CN109226833A - 钻头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻头，其包括：钻杆，其上设有排屑槽，钻杆的顶部设有安装孔，安装孔被排屑槽划分形成第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁的端面为第一锥形圆环斜面，第二侧壁的端面为第二锥形圆环斜面；切削头，其包括切削部和连接部，切削部设置于连接部顶端，连接部可拆卸容置于安装孔内，连接部的直径小于切削部的直径，形成第一坎肩部和第二坎肩部，第一坎肩部的端面为与第一锥形圆环斜面匹配的第一锥形圆环面，第二坎肩部的端面为与第二锥形圆环斜面匹配的第二锥形圆环面。本发明第一锥形圆环斜面与第一锥形圆环面的配合且第二锥形圆环斜面与第二锥形圆环面的配合，既提升了钻杆的使用寿命，也延长了钻头的使用寿命和提升了使用安全性能。

Description

钻头

技术领域

本发明涉及钻头设计与制造技术领域，尤其涉及一种钻头。

背景技术

现有钻头通常为切削头、钻杆一体式，即切削头与钻杆之间为永久式连接，要么一体式制成，要么单独加工后通过焊接、粘接等方式永久连接。由于这种钻头使用时，仅其切削头为磨损部位，即使切削头完全磨损的情况下，其钻杆部位仍然完好无损，因此，这种钻头使用存在着浪费比较严重的缺陷。

为了解决该问题，出现了可更换切削头的钻头。该钻头包括钻杆和切削头，该钻杆顶部设有安装孔，该切削头可拆卸安装于该安装孔内。但是，钻杆的安装孔两侧的侧壁在工作过程中，受力较大，因此，易于产生形变，进而在工作过程中易于断裂，或向两侧弯曲，进而存在切削头脱落的风险，高速旋转的切削头脱落后，用户的人身安全受到威胁，因此，现有的可更换切削头的钻头，存在钻杆侧壁易于形变，使用寿命短，且使用安全性能差的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻头，以解决现有钻头的钻杆侧壁易于形变，使用寿命短，且使用安全性能差的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种钻头，其包括：

钻杆，其上设有排屑槽，钻杆的顶部设有一安装孔，安装孔被排屑槽划分形成第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁的端面为第一锥形圆环斜面，第二侧壁的端面为第二锥形圆环斜面；以及，

切削头，其包括切削部和连接部，切削部设置于连接部顶端，连接部可拆卸容置于安装孔内，连接部的直径小于切削部的直径，形成第一坎肩部和第二坎肩部，第一坎肩部的端面为与第一锥形圆环斜面匹配的第一锥形圆环面，第二坎肩部的端面为与第二锥形圆环斜面匹配的第二锥形圆环面。

作为本发明的进一步改进，第一锥形圆环斜面与第二锥形圆环斜面向内延伸形成第一锥尖，第一锥尖位于钻头中心线；第一锥形圆环面与第二锥形圆环面向内延伸形成第二锥尖，第二锥尖位于钻头中心线上。

作为本发明的进一步改进，沿钻头中心线纵向剖开钻头时，第一锥形圆环斜面与剖面相交形成第一相交线，第一相交线与钻头中心线的夹角为b1；第二锥形圆环斜面与剖面相交形成第二相交线，第二相交线与钻头中心线的夹角为b2,其中，b1＝b2；

第一锥形圆环面与剖面相交形成第三相交线，第三相交线与钻头中心线的夹角为a1；第二锥形圆环面与剖面相交形成第四相交线，第四相交线与钻头中心线的夹角为a2，其中，a1＝a2。

作为本发明的进一步改进，b1与b2的角度范围为60°-89.9°，a1与a2的角度范围为60°-89.9°。

作为本发明的进一步改进，安装孔包括第一内壁，第二内壁和底部，第一内壁位于第一侧壁的内侧，第二内壁位于第二侧壁的内侧；底部被排屑槽划分形成第一环形卡槽和第二环形卡槽，第一内壁和第二内壁均与切削头的切削平面垂直；

连接部包括连接柱和卡脚，连接部一侧设有一与第一内壁匹配的第一环状壁，连接部的另一侧设有一与第二内壁匹配的第二环状壁，卡脚一侧设有一与第一环形卡槽匹配的第一圆环型卡销，卡脚的另一侧设有一与第二环形卡槽匹配的第二圆环型卡销；第一环状壁和第二环状壁均与切削平面垂直。

