用于隧道钻掘机的切削头工具.pdf

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1、10申请公布号CN104271884A43申请公布日20150107CN104271884A21申请号201380024699922申请日2013040261/621,11320120406US13/850,01420130325USE21D9/10200601E21D9/08200601E21B10/4220060171申请人卡特彼勒公司地址美国伊利诺伊州72发明人R迈耶G托姆林斯G蒙吉罗B帕特尔74专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人苏娟朱利晓54发明名称用于隧道钻掘机的切削头工具57摘要用于隧道钻掘机TBM50的切割工具52包括工具体150和多个切削元件镶块155。工具体15。

2、0具有多个牙槽腔157。工具体坯240可被热处理以增加工具体坯240的硬度。牙槽腔157可在工具体坯240被热处理后加工在工具体坯240中。切削元件镶块155安装到工具体150。切削元件镶块155分别压配合在牙槽腔157中。切割工具52能够可枢转地安装到TBM50的切削头60。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014111186PCT国际申请的申请数据PCT/US2013/0348772013040287PCT国际申请的公布数据WO2013/151954EN2013101051INTCL权利要求书1页说明书9页附图18页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1。

3、页说明书9页附图18页10申请公布号CN104271884ACN104271884A1/1页21一种用于隧道钻掘机50的切割工具52，包括工具体150，其具有多个牙槽腔157；多个切削元件镶块155，其安装到所述工具体150，所述多个切削元件镶块155分别压配合在所述多个牙槽腔157中。2根据权利要求1所述的切割工具52，其中，所述工具体150包括一体的枢转凸台215。3根据权利要求2所述的切割工具52，还包括壳体140，壳体140包括枢转轴承220，枢转轴承能够支承工具体150的一体的枢转凸台215，使得工具体150能够围绕一体的枢转凸台215在行程范围上转动。4根据权利要求3所述的切割工具。

4、52，其中，壳体140包括一对侧板194,195，工具体150包括设置在其相对侧面174,175上的一对肩部177,178，工具体150的所述对肩部177,178的每一个能够分别接合所述对侧板194,195以限制工具体150能够转动的行程范围。5根据权利要求1至4中任一项所述的切割工具52，其中，工具体150包括设置在工具体150的远端172处的穿透端表面160、彼此呈间隔关系并设置在工具体150的相应侧面174,175处的一对切割侧表面162，163以及彼此呈间隔关系并分别设置在工具体150的前面180和后面181处的一对冲刷面表面168,169，所述对冲刷面表面168,169在所述对切割侧。

5、表面162,163之间延伸。6根据权利要求1至5中任一项所述的切割工具52，其中，工具体150包括具有至少约45HRC的硬度的热处理材料。7根据权利要求1至6中任一项所述的切割工具52，其中，工具体150具有工具体硬度，所述多个切削元件镶块155均具有镶块硬度，使得所述多个切削元件镶块155的平均镶块硬度比工具体硬度大大约10HRC到大约25HRC。8一种机器50，包括筒形外壳58；切削头60，其可转动地安装在筒形外壳58的远端62，切削头60包括安装到它的根据权利要求1至7中任一项所述的切割工具52。9一种制造根据权利要求1至7中任一项所述的用于隧道钻掘机50的切削头工具52的方法，该方法包。

6、括对工具体坯240进行热处理以增加工具体坯240的硬度；在工具体坯240中以预定孔图案加工多个牙槽腔157以形成工具体150；将多个切削元件镶块155分别压配合到工具体150中的多个牙槽腔157中。10根据权利要求9所述的方法，其中，在对工具体坯240进行热处理后加工所述多个牙槽腔157。权利要求书CN104271884A1/9页3用于隧道钻掘机的切削头工具技术领域0001本发明整体涉及用于机器的切削头工具，更具体地涉及用于隧道钻掘机的切削头工具，例如切割RIPPER工具。背景技术0002隧道钻掘机TBM被设计用于不同的地质条件。典型地，TBM装配有多个切削头工具，例如像用于较软岩石条件的切割。

7、工具。切割工具经受磨粒磨损以及冲击加载。切割工具被认为是磨损部件，其可在给定隧道的挖掘过程中反复更换。更换这些切割工具昂贵且耗时。因此，具有出众磨损寿命的切割工具在工业上具有高度价值。0003传统的切割工具通过将硬质合金镶块经钎焊附接到钢柄上来制造。已经观察到钎焊过程使柄材料软化，使其更容易受到磨料磨损和其他失效。操作中，这种软化的钢倾向于在切削操作过程中通过磨料作用变得“被洗掉”，使得硬质合金镶块的柄露出。材料的损失使得镶块在镶块本身完全磨损之前断裂，由此使得本来仍具有剩余切削寿命的切割工具必须过早更换。0004美国专利NO6339868题为“CUTTINGTOOLANDSHRINKFITT。

