CN106795763B - 截齿组件及其制造方法和使用方法、包括该组件的加工组件 - Google Patents

Abstract

一种截齿组件，其包括保持器主体、冲击体、可附接到驱动机构的基座主体和包括至少一个干扰构件的干扰组件。保持器主体包括头部和从所述头部悬垂的轴。冲击体包括超硬冲击尖端。头部和冲击体被协作配置使得冲击体可以附接到所述头部，冲击尖端在使用时被暴露以冲击待降解的主体。基座主体包括基座孔。基座孔、轴和干扰组件协作地构造成使得轴能够固定在基座孔内，干扰构件设置在轴和孔之间。轴、干扰组件和基座孔之间的摩擦干扰足以防止在使用中轴在基座孔内旋转。

Description

截齿组件及其制造方法和使用方法、包括该组件的加工组件

技术领域

本发明总体上涉及超硬截齿(pick)组件，提供它们和使用它们的方法，以及包括它们的加工组件；特别但不限于用于路面铣削和纹理化(texturing)，或采矿。

背景技术

美国专利号7,396,086公开了一种截齿，其包括附接到钢体的基座的柄部，与该柄部相对地压配合到钢体中的烧结金属碳化物芯，以及与该柄部相对地结合到该芯的第一端的超硬冲击尖端。多个截齿可以附接到连接到路面再生机的下侧的旋转鼓(rotatingdrum)，这将使截齿与在使用中的路面接合。保持器或块附接到旋转鼓，并且截齿插入到保持器中。保持器或块可以以偏离旋转方向的一个角度保持截齿，使得截齿以优选角度接合路面。截齿经常在与路面冲击时在其保持器或块内旋转，这允许磨损均匀地围绕截齿发生，并且冲击尖端可以成角度以使得截齿在保持器的孔内旋转。保护弹簧套筒可围绕柄设置，用于保护并允许高抗冲击的截齿压配合到保持器中，同时仍允许截齿旋转。

需要具有延长的工作寿命的截齿组件，特别但不限于用于精细铣削(其可以被称为翻松(scarifying)、开槽或粗糙化)路面，例如混凝土路面，以及用于提供它们的有效方式。

发明内容

从第一方面看，提供了一种截齿组件，其包括保持器主体、冲击体、可附接到驱动机构的基座主体和包括至少一个干扰构件的干扰组件；其中所述保持器主体包括头部和从所述头部悬垂的轴，所述冲击体包括超硬冲击尖端(即，包括超硬材料或由超硬材料组成的冲击尖端)，所述头部和冲击体被协作地构造成使得冲击体可以附接到所述头部，冲击尖端在使用时被暴露以冲击待降解的主体(“待降解的主体”可以被称为“待加工的主体”或“工作主体”)，基座主体包括基座孔；基座孔、轴和干扰组件协作地构造成使得轴能够固定在基座孔内，干扰构件设置在轴和孔之间，轴、干扰组件和基座孔之间的摩擦干扰足以防止在使用中所述轴在基座孔内旋转。

这种布置的优点在于，具有保持器主体和包括超硬冲击尖端的冲击体的截齿组件可以不可旋转地附接到基座主体，否则截齿组件被构造成旋转地保持旋转冲击体，例如冲击体具有非超硬冲击尖端，如硬质合金冲击尖端。

本公开设想了截齿工具组件、加工组件(其可以包括降解组件)，其包括它们的组件，用于制造它们的方法以及使用它们的方法的各种组合和布置，其中以下是非限制性和非穷举性示例。

在一些示例性布置中，轴、干扰构件和基座孔之间的组合的径向余量(radialmargin)可以是至少10微米，至少20微米或至少30微米；和/或至多200或至多100微米。在一些示例中，轴、干扰构件和基座孔之间的组合的径向余量可以是10至200微米或20至100微米。

在一些示例性布置中，干扰构件可包括构造成能够在夹紧状态下容纳和夹紧轴的套筒，使得当轴处于夹紧状态时，轴和套筒可插入基座孔中，所述套筒设置在所述轴和所述基座孔之间。孔的直径可以是 10至200微米，或者比套筒的最外直径大10至100微米。

在一些示例性布置中，干扰构件可包括构造成能够容纳轴的套筒或环。

在各种示例性布置中，轴和基座孔可以以相同的距离一直围绕轴间隔开，或者轴和基座孔间隔开的距离可以围绕轴变化。在一些示例性布置中，轴的侧面和基座孔的内侧之间的间隔可以一直围绕轴基本上相同，其中干扰构件将轴与孔以基本相同的径向距离围绕轴360度间隔开。在其它示例中，轴的侧面和基座孔的内侧之间的间隔可以基本上围绕轴变化，干扰构件将轴与孔以围绕轴的基本不同的距离间隔开。换句话说，轴和干扰构件可以被构造成使得当组装以使用时(在后面的示例性布置中各个纵向轴线彼此横向移位)，轴可以基本上与基座孔同轴或不与基座孔同轴。

在一些示例性布置中，头部可以设置有头孔，所述孔和所述冲击体被协作地构造成使得支撑体可以通过摩擦干扰(frictional interference)被保持在头孔内。

