JPS6013193A - Bit holder and production thereof - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はビット軸を受けるための穴を有し且つ切削機械
の切削ヘッドのベース部材に溶接によって結合された鋼
、特に耐熱及び耐錆鋼のビットホルダー並びにその製造
法に関する。切削機械の切削ヘラげに於いて、ビットは
ビットホルダーの穴の中に据えられ且つそのビットホル
ダーは溶接ニよって切削ヘッドのベース部材に結合され
ている。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a bit holder made of steel, particularly heat-resistant and rust-resistant steel, having a hole for receiving a bit shaft and bonded by welding to a base member of a cutting head of a cutting machine, and a method for manufacturing the same. Regarding. In the cutting head of a cutting machine, the bit is seated in a hole in a bit holder, and the bit holder is connected to the base member of the cutting head by welding.
そのようなビットホルダーは、それらが切削され且つ不
規則な方法でだけ破砕される岩と接触するようになるの
で、高い応力を受けそして高品質の鋼で構成されねばな
らない。そのようなビットホルダーはこのために１概し
て、高強度の耐熱鋼から成シ、一方この切削ヘラＰのベ
ース部材は、概して、よく溶接できる構造用鋼から成る
。そりようなビットホルダーを溶接によって切削ヘラＰ
のベース部材に結合することは、そのような鋼では溶接
によって結合されるべき部分の予熱が必要なので、極端
に困難である。切削ヘッドは比較的直径が大きいのでこ
の切削ヘッドのベース部材ハかさ高で重い構成部品であ
り、それでこのベース部材の予熱はかなり困難でありゆ
がみの危険を付加する結果となる。Such bit holders are highly stressed and must be constructed of high quality steel, since they come into contact with the rock that is being cut and fractured only in an irregular manner. Such bit holders are generally made of high-strength, heat-resistant steel for this purpose, while the base part of the cutting spatula P is generally made of structural steel that can be well welded. Cutting spatula P by welding a warped bit holder
It is extremely difficult to join such steels to base parts, since such steels require preheating of the parts to be joined by welding. Due to the relatively large diameter of the cutting head, the base member of the cutting head is a bulky and heavy component, so preheating the base member is quite difficult and results in an added risk of distortion.
ＡＴ−ＰＳ ３３９２３４からビット軸を受ける部分が
高強度の耐熱鋼から成り且つ中断されない面で溶接性の
よい非合金又は低合金鋼の脚に結合されたビットホルダ
ーは既に知られている。このようにして、切削ヘッドの
ベース部材にビットホルダーを溶接するためにこのベー
ス部材を予熱することはいずれも避けられ且つこのビッ
トホルダーを切削ヘッドのベース部材と結合するときは
つきりの高強度又は耐熱鋼は、そのような鋼の合金組成
のために、もし溶接作業が切削ヘッドのベース部材を約
５００℃に強く予熱することなく行われるなら硬度を増
す危険及び亀裂形成の危険を生ずる結果となろう。しか
し、２つの材料から成る公知のビットホルダーは構成及
びコストに於いて高価であった。特に冷却水供給用孔を
備えたビットホ７Ｌ、 Ｊ＋−では、公知のビットホル
ダーは脚部が実質的に耐蝕性が低くそれが時にはこのビ
ットホルダーの早期破壊の結果となるという欠点に困っ
ていた０
本発明はそこで酩耐腐蝕性を示し且つ切削ヘッドのベー
ス部材の予熱なしにこの切削ヘッドのベース部材に簡革
に溶接できるビットホルダーを提供することを目的とす
る。この仕事を解決するため、本発明は本質的に切削ヘ
ッドのベース部材に結合されるべきビットホルダーが、
少くとも、このビット軸のための受人から離れて位置す
るその脚部の領域に、よく溶接できる銅の及び肉盛溶接
によって肉盛されているマントルを含むことにある。こ
のピットボルダ−がよく溶接できる鋼を肉盛溶接するこ
とによって付けられたマントルを含むという観点から、
中に水路が設けられてもよいこのビットホルダーの芯全
体は、マントルの必要は後の浴接による切削ヘッドとの
結合のときビットホルダーの組織が影響されず且つ亀裂
形成の可能性及び硬度の増加を生ずることができないよ
うな厚さで与えられるだけだということに注意して、劇
錆鋼、特にクローム合金鋼で作ることができる。Bit holders are already known from AT-PS 339234 in which the part receiving the bit shaft is made of high-strength, heat-resistant steel and is connected to legs of non-alloyed or low-alloy steel with good weldability in an uninterrupted surface. In this way, any preheating of the bit holder for welding the base member to the base member of the cutting head is avoided and a high strength is achieved when joining the bit holder with the base member of the cutting head. or heat-resistant steels, which, due to the alloy composition of such steels, result in a risk of increased hardness and a risk of crack