作为本发明的进一步改进，第一内壁和第二内壁的横截面均为一圆弧，两段圆弧相对钻头中心线中心对称。

作为本发明的进一步改进，第一锥形圆环面与第一圆环型卡销之间的高度h1小于或等于第一内壁的深度g1，深度g1与长度h1的差值绝对值范围为0-0.1mm；

连接柱的长度h2小于或等于安装孔的深度g2，深度g2与长度h2的差值绝对值范围为0.01-0.1mm；

连接柱的直径d1大于或等于第一内壁与第二内壁形成圆的直径d2，直径d1与直径d2的差值绝对值范围为0-0.1mm；

第一圆环型卡销与第二圆环型卡销形成圆的直径d3小于第一环形卡槽与第二环形卡槽形成圆的直径d4，直径d3与直径d4的差值绝对值范围为0.01-1mm；

第一圆环型卡销的高度h3小于第二环形卡槽的高度h4，高度h3与高度h4的差值绝对值范围为0.01-1mm。

作为本发明的进一步改进，第一内壁与排屑槽相交处设有第一止转凸起，第二内壁与排屑槽相交处设有第二止转凸起；

第一环状壁上设有一与第一止转凸起匹配的第一止转凹槽，第二环状壁上设有一与第二止转凸起匹配的第二止转凹槽。

作为本发明的进一步改进，第一止转凸起和第二止转凸起的高度范围为0.4-5mm，第一止转凹槽和第二止转凹槽的深度范围为0.4-5mm。

作为本发明的进一步改进，第一止转凸起包括第一止转面、第二止转面和第一凸尖，第一止转面位于第一凸尖的一侧，第二止转面位于第一凸尖的另一侧，第一止转面与第二止转面之间的夹角范围为90°-170°；

第二止转凸起包括第三止转面、第四止转面和第二凸尖，第三止转面位于第二凸尖的一侧，第四止转面位于第二凸尖的另一侧，第三止转面与第四止转面之间的夹角范围为90°-170°；

第一止转凹槽包括第一凹槽面、第二凹槽面和第一凹尖，第一凹槽面位于第一凹尖的一侧，第二凹槽面位于第一凹尖的另一侧，第一凹槽面与第二凹槽面之间的夹角范围为90°-170°；

第二止转凹槽包括第三凹槽面、第四凹槽面和第二凹尖，第三凹槽面位于第二凹尖的一侧，第四凹槽面位于第二凹尖的另一侧，第三凹槽面与第四凹槽面之间的夹角范围为90°-170°。

与现有技术相比，本发明第一锥形圆环斜面与第一锥形圆环面的配合，且第二锥形圆环斜面与第二锥形圆环面的配合，致使第一侧壁和第二侧壁不易向外弯曲，且不易变形，既提升了钻杆的使用寿命，也避免了钻杆侧壁断裂或向外弯曲，致使切削头脱落的情况发生，从而延长了钻头的使用寿命和提升了钻头的使用安全性能。

附图说明

图1为本发明钻头一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明钻头一个实施例的纵向剖视示意图；

图3为本发明钻头中安装孔一个实施例的横向剖视示意图；

图4为本发明钻头中钻杆一个实施例的结构示意图；

图5为本发明钻头中连接柱一个实施例的横向剖视示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

图1-图5展示了本发明钻头的一个实施例。在本实施例中，如图1所示，该钻头包括钻杆10和切削头20。

其中，参见图1，钻杆10上设有排屑槽10a，钻杆10的顶部设有一安装孔13，安装孔13被排屑槽10a划分形成第一侧壁18a和第二侧壁18b，第一侧壁18a的端面为第一锥形圆环斜面11a，第二侧壁18b的端面为第二锥形圆环斜面11b。

在本实施例中，第一锥形圆环斜面11a与第二锥形圆环斜面11b相对钻头中心线9中心对称。

进一步地，参见图1，切削头20包括切削部26和连接部27，切削部26设置于连接部27顶端，连接部27可拆卸容置于安装孔13内，连接部27的直径小于切削部26的直径，形成第一坎肩部和第二坎肩部，第一坎肩部的端面为与第一锥形圆环斜面11a匹配的第一锥形圆环面21a，第二坎肩部的端面为与第二锥形圆环斜面11b匹配的第二锥形圆环面21b。