8、INGMETHODFORTHESAME”。868专利涉及包括工具保持部分和工具的切削工具。工具被构造成插入工具保持部分的孔中。工具包括工具主体、引导部分和肩部部分。工具主体具有大于工具保持部分不被加热时孔的内径的外径。引导部分同轴连接到工具主体并被构造成相对于工具保持部分基本同轴地定位工具。引导部分具有小于孔的内径的引导外径，使得引导部分能够插入孔。肩部部分形成在工具主体和引导部分之间以就坐在孔周围的表面上，从而在引导部分插入孔中时支承工具。0005868专利还涉及切削工具冷缩配合方法，其包括将同轴连接到工具的工具主体的引导部分插入形成在工具保持部分中的孔中，以基本上相对于工具保持部分同轴地支。

9、承和定位工具，使得连接工具主体和引导部分的肩部部分就坐在工具保持部分的孔周围的表面上。加热工具保持部分，使得工具的工具主体能够插入孔。冷却工具保持部分。0006应该认识到，发明人进行这种背景描述来帮助读者，不应将其当作表明任何所指出的问题本身在本领域中有所认识。虽然描述的原理能够在一些方面和实施方式中消除其他系统中固有的问题，应当认识到，受保护的创新的范围通过权利要求书限定，而不是通过任何公开的特征解决这里表述的任何具体问题的能力限定。发明内容0007本发明涉及提供用于机器的切削头工具，例如用于隧道钻掘机的切割工具。在一种实施方式中，用于隧道钻掘机的切割工具包括工具体和多个切削元件镶块。工具体。

10、具有多个牙槽腔。切削元件镶块安装到工具体。切削元件镶块分别压配合在牙槽腔中。0008在其他实施方式中，一种机器包括筒形外壳和可转动地安装在筒形外壳的远端的切削头。切削头包括安装到它的切割工具。切割工具具有工具体和多个切削元件镶块。工说明书CN104271884A2/9页4具体具有多个牙槽腔。切削元件镶块安装到工具体。切削元件镶块分别压配合在牙槽腔中。0009在其他实施方式中，描述用于制造用于隧道钻掘机的切削头工具的方法。对工具体坯进行热处理以增加工具体坯的硬度。在工具体坯中以预定孔图案加工多个牙槽腔以形成工具体。将对应数量的切削元件镶块压配合到工具体中的牙槽腔中。0010本发明的其他和替代方面。

11、和特征将从下面的详细说明和附图中认识。如将认识的，这里公开的切割工具、机器和用于制造切削头工具的方法能够在其他和不同的实施方式中执行，并且能够在多个方面修改。因此，应当理解，前面的总体描述和下面的详细描述都仅是示例性和解释性的，并不限制权利要求的范围。附图说明0011图1是具有根据本发明的原理构造的一种实施方式的切割工具的机器的一种实施方式的透视图；0012图2是图1的机器的切削头端正视图；0013图3是沿着图1的机器的图2的线33截取的纵向截面图；0014图4是适合用于图1的机器的根据本发明的原理构造的切割工具组件的一种实施方式的透视图；0015图5是图4的切割工具组件的冲刷面正视图；001。

12、6图6是沿着图5中的线66截取的图4的切割工具组件的横截面视图；0017图7是如图5的图4的切割工具组件的视图，但壳体的板被去除以示出从如图5的中间位置转动到接合位置的切割工具；0018图8是适合用于根据本发明的原理构造的切割工具的工具体坯的一种实施方式的透视图；0019图9是图8的工具体坯的切割侧正视图；0020图10是沿着图9中的线1010截取的图8的工具体坯的横截面视图；0021图11是适合用于根据本发明的原理构造的切割工具的工具体的一种实施方式的冲刷面正视图，该工具体由图8的工具体坯制成；0022图12是图11的工具体的切割侧正视图；0023图13是图11的工具体的俯视平面图；0024。

