钻头，包括刀体(2)和刀头(1)，刀体(2)包括刀体前段(202)和连接轴段(203)，其特征在于，还包括陶瓷棒(201)，所述的陶瓷棒(201)均匀镶嵌在刀体前段(202)上，刀体前段(202)与连接轴段(203)连接，所述的连接轴段(203)与铣刨机上连接钻头的部位相匹配，所述的陶瓷棒(201)本体为圆柱形，刀头(1)位于刀体前段(202)的上表面。
2.根据权利要求1所述的一种镶嵌陶瓷棒的耐磨钻头，其特征在于，所述的陶瓷棒(201)的两端为半球形，所述的陶瓷棒(201)的长度为9-10mm，陶瓷棒(201)的端部伸出刀体前段(202)外表面1-2mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种镶嵌陶瓷棒的耐磨钻头，其特征在于，所述的刀体前段(202)上开设有与陶瓷棒(201)本体相匹配的圆柱形孔，所述的圆柱形孔均匀分布在刀体前段(202)的上部，刀体前段(202)的下部与连接轴段(203)连接。
4.根据权利要求3所述的一种镶嵌陶瓷棒的耐磨钻头，其特征在于，所述的圆柱形孔对称分布刀体前段(202)对称轴两侧，圆柱形孔的孔径方向与刀体前段(202)对称轴互为垂直。
5.一种镶嵌陶瓷棒的耐磨钻头的加工方法，包括以下步骤：
步骤A，根据权利要求1所述的一种镶嵌陶瓷棒的耐磨钻头，制作陶瓷棒(201)、刀体(2)的刀体前段(202)和连接轴段(203)；
步骤B，将陶瓷棒(201)安装到刀体(2)的刀体前段(202)上圆柱形孔内；
步骤C，制作刀头(1)，将刀头(1)安装在刀体前段(202)上表面的凹槽(205)内；
步骤D，对刀体(2)的毛坯进行机械精加工。
6.根据权利要求5所述的一种镶嵌陶瓷棒的耐磨钻头的加工方法，其特征在于，步骤A中，将刀体前段(202)加工成圆锥台形，且刀体前段(202)的上部直径大于刀体前段(202)的下部直径。
7.根据权利要求5所述的一种镶嵌陶瓷棒的耐磨钻头的加工方法，其特征在于，所述的连接轴段(203)直径小于刀体前段(202)的直径。
8.根据权利要求5所述的一种镶嵌陶瓷棒的耐磨钻头的加工方法，其特征在于，所述的刀体前段(202)的上表面设有凹槽(205)，所述的凹槽(205)与刀头相匹配。
9.根据权利要求5-8任意一项所述的一种镶嵌陶瓷棒的耐磨钻头的加工方法，其特征在于，所述的连接轴段(203)上设有定位轴段(206)和定位凹槽(204)，所述的连接轴段(203)的一端通过定位轴段(206)与刀体前段(202)的下部连接，所述的连接轴段(203)的另一端与定位凹槽(204)连接。
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