專利名稱：用于沖擊鉆削的螺管接頭、構(gòu)成接頭部件的插入式部分和有內(nèi)螺紋部分、以及制造用于構(gòu) ...的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求前序部分的一種螺管接頭、一種插入式部分、一種有內(nèi)螺紋部分以及一種制造產(chǎn)品的方法。
現(xiàn)有技術(shù)在用于沖擊鉆削的鉆巖裝置的兩個(gè)組件之間的現(xiàn)有螺管接頭中，人們通常采用切削的外螺紋和內(nèi)螺紋，例如參看SE-B-649，602。在制造這種外螺紋時(shí)，形成一個(gè)鋼質(zhì)坯件，該坯件包括一個(gè)較厚部分，其端部連接到具有較小直徑的一個(gè)間隙表面或空刀槽上以接受至少部分螺紋刀具，并連接到一個(gè)通常為圓錐形的自由端上。接著，使刀具的橫向和側(cè)向進(jìn)給與較厚部分的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)，以便在至少一次走刀過(guò)程中按照現(xiàn)有方式形成螺紋。由于空刀槽和自由端表面的幾何形狀，在螺紋的進(jìn)入部分和退出部分處形成了銳邊。在車(chē)內(nèi)螺紋時(shí)也形成相應(yīng)的銳邊。這些銳邊使得外螺紋和內(nèi)螺紋在安裝和拆卸接頭過(guò)程中最主要在各自的鉆削元件的自由端相互損壞。此外，螺紋被表面淬火，銳邊變得太硬，以致于銳邊限定了螺紋的最深硬化深度的區(qū)域。硬化的結(jié)果顯示在鉆削過(guò)程中在這些區(qū)域出現(xiàn)了裂紋和疲勞，因此，接頭的使用壽命變得相對(duì)較短。用于沖擊鉆削的鉆巖裝置的兩個(gè)組件之間并遭受裂紋的另一現(xiàn)有螺管接頭顯示在EP-A2-220147中，其中，螺紋末端被切去，以使螺紋的端部保持完整螺紋牙形。
本發(fā)明的目的本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種上述類(lèi)型的螺管接頭，其中，該螺管接頭可實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的工具使用壽命。
本發(fā)明的另一目的是提供一種包括進(jìn)入部分和退出部分的螺管接頭，進(jìn)入部分和退出部分具有與螺管接頭其余部分基本上相同的硬化深度。
本發(fā)明的再一目的是提供一種螺管接頭，其組成部件在安裝和拆卸過(guò)程中不會(huì)相互損壞。
本發(fā)明的還一目的是提供堅(jiān)固的插入式部分和有內(nèi)螺紋部分。
本發(fā)明的還另一目的是提供一種用于生產(chǎn)鉆巖產(chǎn)品的方法，該鉆巖產(chǎn)品具有堅(jiān)固的螺紋起始部分。
附圖簡(jiǎn)述本發(fā)明的目的是通過(guò)具有在權(quán)利要求書(shū)中所指出的特征的一種螺管接頭、一種插入式部分、一種有內(nèi)螺紋部分以及一種制造產(chǎn)品的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。以下將參照附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行描述，其中

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的有內(nèi)螺紋部分的端部的橫截面圖；圖2A和2B以側(cè)視圖的方式顯示了本發(fā)明的插入式部分的端部；圖3顯示了本發(fā)明的螺管接頭的局部橫截面圖；圖4顯示了插入式部分的端視圖；圖5A-5D顯示了螺紋進(jìn)入部分不同的橫截面圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述示于圖1、2A和2B的用于沖擊鉆削的鉆桿10設(shè)置有一個(gè)套管形部件或一個(gè)有內(nèi)螺紋部分11，根據(jù)本發(fā)明，套管形部件或有內(nèi)螺紋部分11在一端具有內(nèi)螺紋12。有內(nèi)螺紋部分11構(gòu)成鉆桿10的一個(gè)整體部分。在另一端，鉆桿10形成有插口或插入式部分13，根據(jù)本發(fā)明，插口或插入式部分13具有外螺紋14。鉆桿還具有貫通的沖洗通道15，通常為空氣或水的沖洗介質(zhì)流過(guò)該通道。有內(nèi)螺紋部分11的底部形成一個(gè)環(huán)形貼合面16，在安裝兩個(gè)鉆桿10時(shí)，該環(huán)形貼合面用于緊靠在另一鉆桿的柄部13的自由端的對(duì)應(yīng)的圓形貼合面17。