13、图14是沿着图12中的线1414截取的图11的工具体的横截面详细视图；0025图15是适合用于根据本发明的原理构造的切割工具的硬质合金切削元件镶块的第一实施方式的正视图；0026图16是图15的硬质合金切削元件镶块的俯视图；0027图17是适合用于根据本发明的原理构造的切割工具的硬质合金切削元件镶块的第二实施方式的正视图；0028图18是图17的硬质合金切削元件镶块的俯视平面图；0029图19是根据本发明的原理构造的切割工具的一种实施方式的透视图；0030图20是图19的切割工具的部分剖切的冲刷面正视图；0031图21是图19的切割工具的切割侧正视图；0032图22是示出用于制造根据本发明的原。

14、理的切割工具的方法的一种实施方式的过说明书CN104271884A3/9页5程的流程图。具体实施方式0033这里描述切割工具、机器和用于制造用于隧道钻掘机的切削头工具的方法的实施方式。在实施方式中，用于隧道钻掘机的切割工具包括工具体和安装到工具体的多个切削元件镶块。工具体具有多个牙槽腔。每个切削元件镶块被压配合在相应的牙槽腔中。0034工具体材料可以是合适的硬且抗断裂钢，例如授予MCVICKER等人的题为“HARDNESS,STRENGTH,ANDFRACTURETOUGHNESSSTEEL”的美国专利NO5900077中描述的钢。工具体可经受热处理操作，使得工具体的硬度为至少约45HRC，在。

15、一些实施方式中在大约50HRC和大约60HRC之间。可以在工具体中加工出埋头孔以限定牙槽腔。用于切削元件镶块的埋头孔可被钻和铰成精确尺寸，使得每个埋头孔的内部尺寸处于严密公差内。在实施方式中，牙槽腔可在工具体坯被热处理后加工。0035切削元件镶块可以通过略微干涉配合被压配合到这些钻出的孔中。每个切削元件镶块可根据紧密公差被磨削，使得其外侧尺寸被构造成确保与其要压入的牙槽强具有一致的压配合。为了增加切割工具的磨损寿命，切割工具的组装可不使用钎焊操作来完成，由此避免会由钎焊造成的有害影响，例如软化工具体。0036现在参考附图，图13示出了隧道钻掘机TBM50形式的机器的一种示例性实施方式。TBM5。

16、0包括根据本发明的原理构造的切割工具52形式的切削头工具的一种实施方式。应当理解，在其他实施方式中，许多其他类型的机器可包括根据本发明的原理构造的切削头工具。在又一些其他实施方式中，TBM50可具有不同构造并可包括其他和不同的部件。0037TBM50可用于建造隧道54图3，例如经过多种岩层。TBM50及其操作人员可同时执行若干工作，以建造隧道54，包括钻土以形成隧道54、去除在钻孔操作中挖掘的尾料、用混凝土隧道衬砌管片56衬砌隧道54图3以及在隧道54中安装例如新鲜空气导管、电力和水供应装置等的公共设备。0038参考图1，TBM50包括筒形外壳58和可转动地安装在筒形外壳58的远端62处的切削。

17、头60。TBM50的钻孔功能通过设置在TBM50的外壳58的向前远端62处的转动切削头60执行。切削头60能够围绕大体与隧道54的几何形状同轴的纵向轴线“LA”相对于外壳58转动。0039筒形外壳58可包括大金属筒形式的一个或多个盾构管片63、64、65。筒形外壳58可用作在TBM50内的隧道衬砌管片56尚未就位的区域内支承隧道54的盾构。0040参考图2，TBM50的所示切削头60包括从切削头60的面68的中心67径向延伸并围绕面68的周边70延伸的多个刀具66。切削头60的所示刀具66包括多个根据本发明的原理构造的切割工具52，其可枢转地安装到切削头60的面68。切削头60还包括与进气口7。

18、8相邻设置的多个刮具76和中心定位的鱼板刀具80。进气口78被构造成提供合适的开口，使得切削头60从前进的隧道面82图3切下的沙、砾石、岩石碎片等可被吸收并堆积在切削头60的面68后面的混合室85图中。0041在实施方式中，切削头60可以是混合面切削头，其包括不同类型的刀具66，包括例如可转动地安装到面68的切割工具、刮具、锹、鱼板刀具和双盘刀具等。在又一些实施方式中，切削头60可具有适合其预期目的的其他构造。说明书CN104271884A4/9页60042参考图3，切削头60可转动地设置在筒形外壳58的向前远端62处。切削头60通过设置在筒形外壳58中的驱动系统95转动。切削头60围绕纵向轴。