formation if welding operations are carried out without intensive preheating of the base member of the cutting head to approximately 500°C. Let's become. However, known bi-material bit holders are expensive in construction and cost. Particularly in the case of bit holes 7L, J+-, which are equipped with cooling water supply holes, known bit holders suffer from the disadvantage that the legs are substantially less resistant to corrosion, which sometimes results in premature failure of this bit holder. Therefore, it is an object of the present invention to provide a bit holder that exhibits corrosion resistance and can be easily welded to the base member of the cutting head without preheating the base member of the cutting head. To solve this task, the present invention essentially provides that the bit holder to be connected to the base member of the cutting head is
At least in the area of its leg located remote from the receiver for this bit shaft, it comprises a mantle of well-weldable copper and overlaid by overlay welding. From the point of view that this pit boulder includes a mantle attached by overlay welding of steel that can be easily welded,
The entire core of this bit holder, which may be provided with a water channel, requires a mantle so that the structure of the bit holder is not affected and the possibility of cracking and hardness is avoided during subsequent bonding with the cutting head by bath welding. It can be made of highly rust-resistant steel, especially chromium alloy steel, with the caveat that it is only provided with such a thickness that no increase can occur.
このビットボルダ−の脚を含め、ピットホルダー全体が
耐蝕性の増した高強度鋼から成るという観点から、ビッ
トホルダーのより高い負荷を許すこと又はビットホルダ
ーの大きさを減することも可能である。該肉盛溶接は切
削ヘッドのベース部拐の予熱なしに溶接によってこのピ
ットホルダーを切削ヘッドのペース部材と結合する可能
性を与え、そしてマントルはフェライト鋼又はオーステ
ナイト鋼から成り、且つ０．５ｍｍから１０ｍｍ１特に
１ｍｍから８ｍｍの壁厚を有するような構成が好ましい
。そのような壁厚は、既して、切削ヘッドとの結合溶接
の間の構造又は組織のいかなる変化も防ぐに十分である
。オーステナイト鋼のマントルを使ウキき、３ｍｍまで
の壁厚で十分であり、一方マントルの材料としてフェラ
イト鋼を使うとき壁厚はそれに対応してより大きく選ば
なければならない。In view of the fact that the entire pit holder, including the legs of this bit boulder, is made of high-strength steel with increased corrosion resistance, it is also possible to allow higher loads on the bit holder or to reduce the size of the bit holder. The build-up welding provides the possibility of joining this pit holder with the pace member of the cutting head by welding without preheating of the base part of the cutting head, and the mantle is made of ferritic or austenitic steel and from 0.5 mm. An arrangement with a wall thickness of 10 mm, especially 1 mm to 8 mm is preferred. Such a wall thickness is already sufficient to prevent any changes in the structure or texture during the welding of the connection with the cutting head. When using an austenitic steel mantle, a wall thickness of up to 3 mm is sufficient, whereas when using ferritic steel as the material of the mantle, the wall thickness has to be chosen correspondingly larger.
ビットホルダーの脚だけが切削ヘッドと溶接によって結
合されねばならないので、もしマントルがビットホルダ
ーの高さの半分以下に、好ましくはピットボルダ−の高
さの６分の１を超えない範囲に広がるなら十分である。Since only the legs of the bit holder have to be connected by welding to the cutting head, it is sufficient if the mantle extends no more than half the height of the bit holder, preferably not more than one-sixth of the height of the pit boulder. It is.