圖4和圖5A-5D顯示了插入式部分的端視圖以及進(jìn)入部分螺紋30和呈不規(guī)則四邊形螺紋14A形式的最終完整牙形螺紋的不同的橫截面圖Ⅰ-Ⅳ。螺紋末端30具有比完整牙形螺紋14A更加圓的橫截面。橫截面Ⅰ-Ⅳ成90°、間隔S并向著插入式部分的中心軸線CL被截取。在圖5的截面Ⅰ處，這里被作為0°參考標(biāo)準(zhǔn)，螺紋刀具不到達(dá)鋼質(zhì)體的較厚部分的包絡(luò)面，還沒(méi)有開(kāi)始切削進(jìn)入部分螺紋，而是僅設(shè)置有一個(gè)端表面18，它是由截面圖Ⅰ中的直線限定的。端表面18通常是圓錐形的。在逆時(shí)針?lè)较蚺c截面Ⅰ成90°相距S截取的圖5B的截面圖Ⅱ處，進(jìn)入部分螺紋30形成一個(gè)軌跡，該軌跡類(lèi)似圓錐曲線，或者對(duì)稱的螺脊的橫截面具有大于0．2mm的最小半徑R1和高度h1。進(jìn)入部分螺紋30包括基本上相同的螺紋牙側(cè)面30A和30B。在逆時(shí)針?lè)较蚺c截面Ⅱ成90°相距S截取的圖5c的截面圖Ⅲ中，橫截面面積進(jìn)一步增大，從而使螺脊和螺紋牙側(cè)面具有大于0．2mm的最小半徑R2和高度h2。在圖5的橫截面圖Ⅰ中，即，與上述的橫截面Ⅰ成360°截取的橫截面圖中，進(jìn)入部分螺紋已經(jīng)完全變成完整牙形螺紋或最終的不規(guī)則四邊形螺紋14A，它具有大于0．2mm的最小半徑R3和高度h3。完整牙形螺紋具有基本上相同的螺紋牙側(cè)面14B和14C。從圖5A-5D可以看出，進(jìn)入部分螺紋30的橫截面面積和高度從在截面圖Ⅰ和Ⅱ之間的開(kāi)始部分沿著圓周方向向著最終螺紋14A增大，同時(shí)，最小半徑R1-R3不小于0．2mm。在最終螺紋是不規(guī)則四邊形螺紋14A的情況下，在截面圖Ⅲ中的進(jìn)入部分螺紋30的最小半徑R2大于不規(guī)則四邊形螺紋14A的最小半徑R3。由于在螺紋14的進(jìn)入部分和退出部分30沒(méi)有銳邊，在熱處理時(shí)，例如表面淬火時(shí)的硬化深度沿著整個(gè)螺紋基本上是恒定的，因此，可以避免在這些區(qū)域出現(xiàn)裂紋和疲勞。在現(xiàn)有的切削螺紋中，在螺紋末端的一個(gè)螺紋側(cè)面總是具有與完整牙形螺紋相同的牙形，除了略微低一些之外，而本發(fā)明的螺紋末端30的兩個(gè)螺紋側(cè)面30A和30B具有與完整牙形螺紋14A的對(duì)應(yīng)相連的螺紋牙側(cè)面14B和14C的牙形不同的牙形，如圖5B和5D所示。優(yōu)選地，在螺紋末端設(shè)置兩個(gè)進(jìn)入部分和兩個(gè)退出部分。
在內(nèi)螺紋12的進(jìn)入部分和退出部分形成對(duì)應(yīng)的模糊牙形。
當(dāng)本發(fā)明的兩個(gè)鉆桿10如圖3所示地進(jìn)行螺紋連接安裝時(shí)，插入式部分13的自由端將進(jìn)入有內(nèi)螺紋部分的自由端的區(qū)域。在大多數(shù)情況下，鉆桿在插入過(guò)程中必須相互轉(zhuǎn)動(dòng)，以使螺紋相互配合。在車(chē)削起始部分的螺紋之前，牙形模糊的螺紋末端防止鉆桿相互損壞。接著，鉆桿可被旋轉(zhuǎn)，直到鉆桿的前表面17緊靠底部16。完整牙形螺紋12和14以現(xiàn)有方式設(shè)計(jì)，使得它們被安裝時(shí)，只在直的螺紋牙側(cè)面部分14B和有內(nèi)螺紋部分的對(duì)應(yīng)螺紋牙側(cè)面處緊靠。結(jié)果，在彎曲部分之間或者在頂部和底部之間不發(fā)生接觸。在試驗(yàn)中，本發(fā)明的螺管接頭與現(xiàn)有螺管接頭相比，顯示出具有至少兩倍的工具使用壽命。