19、线“LA”转动以将隧道面82处的土质材料切穿和变松，并将释放的材料移动到混合室85。0043转动的切削头60逐渐将隧道面82处的位于TBM50的路径中的材料去除。随着隧道面82被挖掘和碎片被去除，隧道54的长度增加。TBM50适于使切削头60前进以保持切削头60与隧道面82接合。0044混合室85形成在切削头60的面68和与筒形外壳58的远端62相邻设置的堵塞物97之间。由切削头60的刀具66挖掘的尾料通过进气口78被引入混合室85中。尾料可在混合室85中用制定成形成浆有时称为“泥”的调节剂例如泡沫处理。混合室85可允许用泥填充以维持切削头60的面68处的压力并允许泥用作支承介质。0045设置。

20、运土螺旋输送机100以将混合室85中的泥输送到TBM50的后部部分102。螺旋输送机100可被构造成将泥堆积在带式输送机104上，带式输送机将泥输送到泥/供应轨道系统106的轨道车，使得轨道车能够加载泥并被送出隧道54以处理泥。泥/供应轨道系统106也可用来在隧道建造期间将隧道衬砌管片56和其他供应到隧道54中。0046可设置可动的管片安装机110以将隧道衬砌管片56选择性地组装就位以衬砌隧道54。管片安装机110能够沿着TBM50的纵向轴线“LA”往复运动，以允许管片安装机110的安装机臂112从管片车114抓起一个隧道衬砌管片56并将其放置在隧道衬砌118的远端116处。0047安装机臂1。

21、12能够围绕平行于纵向轴线“LA”的轴线转动以允许安装机臂112将隧道衬砌管片56放置在选择的径向位置，使得隧道衬砌管片56能够围绕隧道54周向放置在衬砌环管片120中，以完全衬砌隧道54。一旦最前面的衬砌环管片120完成，TBM50可沿着纵向轴线“LA”前进以允许切削头60继续挖掘以推进隧道54的长度，并且允许管片安装机110组装另一衬砌环管片120。0048切削头60前进，刀具66通常在来自液压缸系统125的动力下被推抵隧道面82。液压缸系统125可与支撑构件一起部署，支撑构件被径向向外推抵隧道54的侧面以向着隧道面82引导刀具66的力。液压缸系统125可包括设置成不断使切削头60相对于T。

22、BM50的筒形外壳58前进的推进缸127，筒形外壳58可通过径向接合隧道54的支撑构件相对于隧道54保持就位。液压缸系统125可包括关节缸129，其被设置成使切削头60相对于TBM50的纵向轴线“LA”选择性关节运动，以允许TBM50在隧道中钻出曲线。0049参考图47，显示了根据本发明的原理构造的切割工具组件135的一种实施方式。切割工具组件135可包括可枢转地安装到切割壳体140的切割工具52。在其他实施方式中，切割工具组件135可包括可枢转地安装到适配器箱的切割工具52。切割工具组件135可安装到切削头60的面68，使得切割工具52定位成接合转动的切削头60前面的隧道面82。0050参考。

23、图4，用于TBM50的切割工具52包括工具体150和多个切削元件镶块155。工具体150具有多个牙槽腔157。切削元件镶块155安装到工具体150。切削元件镶块155分别压配合在工具体150的牙槽腔157中。0051参考图4和图5，工具体150包括穿透端表面160、一对切割侧表面162、163、一对斜表面165、166和一对冲刷面表面168、169。穿透端表面160设置在工具体150的远端172说明书CN104271884A5/9页7处。切割侧表面162、163彼此呈间隔关系并设置在工具体150的相应侧面174、175。斜表面165、166分别设置在穿透端表面160和切割侧表面162、163之。

24、间。工具体150的侧面174、175各自包括肩部177、178。冲刷面表面168、169彼此呈间隔关闭并分别设置在工具体的前面180和后面181处。冲刷面表面168、169在切割侧表面162、163之间延伸。0052在所示的工具体150中，后面181基本与前面180相同。工具体150的侧面174、175也基本相同。在其他实施方式中，侧面174、175可彼此不同。在其他实施方式中，前面180和后面181可彼此不同。0053至少一个切削元件镶块155可包括设置在牙槽腔157的第一种牙槽186中的第一种刀具185。至少一个切削元件镶块155可包括设置在牙槽腔157的第二种牙槽189中的第二种刀具18。

