[实用新型]聚晶金刚石钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种聚晶金刚石（PCD）钻头。

背景技术

如本领域内所已知的，钻头是用于形成孔或进行孔表面加工的刀具。因此，通常希望钻头能较长时间稳定地保证孔的一定尺寸精度和表面粗糙度。常用的钻头材料包括整体硬质合金钻头和高速钢钻头。在一些高要求的孔加工过程中，现在大量使用整体硬质合金钻头。但对于某些高硬度、难加工的非金属材料（如碳纤维）和有色金属加工中，希望提供更高强度的钻头，例如聚晶金刚石（PCD）材料的钻头。

但是，现有的聚晶金刚石钻头通常是提供用于钻井等领域，这种钻头直径较大，并且一种通常的制造方式是直接在硬质合金刀体上镶嵌上和成型有聚晶金刚石部分。例如中国实用新型专利ZL 201020061311.6中公开了一种金刚石钻头，包括工作层和分布在工作层中的PCD烧结体,所述的PCD烧结体为柱状体或长方体形或圆柱形，分布排列在钻头的工作层胎体中，该钻头可广泛应用于地质勘探、石油钻井和工程勘察以及地质灾害的治理中。这种钻头例如不适用于需要精确的加工尺寸的上述硬非金属材料或有色金属的加工（如钻孔）中，并且其也不适用于加工或钻探较小直径的孔。

为此，希望提供一种钻头，其可适用于精确加工场合，而且也能够造得直径较小以便加工较小的孔。并且，最好该钻头具有良好的力学性能，并且对硬材料的加工不会明显降低其力学性能或切削性能。

发明内容

对此，本实用新型提供一种构造成绕回转轴线转动的钻头，包括：沿所述回转轴线延伸的刚性刀体；和焊接在所述刚性刀体末端上的沿所述刀体的径向延伸的刀片，所述刀片限定出彼此平行且相反的第一侧面和第二侧面，在所述刀片的末端具有在垂直于所述回转轴线的所述平面的投影倾斜于所述第一和第二侧面且经过所述回转轴线的横刃。所述刀片包括由一层聚晶金刚石（PCD）层和一层硬质合金层层合而成的第一PCD刀片部和第二PCD刀片部，所述第一和第二PCD刀片部共同限定出一拼接界面，所述拼接界面布置成不与所述横刃相交。在所述第一侧面中限定出将第一PCD刀片部的硬质合金层与所述刚性刀体焊接的第一固定部分，在所述第二侧面中限定出将第二PCD刀片部的硬质合金层与所述刚性刀体焊接的第二固定部分，其中所述第一固定部分与所述第二固定部分在垂直于所述回转轴线的平面上看彼此关于所述回转轴线基本旋转对称。

相比于现有技术的采用PCD钻头，本实用新型的技术效果包括，本实用新型的钻头提供一种紧凑的结构，而且通过这样的由两个双层PCD复合片（由PCD层和硬质合金层构成）构成的刀片能够充分例如PCD复合片中PCD层的切削性能，并且还可借助于硬质合金层牢固地焊接紧固到刀体上。由于使用了这种拼接的两个双层PCD复合片，该PCD钻头还可具有相对较薄的厚度，并进而实现较小尺寸的钻头。而且通过使得拼接界面在刀片延伸方向上与横刃偏置，即拼接界面避开横刃，可以不明显影响切削性能。

根据进一步优选的实施例，所述第一和第二PCD刀片部的PCD层具有相同的厚度，且硬质合金层也具有相同的厚度，其中所述第一PCD刀片部的硬质合金层外表面与第二PCD刀片部的PCD层的外表面平齐并限定出所述第一侧面，所述第二PCD刀片部的硬质合金层外表面与第一PCD刀片部的PCD层的外表面平齐并限定出所述第二侧面。通过这样设置，两片PCD刀片部的PCD层的厚度关于旋转轴线将是旋转对称的，其中该厚度是沿横向于刀片的延伸方向测得。这样非常地有利于横刃乃至整个刀片的受力对称以及刀具寿命。

进一步优选地，所述刚性刀体具有用于容纳所述刀片的一凹槽，其中所述第一和第二固定部分分别位于所述凹槽的相对的侧壁中。

根据一个特别优选的实施例，所述刚性刀体包括硬质合金刀体。

优选地，所述焊接是真空对称焊接。

根据进一步优选的实施例，所述刀片包括加工时首先切削工件的切削刃、位于所述切削刃之后的第一后角部和第二后角部以及位于切削刃之前的在所述第一和第二PCD刀片部的PCD层中分别限定出的前刀面，其中第一后角部具有在10°-15°范围内的第一后角和小于等于0.05mm的后角宽度，且第二后角部具有在18°-25°范围内的第二后角。在钻头的横刃中还限定出了钻头的最末端，即钻尖。

根据另一优选实施例，所述刀片具有朝末端方向渐缩的第一渐缩部分和与该第一渐缩部分相连的朝刀柄方向渐缩的第二微渐缩部分，所述第一渐缩部分在平行于所述侧面的平面内限定出朝钻尖方向的顶角，所述第二微渐缩部分具有在0.1/100至0.15/100范围内的倒锥。