在本实施例中，第一锥形圆环面21a与第二锥形圆环面21b相对钻头中心线9中心对称。

本实施例第一锥形圆环斜面与第一锥形圆环面的配合，且第二锥形圆环斜面与第二锥形圆环面的配合，致使第一侧壁和第二侧壁不易向外弯曲，且不易变形，既提升了钻杆的使用寿命，也避免了钻杆侧壁断裂或向外弯曲，致使切削头脱落的情况发生，从而提升了钻头的使用寿命和使用安全性能。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，第一锥形圆环斜面11a与第二锥形圆环斜面11b向内延伸形成第一锥尖，第一锥尖位于钻头中心线9；第一锥形圆环面21a与第二锥形圆环面21b向内延伸形成第二锥尖，第二锥尖位于钻头中心线9上。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图2，沿钻头中心线9纵向剖开钻头时，第一锥形圆环斜面11a与剖面30相交形成第一相交线32b，第一相交线32b与钻头中心线9的夹角为b1；第二锥形圆环斜面11b与剖面30相交形成第二相交线32a，第二相交线32a与钻头中心线9的夹角为b2,其中，b1＝b2；

第一锥形圆环面21a与剖面30相交形成第三相交线31b，第三相交线31b与钻头中心线9的夹角为a1；第二锥形圆环面21b与剖面30相交形成第四相交线31a，第四相交线31a与钻头中心线9的夹角为a2，其中，a1＝a2。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，b1与b2的角度范围为60°-89.9°，a1与a2的角度范围为60°-89.9°。

进一步地，在本实施例的基础上，其他实施例中，第一相交线32b与第二相交线32a之间的夹角为b,第三相交线31b与第四相交线31a之间的夹角为a,其中，a＝b。

本实施例第一相交线、第二相交线分别与钻头中心线的角度相同，第三相交线、第四相交线分别与钻头中心线的角度相同，甚至第一相交线与第二相交线之间的角度，与第三相交线与第四相交线之间的角度相同，因此，钻头和钻杆属于对称性设置，从而降低了钻头和钻杆的加工难度、制造难度，以及降低了钻头的拆装难度，甚至提升了钻头和钻杆之间的匹配吻合度。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图1和图3，安装孔13包括第一内壁12a，第二内壁12b和底部16，第一内壁12a位于第一侧壁18a的内侧，第二内壁12b位于第二侧壁18b的内侧；第一内壁12a和第二内壁12b均与切削头20的切削平面8垂直。参见图4，底部16被排屑槽10a划分形成第一环形卡槽17a和第二环形卡槽17b。

在本实施例中，该第一环形卡槽17a与第二环形卡槽17b相对于钻头中心线9中心对称。

进一步的，参见图1，连接部27包括连接柱和卡脚，连接部27一侧设有一与第一内壁12a匹配的第一环状壁22a，连接部27的另一侧设有一与第二内壁12b匹配的第二环状壁22b，卡脚一侧设有一与第一环形卡槽17a匹配的第一圆环型卡销23a，卡脚的另一侧设有一与第二环形卡槽17b匹配的第二圆环型卡销23b,第一环状壁22a和第二环状壁22b均与切削平面8垂直。

本实施例通过第一环形卡槽和第一圆环型卡销的配合，且第一环形卡槽和第一圆环型卡销的配合，致使钻头与钻杆稳固卡接，从而提升了工作稳定性能。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图3，第一内壁12a和第二内壁12b的横截面均为一圆弧，两段圆弧相对钻头中心线9中心对称。

具体的，两段圆弧为同一个圆心，相同半径的一个圆中对称的两段圆弧。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图2，第一锥形圆环面21a与第一圆环型卡销23a之间的高度h1小于或等于第一内壁12a的深度g1，深度g1与长度h1的差值绝对值范围为0-0.1mm。连接柱的长度h2小于或等于安装孔13的深度g2，深度g2与长度h2的差值绝对值范围为0.01-0.1mm。连接柱的直径d1大于或等于第一内壁12a与第二内壁12b形成圆的直径d2，直径d1与直径d2的差值绝对值范围为0-0.1mm。第一圆环型卡销23a与第二圆环型卡销23b形成圆的直径d3小于第一环形卡槽17a与第二环形卡槽17b形成圆的直径d4，直径d3与直径d4的差值绝对值范围为0.01-1mm。第一圆环型卡销23a的高度h3小于第二环形卡槽17b的高度h4，高度h3与高度h4的差值绝对值范围为0.01-1mm。