このビットホルダーに適した材料は、何にもまして、劇
熱鋼及び０．６を超える炭素当量をもつ高強度の熱処理
可能鋼である。そのような鋼はｘ ３８ ＣｒＭｏＶ
５１銅又は０．６９重量パーセントの０１０．６重量パ
ーセントのＳｉ、０．６重量パーセントのＭｎ、３．３
重量パーセントのＣｒ、Ｑ、４重量パーセントのＭｏ及
び１．４重量パーセントのＮｉを含み、残りが１Ｔ′ｅ
である■１６０鋼（熱処理可能高強度鋼）である。肉盛
旙接はオーステナイト電極で行われるのが好ましい。大
ていの場合、単純なフエライｌ−Ｈｅ造用銅から成る切
削ヘッドのペース部材の観点から、例えば、ＣＤ、１重
量パーセント、Ｓｉ Ｏ，６重量パーセント、Ｍｎ、
１．２重量パーセント及びＭｏ０．５重量パーセントで
残りがＦｅの組成をもつフエラーｚ−’＝極も又使うこ
とができる。Suitable materials for this bit holder are above all high-temperature steels and high-strength heat-treatable steels with a carbon equivalent of more than 0.6. Such steel is x 38 CrMoV
51 Copper or 0.69 weight percent 010.6 weight percent Si, 0.6 weight percent Mn, 3.3
Contains weight percent Cr, Q, 4 weight percent Mo, and 1.4 weight percent Ni, with the balance being 1T'e.
■160 steel (heat treatable high strength steel). Preferably, the overlay contact is performed with an austenite electrode. In most cases, from the point of view of cutting head paste members consisting of simple Ferrite I-He forged copper, e.g. CD, 1% by weight, SiO, 6% by weight, Mn,
A Feller z-'=pole having a composition of 1.2 weight percent and 0.5 weight percent Mo with the balance Fe can also be used.
このビットホルダーは称呼分析値で
Ｃ８１ＭｎＣｒＭｏＮ１Ｖ ｗ Ａ７ ＣｏＢＯ，１０
，０１００００００，０００％から１．５ ５ ５ ３
０ ４ ６４２０ ２．０ １１ １％残りがＪ’ｅ
（％は重量パーセント）である鋼から成るのが好ましく
そしてマントルは称呼分析値でＣＳｉ Ｍｎ Ｃｒ Ｍ
ｏ Ｎｉ Ｖ Ａ／ Ｗ Ｎｂ Ｔｉ Ｃｏ ＴａＯ，
０１０，０１０，０１０，００００００’０ ０ ０か
ら０．３ ２．０ ２０ ３０４１５４２１０１０１０
５ ５の重量パーセントで残りがＦｅである鋼から成る
のが好丈しい。This bit holder has a nominal analysis value of C81MnCrMoN1V w A7 CoBO, 10
,01000000,000% to 1.5 5 5 3
0 4 6420 2.0 11 1% remaining is J'e
(% is weight percent) and the mantle is of nominal analysis CSi Mn Cr M
o Ni V A/ W Nb Ti Co TaO,
010,010,010,000000'0 0 0 to 0.3 2.0 20 3041542101010
Preferably, it is made of steel with a weight percent of 5.5 and the remainder Fe.
本発明によるビットホルダーはピットホルダーペース部
材の上に重量パーセントで
ＣＳｉ Ｍｎ Ｃｒ Ｍｏ Ｎｉ Ｖ ｋｌ Ｗ’ Ｎ
ｂ’Ｔｉ Ｃｏ Ｔａｏ、ｏｉ ｏ、ｏｉ ｏ、ｏｌｏ
ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏから０．３ ２
．０ ２０ ３０４１５４２１０１０１０５ ５の組成
のオーステナイト又はフェライト電極によって、肉盛溶
接は直径１ｍｍ乃至３ ｍｍのオーステナイト電極を使
うことによって且つ好ましくは単一溶接層をつけること
によって行うのが好ましいことに注意して、肉盛溶接を
行うことによって特別に単純な方法で製造できる。フェ
ライト電極を使うときは少くとも２つの溶接層をつける
のが普通の規則である。The bit holder according to the present invention has a weight percentage of CSi Mn Cr Mo Ni V kl W' N on the pit holder pace member.