在一些实例中，冲击体可包括冲击尖端，冲击体和/或冲击尖端可包括超硬材料(例如合成或天然金刚石)或由其组成的颗粒，其中大量直接相互生长(直接相互结合)并且包括在包括诸如钴的非金刚石材料的金刚石颗粒之间的间隙区域，或者至少一些间隙区域可以包括没有固态材料的空隙。在一些示例性布置中，冲击体可包括冲击尖端，冲击尖端包括多晶金刚石(PCD)材料或结合到硬质合金基底的其它超硬材料或由其组成。在一些实例中，冲击体可以包括复合材料或由复合材料组成，复合材料包括分散在基质内的金刚石和/或立方氮化硼 (cBN)颗粒，其可以包括硬质合金材料、合金材料、超级合金材料 (例如Ni基超合金材料)、陶瓷材料、金属陶瓷材料、金属间相材料或由其组成。在一些实例中，冲击体和/或冲击尖端可以包括多晶cBN (PCBN)材料和/或碳化硅结合的金刚石(SCD)复合材料或由其组成。

在一些示例中，冲击体可包括接合到支撑体的冲击尖端。冲击尖端可以通过包括钎焊合金材料的接合层接合到支撑体，并且保持器主体可以包括用于容纳和保持冲击体的头孔，构造成使得当冲击体为了插入头孔以使用时，接合层包含在头孔内。

在一些示例性布置中，当冲击体被附接到保持器主体以供使用时，所述轴可以与支撑体和/或冲击体同轴。

在一些示例性布置中，所述基座孔可包括圆柱形内表面并且具有 18.00至21.00毫米(mm)的直径。在一些示例性布置中，所述轴的至少一部分可以是圆柱形形状，并且所述轴的部分的直径可以是16.00至 19.00毫米(mm)。

在一些示例中，基座孔可以包括圆柱形内表面，所述轴的侧面的至少一个区域可以包括圆柱形表面，并且干扰构件可以包括弹性套筒，该弹性套筒构造成能够容纳所述轴的圆柱形区域并以足够的压缩力夹紧，使得所述轴在使用中不会相对于套筒旋转。在一些实例中，套筒或环的最大(径向)厚度可以为至少1.20毫米；和/或至多1.60、1.45 或1.35毫米。通过能够径向充分膨胀以接收轴并且施加压缩夹紧力到轴上以限制、延迟或防止其在套筒内的旋转，套筒的平均厚度可以允许其作为相对于轴的夹子。

在一些示例性布置中，干扰组件或构件可以包括弹性臂、环或套筒或由其组成，例如弹簧夹或片簧。在一些示例性布置中，当组装使用时，干扰构件可以位于弹簧套筒和基座孔之间。

在一些示例布置中，干扰构件可以包括弹性体材料或由弹性体材料构成，例如合成橡胶或天然橡胶。在一些示例中，干扰构件可以是 O形环的形式。设想了具有各种形状横截面的示例性干扰构件(包括弹性体或其它材料)，包括圆形、多边形、正方形、矩形横截面。干扰构件可以是包括弹性体材料或其它聚合物材料或由弹性体材料或其他聚合物材料构成的环、套筒或环形结构的形式，其可以在使用中在插入基座孔中时被配置为围绕轴配合并且与基座孔接触。在一些示例中，环可以是大致正方形的横截面(角部可以是圆形的)，例如可以用于液压或气动活塞的类型，并且其可以被称为“四环(quad-ring)”。一般形式环的干扰构件的形状可以影响其刚度，并且四环可能比O形环更硬，而所有其他都是相等的。

在一些示例性布置中，干扰组件可以包括横向(或径向)延伸部分，当组装使用时，该部分将位于基座孔外部，并且可以保护使用中的基座主体。

在一些示例性布置中，干扰组件可构造成使得轴与基座孔间隔开，不存在固态材料以连接该部分和基座孔。换句话说，基本上环形的体积可以围绕轴的至少一部分，该体积没有连接轴和基座孔的固态材料。

在一些示例性布置中，干扰组件可以被配置为使得在轴和基座孔之间的体积包含来自通过截齿降解的主体的材料。

在各种示例中，干扰构件可以包括足够可变形或柔顺且足够弹性的材料或由其组成，使得其可被迫进入轴和基座孔之间的体积中，然后以足够大的力阻止轴在孔内旋转，使轴在使用中不会旋转。示例材料可以包括弹性体和各种聚合物材料，和/或相对软的合金或金属，例如铜或铝。在一些示例性布置中，干扰构件可包括相对硬且非柔顺的材料，干扰组件构造成使得其可插入在轴和基座孔之间并且基本上防止轴在使用中旋转。

在一些示例中，干扰构件可以包括材料，该材料在与基座孔钢接触时的摩擦系数大于包括在与包含在基座孔中的材料接触的轴中的材料之间的摩擦系数。

在一些示例布置中，干扰组件可以包括多个干扰构件。

从第二方面看，提供了一种包括多个公开的截齿组件的加工组件，每个截齿组件能够附接到驱动机构或载体主体。示例性加工组件可适于处理路面，以便为其提供基本均匀的表面粗糙度和/或破碎路面的至少一部分(换句话说，使其降解)。示例性加工组件可以适合用于在地下采矿或钻地，例如用于破碎岩层。

在一些示例性布置中，基座主体可以附接(例如焊接)到鼓，鼓可构造成附接到驱动车辆并由驱动车辆驱动旋转。

在一些示例中，加工组件可以适合用于纹理化(其也可以被称为“翻松”或增加粗糙度)诸如路面的结构，并且可以包括沥青或混凝土或由沥青或混凝土组成。纹理化可涉及破碎并从路面移除材料以在其中形成多个凹槽，对应于相应的截齿组件。在纹理化之后，凹槽可以基本上呈现基本上均匀的粗糙度，其中每个采样长度中的最高峰和最低谷之间的平均距离可以为至少约3或至少约5毫米；和/或至多约15 或至多约10毫米。驱动机构可以包括鼓，其中，当鼓由车辆驱动旋转时，将使附接到鼓的多个截齿工具冲击路面(或其他待加工的主体) (截齿组件在组装状态可称为截齿工具)。

