等波阻鉆頭的制作方法
【專利摘要】一種等波阻鉆頭，包括一體成形的鉆柄(1)和鉆體(2)以及設(shè)在鉆體(2)前端的鉆刃(3)，鉆體(2)上加工有螺旋排屑槽(4)，鉆體(2)上的螺旋排屑槽(4)一直延伸至鉆體(2)與鉆柄(1)的交接處，而且鉆柄(1)與所述鉆體(2)的橫截面面積之比為0.9～1，使得鉆體部分的波阻與所述鉆柄部分的波阻接近或相等，因而該等波阻鉆頭能夠確保提高鑿入效率。
【專利說明】等波阻鉆頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鉆頭，具體是ー種等波阻鉆頭，其能夠顯著地提高鑿入效率。
【背景技術(shù)】
[0002]電錘鉆頭用于在混凝土、巖石等脆性材料上鉆孔。電錘是在鉆頭一端通過高速撞擊產(chǎn)生應(yīng)カ波，蘊(yùn)含能量的應(yīng)カ波通過鉆柄、鉆頭傳播至鉆刃，鉆刃使與之接觸的混凝土、巖石等破碎。
[0003]目前，工程上使用的鉆頭,鉆體2上的螺旋排屑槽4沒有切削加工至鉆柄I,而是在距鉆柄I 一定距離的地方收尾，造成鉆體2在鉆柄I附近留有一段光桿，參見圖1。這樣，從應(yīng)カ波的傳播角度來分析，鉆體2上的這段光桿將阻礙應(yīng)カ波向鉆刃3的方向傳播，因而降低了電錘的加工效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有鉆頭在結(jié)構(gòu)上的不足，解決其鑿入效率低的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種等波阻鉆頭，其通過減小或消除鉆體部分與鉆柄部分之間的波阻，來提高鉆頭的鑿入效率。
[0005]本發(fā)明的等波阻鉆頭，包括一體成形的鉆柄、鉆體和鉆刃，所述鉆體上設(shè)有螺旋排屑槽，所述鉆刃設(shè)置在所述鉆體的前端，其特征在干:所述鉆體上的所述螺旋排屑槽一直延伸至所述鉆體與所述鉆柄的交接處。
[0006]進(jìn)ー步地，所述鉆柄與所述鉆體的橫截面面積之比為0.9?I，使得所述鉆體部分的波阻與所述鉆柄部分的波阻接近或者相等。
[0007]由于螺旋排屑槽使鉆體的橫截面積減小，并使鉆體與鉆柄兩部分的橫截面積接近，因而有利于應(yīng)カ波由鉆柄向鉆刃傳播，從而能夠提高電錘的工作效率。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)的鉆頭相比，本發(fā)明從應(yīng)カ波傳播的規(guī)律出發(fā)，通過使用新的鉆柄與鉆體的連接結(jié)構(gòu)，顯著地提高了鉆頭的鑿入效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為本發(fā)明等波阻鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3為本發(fā)明等波阻鉆頭的應(yīng)カ波在波阻突變界面的傳播情形；
[0012]圖4為本發(fā)明等波阻鉆頭的力學(xué)模型；
[0013]圖5為本發(fā)明等波阻鉆頭的鉆柄中的反射波波形；
[0014]圖6為本發(fā)明等波阻鉆頭與傳統(tǒng)鉆頭的沖擊功對(duì)比；
[0015]圖7為本發(fā)明等波阻鉆頭與傳統(tǒng)鉆頭的鑿入效率對(duì)比。
[0016]圖中:1_鉆柄，2-鉆體，3-鉆刃，4-螺旋排屑槽。【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)ー步詳細(xì)的描述。
[0018]如圖2所示，本發(fā)明的等波阻鉆頭包括鉆柄I和鉆體2，鉆體2上切削加工有螺旋排屑槽4，鉆體2的前端設(shè)有鉆刃3，特別是，鉆體2上的螺旋排屑槽4 一直加工延伸至鉆體2與鉆柄I的交接處。
[0019]而且，本發(fā)明的等波阻鉆頭，鉆柄I與鉆體2的橫截面面積之比為0.9~1，從而使得鉆體部分的波阻與所述鉆柄部分的波阻接近或者相等。
[0020]下面，結(jié)合圖3 — 7，對(duì)本發(fā)明的等波阻鉆頭的波動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析。
[0021]本發(fā)明提供的等波阻鉆頭，其波動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)包括以下三個(gè)方面:
[0022]一、應(yīng)用波動(dòng)力學(xué)研究鉆頭的依據(jù)；
[0023]二、應(yīng)カ波在波阻突變單元界面的傳播規(guī)律；
[0024]三、應(yīng)カ波在鉆頭中的傳播規(guī)律。
[0025]具體地，上述第一方面包括:
[0026]電錘的工作原理是利用瞬時(shí)完成的撞擊產(chǎn)生的應(yīng)カ波脈沖使工作介質(zhì)產(chǎn)生破碎。電錘中參與撞擊的部件(特別是鉆頭)在撞擊方向的尺寸比橫向尺寸大得多，它是ー類典型的沖擊機(jī)械。因此，電錘工作過程中的撞擊問題必須用波動(dòng)力學(xué)理論來解釋。
[0027]具體地，上述第二方面包括:
[0028]應(yīng)カ波在波阻有突變的界面將產(chǎn)生透射和反射，如圖3所示。當(dāng)一個(gè)應(yīng)カ波從波阻為Zi的彈性桿向波阻為zi+1的彈性桿傳播時(shí)，在波阻變化界面上的透射系數(shù)和反射系數(shù)分別為:
【權(quán)利要求】
1.一種等波阻鉆頭，包括一體成形的鉆柄(I)、鉆體⑵和鉆刃(3)，所述鉆體⑵上設(shè)有螺旋排屑槽(4)，所述鉆刃(3)設(shè)置在所述鉆體(2)的前端，其特征在于:所述鉆體(2)上的所述螺旋排屑槽(4) 一直延伸至所述鉆體(2)與所述鉆柄(I)的交接處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等波阻鉆頭，其特征在于:所述鉆柄(I)與所述鉆體(2)的橫截面面積之比為0.9?1，所述鉆體部分的波阻與所述鉆柄部分的波阻接近或者相等。
【文檔編號(hào)】B25D17/02GK103600334SQ201310639137
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】劉德順, 楊志高, 楊書儀 申請(qǐng)人:湖南科技大學(xué)