b'Ti Co Tao, oi o, oi o, olo
o o o o o o o o o from 0.3 2
．． Note that with an austenitic or ferrite electrode of composition 0 20 30415421010105 5, overlay welding is preferably carried out by using an austenitic electrode with a diameter of 1 mm to 3 mm and preferably by applying a single welding layer, It can be manufactured in a particularly simple manner by overlay welding. The usual rule when using ferrite electrodes is to apply at least two weld layers.
外面が滑かになるように、ビットホルダーに肉盛溶接が
つけられるところに段付設計を与えることが有利である
。そのような設計はこのビットホルダーの落し鍛造に単
純化をもたらし、もし給水孔を考慮しなければならない
なら特にこれをもたらす。肉盛溶接のためをこけビット
ホルダーをいかなる亀裂の形成も１１１Ｃ実に妨げる程
度に予熱することが必要で、そのような予熱は小型のビ
ットホルダーには容易に行うことができる。肉盛溶接に
よってつけられるマントルの熱によって影響される領域
の構造のどのような変化も、均質なビットホルダーベー
ス部濁が再び回復し且つこの不均質のために亀裂を形成
する危険が避けられるように、ビットホルダーに常に与
えられる熱処理（ソフト焼なまし、焼もどし、応力除去
焼なまし）によって除去される。It is advantageous to provide the bit holder with a stepped design where the overlay weld is applied so that the outer surface is smooth. Such a design provides simplification in the drop forging of this bit holder, especially if water holes have to be taken into account. For overlay welding, it is necessary to preheat the bit holder to a degree that effectively prevents the formation of any cracks, and such preheating is easily accomplished for small bit holders. Any change in the structure of the heat-affected area of the mantle applied by overlay welding will ensure that a homogeneous bit holder base area is restored again and that the risk of crack formation due to this inhomogeneity is avoided. is removed by the heat treatments (soft annealing, tempering, stress relief annealing) that are always applied to the bit holder.
以下に本発明を図面を参照し且つ実施例によって更に詳
細に説明する。The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings and by way of examples.
図面に、ビットホルダー１が示され、そのビット軸のた
めの受人２は点線で示されている。このビットホルダー
の脚３の領域に後の結合溶接のために要求される高さに
本質的に対応した高さを有するマントル４が肉盛溶接に
よってつけられている。切削ヘッドのベース部材５との
溶接は、そのような溶接に対しフェライト材料の電極が
異論なく使われることができることに注意して、溶接ビ
ーＰ６によって行われる。切削ヘッドのベース部材５は
、概して、フェライト構造用鋼から成る。In the drawing a bit holder 1 is shown, the receiver 2 for its bit axis being shown in dotted lines. In the area of the leg 3 of this bit holder, a mantle 4 is attached by overlay welding, the height of which essentially corresponds to that required for the subsequent joint welding. The welding of the cutting head with the base part 5 is carried out by means of a welding bead P6, noting that for such welding electrodes of ferrite material can be used without objection. The base member 5 of the cutting head generally consists of ferritic structural steel.
このビットホルダーのために選ばれた材料は組成Ｘ５８
ｃｒＭｏｖ５１の鋼であった。このビットホルダーを約
６００℃の温度に予熱することによって、０、ＩＩＪｊ
ｉ！パーセントのＣ１ｏ、６重量パーセントの８１．１
．２重量パーセントのＭｎ及び０．５重量パーセントの
Ｍｏ 、残りＦｅの組成をもつマントルが肉厚さ６ ｍ
ｍでつけられた。選ばれた溶接法は手動マグＣｍ接法で
、マントル層がこのビットホルダーの落し鍛造後に溶接
によってつけられていて、それからこのビットホルダー
はソフト焼なまし、ドレッシング及び焼もどしを受けた
。The material chosen for this bit holder is composition X58
It was crMov51 steel. By preheating this bit holder to a temperature of about 600°C, 0, IIJj
i! Percent C1o, 6 weight percent 81.1
．． A mantle with a composition of 2 weight percent Mn, 0.5 weight percent Mo, and the remainder Fe has a wall thickness of 6 m.