25、8。第一种牙槽186的至少一个牙槽腔157可限定在至少一个切割侧表面162、163中并具有压配合在其中的第一种刀具185。第一种牙槽186的至少一个牙槽腔157可限定在至少一个冲刷面表面168、169中并具有压配合在其中的第一种刀具185。第二种牙槽189的至少一个牙槽腔157可限定在穿透端表面160中并具有压配合在其中的切削元件镶块155的第二种刀具188也见图6。第二种牙槽189的至少一个牙槽腔157可限定在至少一个斜表面165、166中并具有压配合在其中的第二种刀具188。0054在所示实施方式中，第一种牙槽186的牙槽腔157设置在两个切割侧表面162、163和两个冲刷面表面168、1。

26、69中并被构造成接收切削元件镶块155的第一种刀具185。第二种牙槽189的牙槽腔157设置在两个斜表面165、166中并被构造成接收切削元件镶块155的第二种刀具188。第二种牙槽189的牙槽腔157设置在穿透端表面160上并被构造成接收切削元件镶块155的第二种刀具188。0055切割壳体140包括基板192、一对侧板194和195、前板197和后板198，它们在其中限定接收切割工具52的腔199。切割壳体140可适于固定到切削头60的面68，使得切割工具52从面68突出并能够相对其枢转。工具体150的肩部177、178适于分别接合侧板194、195，以限制工具体150转动的行程范围。00。

27、56参考图5，切割工具52被显示处于相对于切割壳体140的中间位置。在该中间位置，工具体150的肩部177、178分别与切割壳体140的侧板194、195脱离接合。0057参考图6，传感器装置205可设置在工具体150中的通孔207内。传感器装置205可适于向控制器提供电信号并在传感器装置205基于例如其操作寿命和/或磨损检测到切割工具52应当更换时给操作者信号，控制器具有适于向TBM50的操作者指示特定切割工具52的预期剩余寿命的量的视觉显示装置。基板192可包括经过其的开口210以便于传感器装置205到控制模块的可操作连接。0058参考图6和图7，工具体150包括一体的枢转凸台215。枢转。

28、凸台215与工具体150的近端217相邻设置，近端217与远端172是相对关系。枢转凸台215被构造成使得其通过切割工具52的切削元件镶块155从切割壳体140突出而由切割壳体140可枢转地保持。0059参考图6，切割壳体140的前板197包括枢转轴承220，其适于支承工具体150的枢转凸台215，使得工具体150能够围绕由枢转凸台215限定的枢转轴线“PA”在预定行程范围上转动。枢转轴承220的形状基本符合枢转凸台215的形状，同时允许枢转凸台215相对于枢转轴承220转动。切割壳体140还可包括在工具体150和后板198之间设置在腔199内的推靠板224。推靠板224可设置成帮助保持枢转凸。

29、台215与枢转轴承220呈接合说明书CN104271884A6/9页8关系，使得切割工具可转动地联接到切割壳体140。0060参考图7，切割工具52的工具体150和切割壳体140之间的可枢转连接允许切割工具52以双向方式来回摇摆。工具体150可围绕枢转凸台215限定的枢转轴线“PA”在枢转角“”限定的行程范围上转动。枢转角“”可在多个实施方式中改变以符合预期应用的切削要求。在所示实施方式中，枢转角“”为大约20度。0061TBM50挖掘过程涉及驱动切削头60使得切割工具52利用在基本垂直于隧道面82的方向上的推力“T”接合隧道面82并平行于隧道面82施加转动力“R”以剪切隧道面82，并且围绕纵。

30、向轴线“LA”在分离切割工具与切削头60的中心67的径向距离限定的圆周上转动切割。切削头转矩引起切割工具52的切削元件镶块155被拉动经过地面以挖掘材料。切割工具52可围绕枢转凸台215限定的枢转轴线“PA”在与切削头60的转动方向“R”相反的方向上枢转，直到工具体150的肩部177接合切割壳体140的相邻侧板194。每个肩部177、178可被构造成接合切割壳体140的相应相邻侧板194、195的顶边缘230以将工具体150置于与切割壳体140接合。切割工具52与隧道面82的接合可将切削元件镶块155加载于压缩，这可帮助切削元件镶块155保持就坐在相应的牙槽腔157中。0062参考图810，显。