用于路面铣削的鼓可以具有不同的直径和长度，并且可以能够保持不同数量的截齿，这取决于鼓尺寸和要进行的铣削过程的性质。例如，用于精细铣削的鼓可以具有约2.2或2米(m)的长度，并且能够分别保持约748或672个截齿工具。截齿工具可能足够小以用于构造成用于实现相对精细结构化纹理的鼓上，这种鼓可能能够附接到至少800 个截齿工具。

在一些示例性布置中，加工组件可包括能够在圆筒形侧面区域的鼓的表面区域上每400或每100平方毫米(mm2)附接到大约一个截齿工具的鼓。换句话说，附接或可附接到鼓的截齿之间的间距可以为至多约20毫米或至多约10毫米。在一些示例中，鼓能够附接到鼓的圆柱形侧的每平方米(m2)至少约70个或至少约90个截齿工具；在一些示例性布置中，鼓能够附接到鼓的圆柱形侧的每平方米最多约230个，最多约 160个或最多约120个截齿工具。在一些示例性布置中，鼓能够附接到鼓的圆柱形侧的每平方米90至110个截齿工具。在各种示例性布置中，鼓可以被配置为能够附接到(圆柱形侧面的)每单位面积的多个截齿工具，使得加工设备适合于对路面进行微观或精细铣削。

在一些示例性布置中，加工组件可包括附接到鼓的多个截齿组件，其适于用于切割多个基本平行的凹槽，提供高达15毫米或高达10毫米的表面粗糙度；和/或至少3或至少5毫米。

在一些示例性布置中，所有截齿组件的每个轴可以具有相同的直径，并且相应的干扰构件的尺寸彼此不同，以解决基座孔尺寸的差异。

在加工组件的一些示例性布置中，至少一些截齿组件可以附接到驱动机构，使得当冲击体利用力冲击待降解的主体时，冲击体上的反作用力将导致冲击体经历围绕冲击体的中心圆柱轴线的不对称扭矩。轴、干扰组件和基座孔之间的摩擦干扰力将足以击败(换句话说，抵抗或等于或超过)扭矩并避免冲击体旋转。

从第三方面看，提供了一种制造公开的截齿组件的方法，该方法包括提供第一截齿组件，该第一截齿组件包括第一保持器主体和基座主体，可附接(和/或附接)到驱动机构，以及旋转构件；其中所述第一保持器主体包括第一轴，并且所述基座主体包括基座孔；所述基座孔，所述第一轴和所述旋转构件协作地构造成使得所述第一轴能够插入所述基座孔内，所述旋转构件设置在所述第一轴和所述基座孔之间，使得所述第一轴能够在使用时相对于基座孔旋转；该方法包括：移除旋转构件和第一保持器主体；提供第二保持器主体和包括干扰构件的干扰组件；其中所述第二保持器主体包括头部和从所述头部悬垂的第二轴，所述头部和冲击体协作地构造成使得所述冲击体可附接到所述头部，冲击体包括超硬冲击尖端(当冲击体附接到头部时将被暴露以供使用)；轴和干扰组件协作地构造成使得轴能够固定在基座孔内，干扰构件设置在轴和孔之间，轴、干扰组件和基座孔之间的摩擦干扰足以防止在使用中轴在基座孔内旋转；所述截齿组件包括所述基座主体，所述第二保持器主体，所述冲击尖端和所述干扰构件。该方法可以包括组装截齿组件以提供截齿工具。

在一些示例中，冲击体可以附接到第一保持器构件，并且第一冲击体可以不含超硬材料。例如，第一冲击体可以包括第一冲击尖端，所述第一冲击尖端包括硬质合金材料或由硬质合金材料构成，其可以与在使用时接合要被降解的主体的冲击表面相连(coterminous)。

在一些示例中，所述基座主体可以通过例如焊接附接到驱动机构。

从第四方面看，提供了一种使用所公开的加工组件来使主体降解 (例如纹理化主体的表面)的方法，所述主体可以包括路面或由路面组成。

该方法包括通过与超硬材料相连的冲击体端部冲击要被降解的主体并从主体移除材料以提供相应的多个凹槽，从而提供至少约3或至少约5毫米；和/或至多约15或至多约10毫米的基本上均匀的粗糙度。