以下述方式車(chē)削螺紋12和14。按照現(xiàn)有方式，刀具的橫向和縱向進(jìn)給以及切削深度與較厚部分的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)，以便在至少一次走刀過(guò)程中形成螺紋。這可通過(guò)在一個(gè)車(chē)床中的螺紋靠?；蜍?chē)螺紋程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。具有決定螺紋牙形而基本上不會(huì)受到連接間隙影響的螺紋刀具，從而在螺紋末端形成牙形模糊的進(jìn)入部分和退出部分。隨后，至少切削螺紋例如通過(guò)表面淬火進(jìn)行熱處理。
本發(fā)明可能的修改可替代的是，鉆桿設(shè)置成鉆管形狀并且也可以包括顯示在US-A-4，986，068中的那類(lèi)凸肩支承面，US-A-4，986，068作為參考文獻(xiàn)引入本說(shuō)明書(shū)中。在所示實(shí)施例中，顯示了不規(guī)則四邊形螺紋，但它暗示的是，本發(fā)明可用于所有鉆巖機(jī)螺紋，諸如圓螺紋。有內(nèi)螺紋部分或插入式部分可替代地是與鉆巖機(jī)的鉆頭成一體地形成而不是與一個(gè)鉆桿形成一體。本發(fā)明的原理也可用于在柄部適配器和鉆桿之間以及具有松的螺紋套筒的兩個(gè)鉆桿之間的螺管接頭。
在不脫離權(quán)利要求書(shū)的范圍的情況下，本發(fā)明在其它方面也可以任意地進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
1.一種用于沖擊鉆削的螺管接頭，包括至少一個(gè)大體上是圓柱形的外螺紋(14)和大體上是圓柱形的內(nèi)螺紋(12)，所述外螺紋(14)設(shè)置在插口(13)上，插口(13)構(gòu)成一個(gè)第一鉆具組件(10)的整體的一部分，所述螺紋包括螺紋末端(30)，螺紋末端(30)與相關(guān)的完整牙形螺紋(14A)相連地設(shè)置，所述螺紋(12，14)包括螺紋側(cè)面(30A，30B，14B，14C)，其特征在于，至少一個(gè)大體上是圓柱形的螺紋(12，14)包括至少一個(gè)螺紋末端(30)，該螺紋末端(30)的形狀不同于完整牙形螺紋(14A)的形狀，并且，該螺紋末端(30)的兩個(gè)螺紋側(cè)面(30A，30B)具有與完整牙形螺紋(14A)的相連螺紋側(cè)面(14B，14C)的牙形不同的牙形。
2.如權(quán)利要求1所述的螺管接頭，其特征在于，螺紋末端(30)具有比完整牙形螺紋(14A)更圓的橫截面，螺紋末端(30)的橫截面面積和高度從螺紋末端的起始部分沿著圓周方向向著相關(guān)的完整牙形螺紋(14A)增大，并且，螺紋末端(30)的螺紋側(cè)面(30A，30B)大體上是相同的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的螺管接頭，其特征在于，螺紋末端(30)的最小半徑(R1，R2)與完整牙形螺紋(14A)的最小半徑(R3)至少一樣大。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的螺管接頭，其特征在于，螺紋末端(30)的最小半徑(R1，R2)大于0．2mm。
5.用于構(gòu)成一種用于沖擊鉆削的螺管接頭的部件的插入式部分，其中，插入式部分(13)包括至少一個(gè)大體上是圓柱形的外螺紋(14)，所述外螺紋(14)設(shè)置在插口(13)上，插口(13)構(gòu)成一個(gè)第一鉆具組件(10)的整體的一部分，所述螺紋(14)包括螺紋末端(30)，螺紋末端(30)與相關(guān)的完整牙形螺紋(14A)相連地設(shè)置，所述外螺紋(14)包括螺紋側(cè)面(30A，30B，14B，14C)，其特征在于，大體上是圓柱形的螺紋(14)包括至少一個(gè)螺紋末端(30)，該螺紋末端(30)的形狀不同于完整牙形螺紋(14A)的形狀，并且，該螺紋末端(30)的兩個(gè)螺紋側(cè)面(30A，30B)具有與完整牙形螺紋(14A)的相連螺紋側(cè)面(14B，14C)的牙形不同的牙形。