31、示出适合用于根据本发明的原理构造的切割工具52的工具体坯240的一种实施方式。工具体坯240可由一件锻件构造，使其包括一体的枢转凸台215。工具体坯240可由任何合适的材料制成，例如合适的钢或其他金属。在实施方式中，工具体坯240可由具有或者可被处理成具有至少约35HRC硬度的任何合适的材料制成。0063在实施方式中，工具体坯240由如美国专利NO5900077中描述的钢制成，该专利整体通过引用结合在此。在实施方式中，工具体坯240可由CATERPILLAR公司市售的如“韧性钢”的材料构造。0064在实施方式中，工具体坯240由钢制成，使得工具体坯240具有重量百分比的以下成分，包括从020到。

32、045的碳、从04到15的镁、从05到20的硅、从001到20的铬、从015到12的钼、从001到040的钒、从001到025的钛、从0005到005的铝、从00001到0010的硼、小于0002的氧、从0005到约0017的氮，余量基本为铁。在实施方式中，工具体坯240可以不含任何有害的氮化铝，并在淬火和回火后具有完全马氏体显微结构和受控分布的间隔的微米级氮化钛立方体和纳米级背景碳氮沉淀物。在实施方式中，工具体坯240可在淬火和回火后具有至少45HRC的硬度和至少150MPA136KSI的平面应变断裂韧性，该硬度在厚度不大于254MM1英寸的段的中间处测量。在实施方式中，工具体坯240可在淬。

33、火和回火后具有至少45HRC的硬度和至少150MPA136KSI的平面应变断裂韧性，该硬度在厚度大于254MM1英寸的段的表面下方127MM05英寸处测量。0065在实施方式中，工具体坯240可由具有高可硬化性、韧性和耐回火性但含有重量不多于20的铬、优选在001和050之间的铬的材料制成。在实施方式中，工具体坯240可由不需要镍存在以实现希望的可硬化性和韧性属性的材料制成。在实施方式中，工具体坯240可由含有受控量的氧以获得微米M级氮化钛立方体的最佳间距以获得高断裂韧性和/或受控量的钛和钒以提供小尺度10400纳米大小碳氮化物的小尺度分布以改善断裂韧性的材料制成。0066在实施方式中，工具体。

34、坯240可由基本不含镍和铜的材料制成。但是，应当理解，说明书CN104271884A7/9页9在实施方式中，工具体坯240可含有少量的镍和铜，这不是需要的，被认为是偶然的。特别是，在接受的商业实践中，高达025的镍和高达035的铜可作为残余元素存在。0067工具体坯240可经历热处理过程以进一步硬化工具体坯240。在实施方式中，工具体坯240被热处理，使得工具体150的硬度至少约35HRC。在其他实施方式中，工具体坯240被热处理，使得工具体150的硬度至少约45HRC。在另一些实施方式中，工具体坯240被热处理，使得工具体150的硬度至少约50HRC。在又一些实施方式中，工具体坯240被热处。

35、理，使得工具体150的硬度从大约45HRC到大约60HRC。切割工具52的部件的洛氏硬度可例如遵循ASTME1811的程序测量。0068参考图1114，显示出根据本发明的原理构造的切割工具52的工具体150。在工具体坯240被热处理增加其硬度后，可加工工具体坯240以在其中限定牙槽腔157。多个埋头孔可被钻和铰成精确尺寸以限定牙槽腔157的第一种牙槽186和第二种牙槽189，其分别对应于切割工具52中使用的切削元件镶块155的第一种刀具185和第二种刀具188。牙槽腔157可以预定方式排列以使切削元件镶块155以希望的图案分布在工具体150上。在实施方式中，相邻牙槽腔157布置成使得它们设置在。

36、距彼此分离距离“D”处见图11。在实施方式中，分离距离“D”可大约等于一个牙槽腔157的内径的尺寸或更大。0069牙槽腔157的第一种牙槽186可被加工成对应于切削元件镶块155的第一种刀具185的柄的形状。牙槽腔157的第二种牙槽189可被加工成对应于切削元件镶块155的第二种刀具188的柄的形状。每个牙槽腔157可具有略小于配合的切削元件镶块155的柄的外径的内径。0070在实施方式中，工具体坯240可在穿透端表面160见图8的一对侧边缘245、246处被磨削以限定分别设置在穿透端表面160和切割侧表面162、163之间的所述对的斜表面162、163。在一些实施方式中，可以在工具体坯240。