附图说明

下面将参考附图来说明本公开非限制性实例的安排，其中：

图1示出了附接到鼓的示例截齿组件的局部剖开侧视图的示意图 (其中只有一小部分的鼓被包括在图中)；

图2A示出了局部剖开以显示冲击体的侧视图的示例截齿组件的示意性侧视图；

图2B示出了示例截齿组件的组装部件(不包括基座主体)的示意性侧视图；

图2C示出了示例截齿组件的组装部件(不包括基座主体)的示意性侧视图，部分剖开以显示冲击体的侧视图的一部分；和

图2D示出了图2A的示例截齿组件的示例基座主体的一部分的横截面示意图；

图3示出了示例保持器主体和示例冲击体的示意性分解侧视图；

图4A示出了示例截齿组件的组装部件(不包括基座主体)的示意性侧视图，部分剖开以显示冲击体的侧视图；

图4B示出了示例保持器主体和示例冲击体的示意性分解侧视图；

图5示出了示例干扰组件的示意性立体图；和

图6示出了附接到示例保持器主体的示例干扰组件的示意性立体图。

具体实施方式

参考图1，一个示例截齿组件可包括保持器主体10、冲击体20、焊接到驱动机构60的基座主体50、和弹簧套筒30形式的干扰构件，所述基座主体可包括可被驱动旋转的鼓。所述保持器主体10可以包括头部 12和由其悬垂的圆柱形的轴14，所述轴14和弹簧套筒30被协作配置成使得两者可基本上不可转动地被容纳在所述基座主体50的基座孔52 内，所述基座孔52具有内径W0。所述冲击体20可以包括PCD冲击尖端 22，所述PCD冲击尖端22包括限定接合要降解的主体的圆锥形端面的多晶金刚石(PCD)材料，所述PCD冲击尖端22接合到硬质合金的支撑体24，所述硬质合金的支撑体24附接于保持器主体10的头部12。

参考图2A、图2B、图2D和图2C，示例截齿组件可包括钢保持器主体10、冲击体20、可附接到驱动机构(未示出)的基座主体50、和弹簧套筒30形式的干扰构件。所述保持器主体10可以包括头部12和由其悬垂的圆柱形的轴14，所述轴14和弹簧套筒30被协作地配置为使得两者可基本上不可转动地被容纳在所述基座主体50的基座孔52内，所述基座孔52具有内径W0。冲击体20可包括PCD冲击尖端22，所述PCD 冲击尖端22包括接合到硬质合金的支撑体24的多晶金刚石(PCD)结构。PCD冲击尖端22的最外暴露端由PCD材料限定，PCD冲击尖端22的相对端与基底25的端部边界相连。在该实施例中，端部PCD表面具有钝锥体(bluntedcone)的形状。基底25的端部边界通过由钎焊合金材料构成的层23接合到大致圆柱形的硬质合金的支撑体24的端部。在该示例中，撞击体20通过收缩配合固定到设置在头部12的近端中的孔中，与从头部12的相对端悬垂的轴14同轴固定。头部12中的孔(其可以被称为“头孔”)足够大，使得钎焊材料层23包含在头孔内。

基座孔52的近端将有一个孔的口54，用于接收轴14和弹簧套筒30 (组合)。在一个具体的实例中，基座孔内径W0可具有比弹簧套筒的外径W2大于约50微米的直径(换句话说，干扰余量可以是大约50微米)。

在不同的实施例中，弹簧套筒30之间的摩擦干扰的总体余量(当夹紧轴14以使用时)和基座孔52可以是10至100微米，以防止轴14使用时在基座孔52内的基本的转动。

基座主体的近端可以包括大致环形的表面区域56或由其组成，所述表面区域56围绕所述基座孔52的口54并具有外径W4。在不同的实施例中，所述表面区域56可基本上是平面的或非平面的。在一些实例中，它可位于基本上垂直于基座主体的纵向轴线的横向平面上，其与所述基座孔52的内表面同轴；在其他实例中，所述表面区域56的至少一个区域可以在平面上与该平面成非零角度；例如，表面区域56可以从口 54以非零角度向所述横向平面悬垂。在头部12的下侧和所述表面区域 56之间可设置环形的磨损保护环40，其在图示的例子中径向延伸。所述磨损保护环40可以由钢制成，具有基本上相同的外径W4作为表面区域56和厚度T1，所述厚度T1可为约3至5毫米(mm)。在一个具体实例中，它可以是大约4毫米。它可以起到为所述表面区域56提供一定程度的耐磨保护的作用。

在图2A至图2D所示的特定实例中，所述轴14可具有约39.5毫米的长度L2，所述头部可以具有大约41.1毫米的L1，基座孔52可具有19.85 毫米的直径W0，弹簧套筒30可具有1.30毫米的大致环形壁的厚度T。弹簧套筒壁的厚度T可以足够薄，使得其足够柔韧，能够径向膨胀以接收轴14和具有足够的弹性以在使用中通过径向摩擦力以保持轴14。在一般情况下，弹簧套筒30的环形壁越厚，就需要越大的力将其膨胀以接收轴14。弹簧套筒30的柔韧性和弹性将可能被材料的机械性能影响，所述材料可通过例如使用钢材的类型形成。在一些例子中，弹簧套筒 30的内径可以大于轴14的直径W3至少约5微米。要由弹簧套筒30容纳的轴14的圆柱形部分的最大直径W3为约17.15毫米(mm)。当轴14由弹簧套筒30容纳以使用时时，弹簧套筒30的外径W2将为轴的直径W3 和二倍弹簧套筒30的壁的厚度T的总和。在该特定的非限制性实例中， W2将为17.15mm+2×1.30mm＝19.75mm，比基座孔52的内径W0小0.1mm(100微米)。本实施例安排将提供大约100微米(0.1毫米)的径向干扰的余量一方面在轴14和弹簧套筒30之间，另一方面在弹簧套筒 30和基座孔52之间。