Added with m. The welding method chosen was manual mag Cm welding, in which a mantle layer was applied by welding after drop forging of the bit holder, and then the bit holder was subjected to soft annealing, dressing and tempering.
別法として、０．１４重量パーセントのＣ，０，４重量
パーセントのＳｘ ％ ２．０重量パーセントのＭｎ。Alternatively, 0.14 weight percent C, 0.4 weight percent Sx, 2.0 weight percent Mn.
２９゜５重量パーセントのＣｒ及び９．０重量バーセン
トのＮ１の組成のオーステナイト電極が３ ｍｍの厚さ
に単一溶接層で、手動ミグ溶接法を使うことによってつ
けられているマントルに対する肉盛溶接材料として使わ
れた。29° overlay welding to the mantle where an austenitic electrode of composition 5% by weight Cr and 9.0% by weight N1 is applied in a single weld layer to a thickness of 3 mm by using the manual MIG welding method. used as a material.
更に０．０２重量パーセントのＣ，０，９重量パーセン
トのＳｉ、 Ｏ−８重量パーセントのＭｎ５２６・Ｏ重
量パーセントのＣｒ、 ２−７重量パーセントのＭ。Also 0.02 weight percent C, 0.9 weight percent Si, O-8 weight percent Mn526.O weight percent Cr, 2-7 weight percent M.
及び１２．０の止を士パーセントのＮ１の組成の電極（
ベーラ−（Ｂａｈｌｅｒ ） ＣＮ ２３／１２ Ｍｏ
−Ａ ）が実際に試験された。これらのビットホルダー
は全て切削ヘッドのベース部材を予熱することなく及び
ビットホルダーの強度特性を減することなく溶接によっ
て切削ヘッドのベース部材に結合することができるだろ
う。and an electrode with a composition of 12.0% N1 (
Bahler CN 23/12 Mo
-A) was actually tested. All of these bit holders could be joined to the cutting head base member by welding without preheating the cutting head base member and without reducing the strength properties of the bit holder.
図は本発明によるビットホルダーを示す立面図である。 １・・・ビットホルダーー ２・・・ピッ１−軸受穴 ３・・・脚 ４・・・マントル ５・・・ベース部材 代理人 浅 村 晧 The figure is an elevational view showing a bit holder according to the invention. 1...Bit holder 2... Pit 1 - Bearing hole 3...legs 4...mantle 5...Base member Agent Akira Asamura
Claims (1)
の切削ヘッドのペース部材に溶接によって結合された鋼
、特に耐熱及び耐錆鋼のビットホルダーに於いて、切削
ヘッドのペース部材（５）に結合されるべきビットホル
ダー（１）が、少くとも、このビット軸のための受人（
２）わら離れて位置するその脚部（３）の領域に、よく
溶接できる鋼の及び肉盛溶接によって肉盛されているマ
ントル（４）を含むことを特徴とするビットホルダー。 （２１／Ｉ’ｆ−許請求の範囲第１項記載のビットホル
ダーに於いて、マントル（４）がフェライト鋼又はオー
ステナイト鋼から成り且つ０．５朋から１０龍、特に１
朋から８間の壁厚を有することを特徴とするビットホル
ダー。 （３）特許請求の範囲第１項又は第２項記載のビットホ
ルダーに、於いて、マントル（４）がビットホルダー（
１）の高さの半分以下に、好ましくはビットホルダーの
高さの６分の１を超えない範囲にわたって広がることを
特徴とするピットボルダ−０（４）特許請求の範囲第１
項から第６項のいずれかに記載のビットホルダーに於い
て、ビットホルダー（１）が称呼分析値で ＣＳｉ ＭｎＣｒＭｏＮ１Ｖ Ｗ Ａ７ ＣｏＢＯ，１
０，０１０００ＤＯ００００から１．５ ５ ３ ５０
４６４２０ ２．０１１１の重量パーセントで残りが
Ｆｅの鋼から成り、且つマントルが称呼分析値で ＣＳｉ Ｍｎ Ｃｒ ）／ｉｏ Ｎ１ＶＡ＃ Ｗ Ｎｂ
Ｔｉ Ｃｏ Ｔａｏ、ｏｉｏ、ｏｉｏ、ｏｌｏｏ ｏｏ
ｏ ｏ ｏ Ｏ（Ｊ Ｏから０．３ ２．０ ２０
３０４ １５４２ １０１０１０５ ５の重量パーセン
トで残りがＦｅの鋼から成ることをｔｆ！ｆ徴とするビ
ットホルダー。 （５） ビットホルダーの製造方法に於いて、ビットホ
ルダーベース部材（５）の上に重量パーセントで ＣＳｉ Ｍｎ Ｃｒ Ｍｏ Ｎｉ Ｖ ＡＳＷ ＮｂＴ