37、中加工通孔270见图13和14。通孔207可被构造成在其中接收适于检测切割工具在使用中受到的磨损量的合适的传感器装置。0071参考图15和16，显示了切削元件镶块155的第一种刀具185。切削元件镶块155的第一种刀具185包括筒形桶250形式的柄和设置在远端254处的毗连的切削部分252。第一种刀具185的筒形桶250包括近端256，近端包括斜表面258以便于切削元件镶块155的第一种刀具185插入第一种牙槽186的一个牙槽腔157中。筒形桶250的剩余部分基本是统一的。0072切削部分252可根据切削元件镶块155的希望切削结构具有各种形状的任何形状。在所示实施方式中，第一种刀具185的切。

38、削部分152是平形状的筒。在其他实施方式中，切削元件镶块155的切削部分252可具有不同形状，例如锥形、截头锥形、凿子形、泪滴形或者弹道形。0073参考图17和18，显示出切削元件镶块155的第二种刀具188。切削元件镶块155的第二种刀具188包括筒形桶270形式的柄和设置在远端274处的毗连的远侧切削部分272。第二种刀具188的筒形桶270包括近端276，近端包括斜表面278以便于切削元件镶块155的第二种刀具188插入第二种牙槽189的一个牙槽腔157中。筒形桶270的剩余部分基本统一。0074切削部分272可根据切削元件镶块155的希望切削结构具有各种形状的任何形说明书CN10427。

39、1884A8/9页10状。在所示实施方式中，第二种刀具188的切削部分272是锥形。在其他实施方式中，切削元件镶块155的切削部分272可具有不同形状，例如截头锥形、平形、凿子形、泪滴形或者弹道形。0075切削元件镶块155的第一种刀具186和第二种刀具188可包括任何合适的材料，例如碳化钨。在实施方式中，切削元件镶块155可由比工具体150的材料硬的适当硬的材料制成。在实施方式中，切削元件镶块155具有至少约60HRC的硬度。在实施方式中，切削元件镶块155的平均硬度比工具体150硬大约10HRC到大约25HRC。0076参考图1921，显示出切割工具52，其中切削元件镶块155通过压配合安。

40、装在工具体150的牙槽腔157中。0077参考图20，切削元件镶块155的第一种刀具185的筒形桶250可插入形成在工具体150内的第一种牙槽186的多个牙槽腔157的一个中。切削元件镶块155的第一种刀具185的筒形桶250和牙槽腔157的第一种牙槽186可被构造成基本符合彼此。第一种牙槽186具有略小于第一种刀具185的筒形桶250的外径的直径，以在两者之间提供干涉配合。第一种刀具185的筒形桶250和第一种牙槽186的配合牙槽腔157被构造成使得在切削元件镶块155的第一种刀具185的筒形桶250插入在其中时，远侧切削部分252从第一种牙槽186的配合牙槽腔157突出。0078切削元件镶。

41、块155的第二种刀具类型188的筒形桶270可插入形成在工具体150内的第二种牙槽189的多个牙槽腔157的一个中。牙槽腔157的第二种牙槽189被构造成基本符合其中接收的切削元件镶块155的第二种刀具188的筒形桶270的形状。第一种牙槽189具有略小于第二种刀具188的筒形桶270的外径的直径，以在两者之间提供干涉配合。第二种刀具188的筒形桶270和第一种牙槽189的配合牙槽腔157被构造成使得在切削元件镶块155的第二种刀具188的切削部分272在就坐在牙槽腔157的第二种牙槽189中时从其突出。0079参考图22，显示根据本发明的原理的用于制造用于隧道钻掘机的切削头工具的方法300的。

42、一种实施方式的步骤。对工具体坯240进行热处理以增加工具体坯240的硬度步骤310。在工具体坯240中以预定孔图案加工出多个牙槽腔157以形成工具体150步骤320。将对应数量的切削元件镶块155压配合在工具体150中的牙槽腔157中步骤330。0080工具体坯240可通过任何合适的技术制成，例如锻造。工具体坯240可被制成为使得其包括从其延伸的一体的枢转凸台215。0081热处理步骤步骤310可包括本领域技术人员已知的技术。例如，工具体坯240可被加热。在实施方式中，工具体坯240由钢制成，并通过加热到钢的奥氏体化温度以在截面上形成没有有害脱碳、晶粒生长或者过度扭曲的均质溶液。被加热的工具体。