在其它实例中，其中基座孔的内径W0可以是大约19.85毫米 (mm)，要插入到弹簧套筒的轴14的部分的直径可以大于17.15并且弹簧套筒壁的厚度T可小于1.30毫米。设想许多安排，其中基座孔52的直径W0可以不具有值19.85毫米(在一些实施例中，直径W0可以是18到 22mm)，要被插入到弹簧套筒30轴14的部分的直径W3可以不具有值 17.15，并且弹簧套筒30的壁的厚度T可以具有在约1.2至约1.6毫米的范围内的值，但不包括1.30毫米。在这样的实施例的安排中，当轴14已被插入到弹簧套筒30以使用时，弹簧套筒30的直径W2可以比基座孔52的直径W0小10至200微米。例如，基座孔52的内径可以是19.00毫米，弹簧套筒30的壁的厚度T可以是1.20毫米，当轴14插入弹簧套筒30时弹簧套筒30的外径W2可以是18.75毫米，轴14的直径W3可以是16.35毫米。在本实施例中，弹簧套筒30和轴14之间的摩擦干扰的余量将是25微米。

在实践中，轴和的直径和/或孔径的尺寸公差可以是0.05至0.1，或至多约0.20毫米(mm)，当选择或配置干扰组件，和/或组合特定保持器主体、干扰构件和基座主体时，所述尺寸公差可需要被考虑在内。

在一些实例中，多个保持器主体10可能需要固定在对应的多个基座主体50内，其可通过焊接或其它方式固定到一个或多个用于道路铣削(road milling)或采矿的鼓，例如，其中基座孔52可以具有彼此不同的直径W0。一个实例方法可以是提供具有基本上相同的轴的直径 W3的所述多个保持器主体10，以及具有不同壁的厚度T的对应的多个弹簧套筒30，每一个弹簧套筒根据其孔径W0和需要的摩擦干扰的总体余量选择用于相应的基座主体50。在某些情况下，这样的方法可能是相对比使用彼此具有相同的壁的厚度T并提供所述多个具有各自不同的轴直径W3的保持器主体10的弹簧套筒更有效。然而，后一种方法或方法组合，其中，所述弹簧套筒壁的厚度T和所述轴的直径W3在对应的多个中是彼此不同的，也都在本公开的范围内设想。

如图2A至图2D所描述的约35个示例截齿工具通过使用其在混凝土路面上形成槽(chamfer)而被测试。基座保持器和鼓均为市售产品。为了比较，还使用了市售截齿组件，所述市售截齿组件构造为以允许保持器主体在基座孔内旋转并且其中冲击体含有硬质合金尖端 (cemented carbide tip)。由于所述示例截齿组件在所述铣削鼓上相对宽彼此隔开的事实(所述示例截齿组件之间的间隔基本上大于它们用于实际“精细”铣削操作的鼓上彼此之间的间隔)，在相对高的压力下，在使用中基本上阻止保持器主体旋转并穿透混凝土高达10毫米的深度时，所述示例截齿组件看起来是有效的。在这个试验中，所述示例截齿工具相于对比截齿组件表现出至少约6到10倍更的工作寿命，由所述超硬材料形成的尖端(tip)基本在延长工作寿命中保持其形状。

在例如路面开槽等的多种应用中，超硬尖端在延长时间内保持其期望形状将很可能导致在整个操作中槽的形状和尺寸基本保持恒定，截齿较少更换。

参考图3，示例截齿组件可包括保持器主体10和冲击体20。所述保持器主体10包括头部12和轴14，所述头部12在近端设有头孔16以用于容纳冲击体20，所述轴14从所述头部12的远端延伸。所述冲击体20可以包括PCD冲击尖端22，所述PCD冲击尖端限定用于冲击将被降解的主体的圆顶形端表面。头部12和轴14的长度L1、L2分别可以是39mm 和38mm，所述轴的最大直径W0可以是17.35mm。

参考图4A和图4B，一个示例截齿组件可包括具有头部12的保持器主体10和从所述头部12的基座延伸的轴14，以及弹簧套筒30和磨损保护环40，其中所述磨损保护环40的厚度T1和外径W2以及所述头部12、轴14和弹簧套筒30的长度L1、L2、L3，与图2A至图2D所述的截齿组件分别有相同的值。用于容纳所述冲击体20的头孔16具有2.9mm的深度。所述冲击体20可以包括PCD冲击尖端22，所述PCD冲击尖端限定一个钝锥形端面(blunted cone endsurface)并结合到硬质合金的基底25，其由钎焊材料的层23接合到支撑体24。在本例中，与钎焊的层23相邻的所述支撑体24的近端与基底25的直径大致相同，其可以是约12mm，且被接合到保持器主体10的头孔16的远端可具有基本上大于21.8mm的直径，所述支撑体24的侧面与弯曲发散向外(横向地或径向)的相对端连接。在本示例中，所述支撑体24的远端可通过例如钎焊材料或粘合剂连接到头孔16内的底面。

参考图5所示，干扰组件32可以包括弹簧套筒30和干扰构件34，当组配使用时所述干扰构件34将被定位于所述弹簧套筒30和基座孔(未示出)之间。所述干扰组件32可以在近端包括一个横向延伸的磨损保护环40，当组配使用时所述横向延伸部分可以与围绕基座孔的基座主体的表面区域邻接或分离，潜在地在使用中为基座主体提供一定程度的抗磨损保护。弹簧套筒30将围绕插入其中的保持器主体(未在图5 中示出)的轴夹紧，使得所述轴使用中将基本上无法相对于所述弹簧套筒30旋转。干扰构件34可以包括具有与钢接触时的较高摩擦系数的材料或由其组成，并可以是环状(例如，“O形环”)或圆柱状，并且可以作为“干扰环”34。例如，所述干扰环34可以包括弹性材料如橡胶(例如，天然橡胶)或由其组成。干扰环34将被构造成使得在一侧的弹簧套筒30和在相对侧上的基座孔中之间的接触面积足够大，从而使含有保持器主体的轴的弹簧套筒30在使用中将基本上不在基座孔内旋转。达到这种效果的干扰环34的构造将有可能依赖于其包含的材料，更具体地，该材料的摩擦性能。在图5所示的示例布置中，弹簧套筒的主要侧面区域会与基座孔的内表面隔开，因为干扰构件34仅接触弹簧套筒30的一个较小的侧面区域。在使用中，弹簧套筒30的侧面与内基座孔表面之间的间隙可能会变为由从主体移除的材料填充，这可能会增加弹簧套筒30和基座孔之间的摩擦力，并有助于防止弹簧套筒30在基座孔内转动。在一些实例中，可以存在多于一个干扰构件34。