本实施例通过控制安装相关原件的精度，从而进一步提升了钻头与钻杆安装过程中的匹配吻合度。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图3,第一内壁12a与排屑槽10a相交处设有第一止转凸起15a，第二内壁12b与排屑槽10a相交处设有第二止转凸起15b。参见图5,第一环状壁22b上设有一与第一止转凸15a起匹配的第一止转凹槽24a，第二环状壁22a上设有一与第二止转凸起15b匹配的第二止转凹槽24b。

在本实施例中，该第一止转凹槽24a与第二止转凹槽24b相对于钻头中心线9中心对称。

本实施例在第一环形卡槽和第一圆环型卡销的配合，且第一环形卡槽和第一圆环型卡销的配合的基础上，进一步的通过第一止转凸起15a与第一止转凹槽24a的配合，且第二止转凸起15b与第二止转凹槽24b的配合，双重卡接结构，进而致使钻头与钻杆的卡接更加稳固，从而进一步提升了工作稳定性能。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，第一止转凸起15a和第二止转凸起15b的高度范围为0.4-5mm，第一止转凹槽24a和第二止转凹槽24b的深度范围为0.4-5mm。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图3，第一止转凸起15a包括第一止转面151a、第二止转面152a和第一凸尖，第一止转面151a位于第一凸尖的一侧，第二止转面152a位于第一凸尖的另一侧，第一止转面151a与第二止转面152a之间的夹角范围为90°-170°。

参见图3，第二止转凸起15b包括第三止转面151b、第四止转面152b和第二凸尖，第三止转面151b位于第二凸尖的一侧，第四止转面152b位于第二凸尖的另一侧，第三止转面151b与第四止转面152b之间的夹角范围为90°-170°。

参见图5，第一止转凹槽24a包括第一凹槽面241a、第二凹槽面242a和第一凹尖，第一凹槽面241a位于第一凹尖的一侧，第二凹槽面242a位于第一凹尖的另一侧，第一凹槽面241a与第二凹槽面242a之间的夹角范围为90°-170°。

参见图5，第二止转凹槽24b包括第三凹槽面241b、第四凹槽面242b和第二凹尖，第三凹槽面位241b于第二凹尖的一侧，第四凹槽面242b位于第二凹尖的另一侧，第三凹槽面241b与第四凹槽面242b之间的夹角范围为90°-170°。

本实施例通过设置第一止转凸起与第二止转凸起的高度以及角度等，以及第一止转凹槽与第二止转凹槽的高度以及角度等，致使两者受到扭矩轴向力时，两者扭紧度更高，从而进一步提升了两者的稳固卡接性能。

以上对发明的具体实施方式进行了详细说明，但其只作为范例，本发明并不限制与以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该发明进行的等同修改或替代也都在本发明的范畴之中，因此，在不脱离本发明的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种钻头，其特征在于，其包括：

钻杆，其上设有排屑槽，所述钻杆的顶部设有一安装孔，所述安装孔被所述排屑槽划分形成第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁的端面为第一锥形圆环斜面，所述第二侧壁的端面为第二锥形圆环斜面；以及，

切削头，其包括切削部和连接部，所述切削部设置于所述连接部顶端，所述连接部可拆卸容置于所述安装孔内，所述连接部的直径小于所述切削部的直径，形成第一坎肩部和第二坎肩部，所述第一坎肩部的端面为与所述第一锥形圆环斜面匹配的第一锥形圆环面，所述第二坎肩部的端面为与所述第二锥形圆环斜面匹配的第二锥形圆环面。

2.根据权利要求1所述的钻头，其特征在于，所述第一锥形圆环斜面与所述第二锥形圆环斜面向内延伸形成第一锥尖，所述第一锥尖位于钻头中心线；所述第一锥形圆环面与所述第二锥形圆环面向内延伸形成第二锥尖，所述第二锥尖位于所述钻头中心线上。

3.根据权利要求1所述的钻头，其特征在于，沿钻头中心线纵向剖开所述钻头时，所述第一锥形圆环斜面与剖面相交形成第一相交线，所述第一相交线与所述钻头中心线的夹角为b1；所述第二锥形圆环斜面与剖面相交形成第二相交线，所述第二相交线与所述钻头中心线的夹角为b2,其中，b1＝b2；