43、坯可被淬火。在实施方式中，被加热的工具体坯240在水中完全淬火以产生最大可能深度的硬度。淬火的工具体坯240可被回火。在实施方式中，工具体坯240通过重新加热充分的时长以允许所有截面温度相等来回火。回火的工具体坯240可以冷却到环境温度。0082工具体坯240可被热处理以增加其硬度，使得在一些实施方式中可省略“表面硬化”的使用碳化铬板焊接到冲刷面和/或切割侧，例如。工具体坯240可被热处理，使得工具体坯240的硬度为至少约45HRC。在另一些实施方式中，工具体坯240可被热处理，说明书CN104271884A109/9页11使得工具体坯240的硬度为至少约50HRC。在又一些实施方式中，工具体。

44、坯240可被热处理，使得工具体坯240的硬度为从约45HRC到约60HRC。0083在实施方式中，工具体坯240被热处理使得工具体150的硬度在切削元件镶块的平均硬度的大约25HRC内。在其他实施方式中，工具体坯240被热处理使得工具体150的硬度在切削元件镶块155的平均硬度的大约10HRC到约25HRC内。0084在工具体坯240被热处理以形成工具体150后，可加工牙槽腔157。在热处理后加工工具体坯240可避免在热处理之前加工牙槽腔157时会出现的扭曲和淬火裂纹问题。0085切削元件镶块155可由任何合适的技术制成，例如烧结。每个切削元件镶块155可被磨削使得其外部尺寸在预定公差内，从而。

45、帮助确保与工具体150中的其配合牙槽腔157的一致压配合。每个切削元件镶块155的外径和对应牙槽腔157的内径可被加工成使得配合部件间的压配合充分将切削元件镶块155保持就位而不需要任何钎焊。0086工业实用性0087从前面的讨论将容易地认识根据本发明的原理构造的切割工具52的实施方式的工业实用性。描述的原理能够应用于用在多种实施方式的机器中的切割工具并在许多隧道钻掘机和使用切割工具的其他机器中具有实用性，这些机器中，切割工具可用来在井、隧道或者其他地下结构的建造中破碎和去除岩石。0088根据本发明的原理构造的切割工具52可使用压配合将切削元件镶块155固定到工具体150，其本身足以保持切削元。

46、件镶块155就位而不需要任何钎焊。根据本发明构造的切割工具52能够提供比使用钎焊技术来固定切削工具镶块构造的常规切割工具中使用的材料硬许多倍、因此更加耐磨损的工具体150。例如，在实施方式中，热处理的工具体150的基本材料可以比钎焊的切割的基本材料强至少大约1500MPA。同样，热处理工具体150的基本材料可以比钎焊切割中的基本材料坚韧大约3倍。根据本发明的原理构造的切割工具52可包括具有一体的枢转凸台215以允许切割工具52枢转地安装到例如切割壳体140的工具体150。一体的枢转凸台215的使用可消除工具体坯240中的单独加工操作以接收销的需要和将销焊接到工具体150的需要，这也会使工具体1。

47、50的性能退化。0089将会认识到，前面的描述提供本发明的系统和技术的例子。但是，可想到本发明的其他实施可在细节上不同于前面的例子。对本发明或其例子的所有参考意在指当时正在讨论的特定例子，不意在更一般地暗示本发明的范围的任何限制。关于特定特征的所有不利和区别语言意在表明对该特征缺乏偏好，但不将其完全排除在本发明的范围外，除非另外具体指出。0090这里对数值范围的记载仅仅用作单独提到落入该范围的每个单独数值的简便方法，除非这里另外指出，每个单独的数值如同单独记载在这里那样结合在说明书中。这里描述的所有方法可以任何合适的顺序执行，除非这里另外指出或者上下文明显矛盾。说明书CN104271884A1。

48、11/18页12图1说明书附图CN104271884A122/18页13图2说明书附图CN104271884A133/18页14图3说明书附图CN104271884A144/18页15图4说明书附图CN104271884A155/18页16图5说明书附图CN104271884A166/18页17图6说明书附图CN104271884A177/18页18图7说明书附图CN104271884A188/18页19图8说明书附图CN104271884A199/18页20图9说明书附图CN104271884A2010/18页21图10说明书附图CN104271884A2111/18页22图11说明书附图CN104271884A2212/18页23图12说明书附图CN104271884A2313/18页24图13图14说明书附图CN104271884A2414/18页25图15图16图17图18说明书附图CN104271884A2515/18页26图19说明书附图CN104271884A2616/18页27图20说明书附图CN104271884A2717/18页28图21说明书附图CN104271884A2818/18页29图22说明书附图CN104271884A29。