参考图6，示例干扰组件可包括一个或多个干扰环30A、30B，所述干扰环与从保持器主体的头部12延伸的轴14接触。在这样的例子中，可以不需要弹簧套筒，并且干扰环30A、30B将基本上如参考图5的描述起作用。

在如图5和图6所描述的实施例中，可能存在干扰构件34、30A、30B 在使用过程中由于被压缩或变形变得不太有效的风险。然而，在基孔和弹簧套筒或轴之间的间隙中的碎片的潜在积累，视情况而定，在一些实例中可具有降低或防止保持器主体相对于基座主体旋转的显著效果。在这样的实施例中，干扰构件34、30A、30B可能不需要在截齿组件的整个工作寿命中很好地发挥作用，但可能在足够长的周期在弹簧套筒30或轴14和基座孔之间的间隙中积累足够量的碎片。

在某些示例应用中，例如路面的精细铣削(其中截齿工具间隔相对紧密)，附接到驱动机构如鼓的截齿组件可用于在主体上切割一系列基本上平行和相对浅的槽。例如，附接到鼓的截齿组件可以用于在混凝土路面上切割多个具有至多15或至多10毫米深度的大致平行槽。可以期望所述槽彼此具有基本上相同的横截面轮廓和深度，并且期望这些特征在整个操作基本保持不变，具有尽可能少的截齿工具替换。但是，接合和降解主体的截齿尖端的形状将会随着使用改变，因为它们会被被处理的主体的材料磨损。可能需要截齿尖端磨损慢一些、以彼此大致相同的速度和基本上相同的方式，从而使得随时间可能发生的槽的形状和尺寸变化尽可能一致。如果一个截齿坏了，例如通过冲击路面内的相对较硬对象而破裂，或由于包括在截齿尖端的材料的缺陷，那么鼓上的所有截齿工具都可能需要更换。如果只更换破裂的截齿工具，其形状轮廓将有可能与其他截齿不同，因为它未经历磨损；因此，将要产生的槽可能具有与其他槽不同的特性。所有截齿工具的替换可能是耗时且昂贵的，因为在一些应用中，每个鼓可能容纳几百个截齿工具(例如，超过700个截齿工具)。为了使硬质合金尖端均匀和以相似的速率磨损，用于不同应用的截齿组件可以被构造成使得保持器主体在使用中能够绕基座孔内的纵轴旋转。当硬质合金截齿尖端与主体接合时促进硬质合金截齿尖端旋转可导致围绕旋转轴更均匀的磨损，并延长硬质合金尖端截齿的工作寿命。在一般情况下，这可以通过以与截齿尖端的移动方向成小角度(例如，约5度)将基座主体安装到鼓，并且保持器主体的轴和基座孔之间的弹簧套筒可以具有允许保持器主体在使用中旋转的效果。对超硬尖端截齿旋转的促进可能没有作为用于硬质合金尖端有效，并可能是不必要的。

由于超硬材料例如多晶金刚石(PCD)材料比硬质合金材料本质上更耐磨损，包括超硬尖端的截齿工具将有可能具有基本延长工作寿命的特点，在此期间，它们的初始形状会保存基本上较长的时间。不幸的是，超硬材料通常比硬质合金本质上更脆，当用于冲击应用如路面铣削时超硬材料破裂的风险可能会远远高于硬质合金材料。此外，用于截齿的超硬尖端将可能比硬质合金尖端要花费更高成本来提供。为了使超硬尖端截齿工具在某些实施例应用中可行，就需要尽可能降低破裂和/或不均匀磨损(differential wear)的风险。

示例公开的截齿组件具有延长工作寿命和在特定示例应用中保持它们的形状的特点。同时希望不要被一特定理论的束缚，这可以实现超硬尖端的破裂和不均匀磨损风险的大幅减少；其可通过减少基座孔内轴的运动范围。使得保持器主体被禁止在使用中转动的所述轴、干扰组件和基座孔的构造似乎减少所述保持器主体在使用中的横向或径向运动的潜在量。换句话说，如果这些尺寸允许所述保持器主体围绕其纵轴的旋转，基座孔内其他动作可能会在一定程度上被允许；例如，所述保持器主体的“咔嗒声配合(rattle fit)”或“震颤(chatter)”可能被允许。这可以允许足够的横向运动的超硬尖端以接合正在被以稍微变化的接触角度被破坏的所述主体，这可能会增加超硬材料的破裂和/ 或不均匀磨损的风险。因此，截齿的平均工作寿命可能会下降，和/或其工作寿命的统计分布可能会变宽，使得其性能相对较难预测。此外，作为相对基座孔的壁和/或弹簧套筒旋转的结果，如果该轴基本上被禁止旋转，所述轴磨损的风险将是可忽略不计的。由于该尖端将倾向于磨损得更慢，并且截齿工具的潜在工作寿命会相应较高，对于超硬尖端截齿这种风险很可能会更高。