所述第一锥形圆环面与剖面相交形成第三相交线，所述第三相交线与所述钻头中心线的夹角为a1；所述第二锥形圆环面与剖面相交形成第四相交线，所述第四相交线与所述钻头中心线的夹角为a2，其中，a1＝a2。

4.根据权利要求3所述的钻头，其特征在于，所述b1与所述b2的角度范围为60°-89.9°，所述a1与所述a2的角度范围为60°-89.9°。

5.根据权利要求1所述的钻头，其特征在于，所述安装孔包括第一内壁，第二内壁和底部，所述第一内壁位于所述第一侧壁的内侧，所述第二内壁位于所述第二侧壁的内侧；所述底部被所述排屑槽划分形成第一环形卡槽和第二环形卡槽，所述第一内壁和所述第二内壁均与所述切削头的切削平面垂直；

所述连接部包括连接柱和卡脚，所述连接部一侧设有一与所述第一内壁匹配的第一环状壁，所述连接部的另一侧设有一与所述第二内壁匹配的第二环状壁，所述卡脚一侧设有一与所述第一环形卡槽匹配的第一圆环型卡销，所述卡脚的另一侧设有一与所述第二环形卡槽匹配的第二圆环型卡销，所述第一环状壁和所述第二环状壁均与所述切削平面垂直。

6.根据权利要求5所述的钻头，其特征在于，所述第一内壁和所述第二内壁的横截面均为一圆弧，两段圆弧相对钻头中心线中心对称。

7.根据权利要求5所述的钻头，其特征在于，所述第一锥形圆环面与所述第一圆环型卡销之间的高度h1小于或等于所述第一内壁的深度g1，所述深度g1与所述长度h1的差值绝对值范围为0-0.1mm；

所述连接柱的长度h2小于或等于所述安装孔的深度g2，所述深度g2与所述长度h2的差值绝对值范围为0.01-0.1mm；

所述连接柱的直径d1大于或等于所述第一内壁与所述第二内壁形成圆的直径d2，所述直径d1与所述直径d2的差值绝对值范围为0-0.1mm；

所述第一圆环型卡销与所述第二圆环型卡销形成圆的直径d3小于所述第一环形卡槽与所述第二环形卡槽形成圆的直径d4，所述直径d3与所述直径d4的差值绝对值范围为0.01-1mm；

所述第一圆环型卡销的高度h3小于所述第二环形卡槽的高度h4，所述高度h3与所述高度h4的差值绝对值范围为0.01-1mm。

8.根据权利要求5所述的钻头，其特征在于，所述第一内壁与所述排屑槽相交处设有第一止转凸起，所述第二内壁与所述排屑槽相交处设有第二止转凸起；

所述第一环状壁上设有一与所述第一止转凸起匹配的第一止转凹槽，所述第二环状壁上设有一与所述第二止转凸起匹配的第二止转凹槽。

9.根据权利要求8所述的钻头，其特征在于，所述第一止转凸起和所述第二止转凸起的高度范围为0.4-5mm，所述第一止转凹槽和第二止转凹槽的深度范围为0.4-5mm。

10.根据权利要求8所述的钻头，其特征在于，所述第一止转凸起包括第一止转面、第二止转面和第一凸尖，所述第一止转面位于所述第一凸尖的一侧，所述第二止转面位于所述第一凸尖的另一侧，所述第一止转面与所述第二止转面之间的夹角范围为90°-170°；

所述第二止转凸起包括第三止转面、第四止转面和第二凸尖，所述第三止转面位于所述第二凸尖的一侧，所述第四止转面位于所述第二凸尖的另一侧，所述第三止转面与所述第四止转面之间的夹角范围为90°-170°；

所述第一止转凹槽包括第一凹槽面、第二凹槽面和第一凹尖，所述第一凹槽面位于所述第一凹尖的一侧，所述第二凹槽面位于所述第一凹尖的另一侧，所述第一凹槽面与所述第二凹槽面之间的夹角范围为90°-170°；

所述第二止转凹槽包括第三凹槽面、第四凹槽面和第二凹尖，所述第三凹槽面位于所述第二凹尖的一侧，所述第四凹槽面位于所述第二凹尖的另一侧，所述第三凹槽面与所述第四凹槽面之间的夹角范围为90°-170°。