6.如權(quán)利要求5所述的插入式部分，其特征在于，螺紋末端(30)的橫截面面積和高度從螺紋末端的開(kāi)始沿著圓周方向向著相關(guān)的完整牙形螺紋(14A)增大，螺紋末端(30)的最小半徑(R1，R2)大于0．2mm，并且螺紋末端(30)的最小半徑(R1，R2)與完整牙形螺紋(14A)的最小半徑(R3)至少一樣大。
7.用于構(gòu)成一種用于沖擊鉆削的螺管接頭的部件的有內(nèi)螺紋部分，其中，有內(nèi)螺紋部分(11)包括至少一個(gè)大體上是圓柱形的內(nèi)螺紋(12)，所述內(nèi)螺紋(12)設(shè)置在一個(gè)端部中，該端部構(gòu)成一個(gè)第一鉆具組件(10)的整體的一部分，所述螺紋包括螺紋末端(30)，螺紋末端(30)與相關(guān)的完整牙形螺紋(14A)相連地設(shè)置，所述內(nèi)螺紋(12)包括螺紋側(cè)面(30A，30B，14B，14C)，其特征在于，大體上是圓柱形的螺紋(12)包括至少一個(gè)螺紋末端(30)，該螺紋末端(30)的形狀不同于完整牙形螺紋(14A)的形狀，并且，該螺紋末端(30)的兩個(gè)螺紋側(cè)面(30A，30B)具有與完整牙形螺紋(14A)的相連螺紋側(cè)面(14B，14C)的牙形不同的牙形。
8.如權(quán)利要求7所述的有內(nèi)螺紋部分，其特征在于，螺紋末端(30)的橫截面面積和高度從螺紋末端的起始部分沿著圓周方向向著相關(guān)的完整牙形螺紋(14A)增大，螺紋末端(30)的最小半徑(R1，R2)大于0．2mm，并且螺紋末端(30)的最小半徑(R1，R2)與完整牙形螺紋(14A)的最小半徑(R3)至少一樣大。
9.一種用于制造具有螺紋的產(chǎn)品的方法，該產(chǎn)品構(gòu)成用于沖擊鉆削的螺管接頭的部件，其中，螺紋包括至少一個(gè)具有螺紋側(cè)面(30A，30B)的螺紋末端(30)和具有螺紋側(cè)面(14B，14C)的完整牙形螺紋(14A)，該方法包括如下步驟a)在一個(gè)機(jī)器上提供一個(gè)金屬坯件，以進(jìn)行金屬切削加工；b)在一個(gè)機(jī)器上提供一個(gè)螺紋刀具；c)使刀具的縱向和橫向進(jìn)給與坯件繞著旋轉(zhuǎn)軸線(CL)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)，以便在坯件上形成螺紋；其特征在于，在步驟c)中進(jìn)一步包括如下步驟，調(diào)節(jié)螺紋刀具以加工出螺紋末端(30)的牙形，使得螺紋末端(30)的每個(gè)螺紋側(cè)面(30A，30B)獲得與完整牙形螺紋(14A)的相連螺紋側(cè)面(14B，14C)的牙形不同的牙形。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，該方法還包括如下步驟d)至少對(duì)切削螺紋進(jìn)行熱處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于沖擊鉆削的螺管接頭、插入式部分、有內(nèi)螺紋部分以及制造產(chǎn)品的方法。螺紋連接包括至少一個(gè)圓柱形外螺紋和圓柱形內(nèi)螺紋。外螺紋設(shè)置在鉆具組件的插口(13)上。該螺紋包括與相關(guān)的完整牙形螺紋(14A)相連設(shè)置的螺紋末端(30)。所述螺紋包括螺紋側(cè)面(30A,30B,14B,14C)。至少一個(gè)圓柱形螺紋包括至少一個(gè)螺紋末端(30),其形狀不同于完整牙形螺紋(14A)的形狀。螺紋末端(30)的每個(gè)螺紋側(cè)面(30A,30B)具有與完整牙形螺紋(14A)的相連側(cè)面(14B,14C)的牙形不同的牙形。
文檔編號(hào)E21B17/042GK1294655SQ9980428
公開(kāi)日2001年5月9日 申請(qǐng)日期1999年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月24日
發(fā)明者佩爾－奧洛夫·利耶布蘭德, 烏爾班·奧爾松 申請(qǐng)人:桑德維克公司