制造示例截齿组件的示例性方法的一个方面可以是：一种包括多个硬质合金尖端的截齿工具(其中所述截齿尖端在使用中被驱动围绕其纵向轴线旋转)的加工组件可以适于相对有效且迅速地包括多个超硬尖端截齿工具，其中所述截齿尖端在使用中不相对基座主体旋转。

当包括超硬尖端的截齿在至少一些应用中使用时，减少或消除保持器主体相对于所述基座主体的移动的方面似乎超过在使用中允许截齿旋转的潜在好处。公开的示例截齿组件可以具有延长的工作寿命和/ 或提高了加工主体的表面光洁度(surface finish)的一致性和质量的特点。

本文中使用的特定术语和概念简要说明如下。

在一般情况下，本文所用的“超硬材料”具有至少约28千兆帕(GPa) 的维氏硬度(HV)。合成和天然的金刚石、多晶金刚石(PCD)、立方氮化硼(cBN)和多晶立方氮化硼(PCBN)材料是超硬材料的实例。如本文所用，合成金刚石，其也被称为人造金刚石，是已经制造金刚石材料。如本文所用，多晶金刚石(PCD)材料包含多个金刚石晶粒的聚集体，金刚石颗粒中的大部分彼此直接相互结合并且其中金刚石的含量为PCD材料的至少80％体积比。金刚石颗粒之间的间隙可以至少部分地填充有填充剂材料，或者它们可以是基本上空的，所述填充剂材料可包括用于合成金刚石的催化剂材料。如本文所用，用于合成金刚石的催化剂材料(其也可以称为溶剂/催化剂材料)是能够促进合成金刚石颗粒的生长和/或在一定温度和压力下引导合成或天然金刚石颗粒的直接交互生长，在所述温度和压力下该合成或天然金刚石是热力学稳定的。用于金刚石的催化剂材料的例子可以是铁、镍、钴和锰，及含以上金属的特定合金。包含PCD材料的主体可以包括至少一个这样的区域，在该区域中催化剂材料已经从空隙中除去，留下金刚石颗粒之间的空隙。如本文所用，PCBN材料包含分散在基质中的立方氮化硼(cBN)，所述基质可包括例如金属、合金、金属间材料、镍基超合金材料或陶瓷材料。

超硬材料的其他例子包括包含由基质保持在一起的金刚石或cBN 颗粒的某些复合材料，所述基质包括陶瓷材料如碳化硅(SiC)，或者硬质合金材料如钴结合碳化钨材料(例如，在美国专利号5,453,105或 6,919,040中描述的)。例如，某些碳化硅结合金刚石材料可以包含至少约30％体积比的分散在碳化硅基质(其可包含少量除碳化硅以外的形式的Si)中的金刚石颗粒。美国专利号7,008,672、6,709,747、6,179,886、6,447,852和国际申请公开号WO2009/013713中描述了碳化硅结合金刚石的材料的例子。

如本文所用，收缩配合是在通过改变元件中至少一种的相对尺寸变化(形状也可能改变)获得的部件之间的干扰配合(interference fit) 的一种方式。这通常是通过在组装前加热或冷却一个元件，并允许它在组装后返回到环境温度来实现。收缩配合被理解为与压入配合 (press-fitting)相反，在压入配合中一个元件被压入另一个部件的头孔或凹槽内，这可能涉及生成部件之间的实质性的摩擦应力和潜在的一些表面变形。

如本文所用，短语“干扰的径向余量(radial margin of interference)”是一个孔和所述孔所容纳的主体之间的径向尺寸的差异，所述孔的尺寸大于所述相应的主体的尺寸。例如，如果所述孔和插入所述孔的主体的部分的相应的横向(径向)截面是圆形的，干扰的径向余量将是圆形横截面之间的直径差，假设所述孔的直径大于所述主体的直径，并且所述直径充分相似使得所述孔和所述主体之间的摩擦干扰程度是明显的。在多个其他实施例中，横向或径向截面可以是非圆形的，如多边形或椭圆形的，或截面形状的不同区域可以是不同的形状。在这些例子中，干扰的径向余量指所述孔和主体的相应尺寸，所述孔和主体之间的差是最小的。

在组件、主体或部分或具有大致圆柱形状(圆柱对称性的程度) 的主体的示例安排，使用与圆柱形坐标系统相关联的术语有助于说明特征之间的空间关系。特别是，“圆柱形”或“纵向”轴，可以说通过每一对相对的端部的每一部分的中心，所述本体或其部分可具有围绕该轴成轴对称。垂直于纵向轴线的平面可以指“横向”或“径向”平面，距所述纵向轴线的横向平面上的点的距离被称作可被称为“径向距离”、“径向位置”等。在侧平面上朝向或远离纵向轴线的方向可被称为“径向方向”。术语“方位角”指横向平面上的方向或位置，沿周向围绕所述纵向轴线。

如本文所用，术语“表面纹理(surface texture)”(其可被简称为“纹理”)包括表面粗糙度，其由一个从基本上平面的理想形式的真实面的垂直偏差量化。路面可被机械处理，以向它提供的纹理和表现出一定程度的粗糙度。如本文所用，粗糙度将意味着在每个采样长度的最高峰与最低谷之间的平均距离。

Claims (19)

1.一种截齿组件，包括：

第一保持器主体，

基座主体，其可附接到驱动机构，以及

旋转构件；

其中所述第一保持器主体包括被附接至第一保持器主体的第一轴，和附接到第一保持器主体的第一冲击体，并且所述第一冲击体不含超硬材料，

并且所述基座主体包括基座孔；

所述基座孔、所述第一轴和所述旋转构件协作地构造成使得当所述第一轴插入所述基座孔内时，所述旋转构件设置在所述第一轴和所述基座孔之间，使得所述第一轴能够在使用时相对于所述基座孔旋转；

所述旋转构件和所述第一保持器主体相对基座孔可移除；

还包括第二保持器主体和包括干扰构件的干扰组件；其中

所述第二保持器主体包括头部和从所述头部悬垂的第二轴，

所述头部和冲击体协作地构造成使得所述冲击体附接到所述头部，

所述冲击体包括超硬冲击尖端；

所述第二轴和所述干扰组件协作地构造成使得当所述第二轴固定在所述基座孔内时，所述干扰构件设置在所述第二轴和所述基座孔之间，所述第二轴、所述干扰组件和所述基座孔之间的摩擦干扰防止在使用中的所述第二轴在所述基座孔内的旋转；

其中所述干扰组件包括弹簧套筒，当组装使用时干扰构件位于所述弹簧套筒和所述基座孔之间，所述干扰构件以O形环或四环的形式提供，干扰组件构造成使得第二轴和基座孔之间的体积包含来自主体的，在长时间使用后被截齿降解的材料。

2.根据权利要求1所述的截齿组件，其中，所述第二轴、所述干扰构件和所述基座孔之间干扰配合的径向为10至200微米。

3.根据权利要求1所述的截齿组件，其中，所述干扰构件包括构造成能够容纳所述第二轴的套筒或环。

4.根据权利要求1所述的截齿组件，其中所述冲击体包括分散在包括硬质合金材料的基质中的合成或天然金刚石颗粒，或多晶金刚石材料。

5.根据权利要求1所述的截齿组件，其中，当所述冲击体附接到所述保持器主体以使用时，所述第二轴与所述冲击体同轴。

6.根据权利要求1所述的截齿组件，其中，所述基座孔包括圆柱形内表面，并且具有18.00至21.00毫米的直径。

7.根据权利要求1所述的截齿组件，其中，所述基座孔包括圆柱形内表面，所述第二轴的侧面的至少一个区域包括圆柱形表面，并且所述干扰构件包括弹性套筒，所述弹性套筒构造成能够容纳轴的圆柱形区域并且以足够的压缩力夹紧所述第二轴，使得所述第二轴在使用中不会相对于套筒旋转，套筒的厚度为1.20至1.45毫米。

8.根据权利要求1所述的截齿组件，其中，所述第二轴的至少一部分的形状为圆柱形，并且具有16.00至19.00毫米的直径。

9.根据权利要求1所述的截齿组件，其中，所述干扰构件包括弹性体材料。

10.根据权利要求1所述的截齿组件，其中，所述干扰构件包括聚合物材料。

11.根据权利要求1所述的截齿组件，其中，所述干扰组件包括横向延伸部分，当组装使用时，所述横向延伸部分将位于所述基座孔的外部，并且能够在使用中保护所述基座主体。

12.根据权利要求1所述的截齿组件，其中，所述干扰组件构造成使得所述第二轴的一部分与所述基座孔间隔开，所述部分和所述基座孔不由固态材料连接。

13.根据权利要求中1所述的截齿组件，其中，所述干扰组件包括多个干扰构件。

14.一种加工组件，包括多个如权利要求1所述的截齿组件，所述截齿组件可附接到驱动机构。

15.根据权利要求14所述的加工组件，适合于路面翻松。

16.根据权利要求14所述的加工组件，其中，所有所述截齿组件的每个轴具有相同的直径，并且相应的干扰构件的尺寸彼此不同，以补偿至少一个基座孔尺寸的差异。

17.一种制造如权利要求1所述的截齿组件的方法，所述方法包括：

提供第一截齿组件，所述第一截齿组件包括：

第一保持器主体，

基座主体，其可附接到驱动机构，以及

旋转构件；

其中所述第一保持器主体包括第一轴，并且所述基座主体包括基座孔；

所述基座孔、所述第一轴和所述旋转构件协作地构造成使得当所述第一轴插入所述基座孔内时，所述旋转构件设置在所述第一轴和所述基座孔之间，使得所述第一轴能够在使用时相对于所述基座孔旋转；

移除所述旋转构件和所述第一保持器主体；

提供第二保持器主体和包括干扰构件的干扰组件；其中

所述第二保持器主体包括头部和从所述头部悬垂的第二轴，

所述头部和冲击体协作地构造成使得所述冲击体附接到所述头部，

所述冲击体包括超硬冲击尖端；

所述第二轴和所述干扰组件协作地构造成使得当所述第二轴固定在所述基座孔内时，所述干扰构件设置在所述第二轴和所述基座孔之间，所述第二轴、所述干扰组件和所述基座孔之间的摩擦干扰防止在使用中的所述第二轴在所述基座孔内的旋转；

所述截齿组件包括所述基座主体、所述第二保持器主体、所述冲击尖端和所述干扰构件。

18.一种使用如权利要求14-16任一项所述的加工组件的方法，所述方法包括通过与超硬材料相连的所述冲击体的端部冲击待降解的主体，并从所述待降解的主体去除材料，以提供相应的多个的凹槽，每个凹槽具有至多15厘米的深度。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述待降解的主体包括路面、混凝土或沥青中的任意项。

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