ｉ Ｃｏ ＴａＯ，０１０，０１０，０１００００００
００００から０．５ ２．０ ２０ ３０ ４ １５４
２ １０１０１０ ５ ５の組成のオーステナイト又
はフェライト電極によって肉盛溶接を行うことを特徴と
する方法。 （６）特許請求の範囲第５項記載の方法に於いて、肉盛
溶接が厚さｊ ｍｍ乃至３ ｍｍのオーステナイト電極
を使うことによって、好ましくは単−ｍ接層をつけるこ
とによって、行イっれることを特徴とする方法。 （７）特許請求の範囲第５項又は第６項のいずれか一つ
に記載の方法に於いて、肉盛溶接がつけられるビットホ
ルダー（１）の部分面積（３）がとの肉盛溶接の厚さだ
け減少していることを特徴とする方法。 （８）特許請求の範囲第７項記載の方法に於いて、肉盛
溶接で準備されるべきビットホルダー（１）が鍛造型の
中で落し鍛造されることを特徴とする方法。[Claims] (1) In a bit holder made of steel, especially heat-resistant and rust-resistant steel, which has a hole for receiving a bit shaft and is joined by welding to a pace member of a cutting head of a cutting machine, The bit holder (1) to be connected to the pace member (5) of the head has at least a receiver (
2) A bit holder, characterized in that, in the area of its legs (3) located at a distance, it comprises a mantle (4) of well-weldable steel and overlaid by overlay welding. (21/I'f - In the bit holder according to claim 1, the mantle (4) is made of ferritic steel or austenitic steel and has a diameter of 0.5 to 10, in particular 1
A bit holder characterized in that it has a wall thickness between 8 and 8. (3) In the bit holder according to claim 1 or 2, the mantle (4) is attached to the bit holder (
1) A pit boulder characterized in that it extends over less than half the height of the bit holder, preferably not more than one-sixth of the height of the bit holder - 0 (4) Claim 1
In the bit holder according to any one of paragraphs to paragraphs 6, the bit holder (1) has a nominal analysis value of CSi MnCrMoN1V W A7 CoBO,1
0,01000DO0000 to 1.5 5 3 50
46420 2.0111 weight percent steel with the remainder Fe, and the mantle has a nominal analytical value of CSi Mn Cr )/io N1VA# W Nb
Ti Co Tao, oio, oio, oloo oo
o o o O (J O to 0.3 2.0 20
304 1542 1010105 tf to consist of steel with a weight percent of 5 and the remainder Fe! A bit holder with f characteristics. (5) In the method for manufacturing a bit holder, a weight percentage of CSi Mn Cr Mo Ni V ASW NbT is placed on the bit holder base member (5).
i Co TaO,010,010,01000000
0000 to 0.5 2.0 20 30 4 154
2. A method characterized in that overlay welding is performed using an austenite or ferrite electrode having a composition of 10101055. (6) In the method according to claim 5, the overlay welding is carried out by using an austenite electrode with a thickness of j mm to 3 mm, preferably by applying a single-m contact layer. A method characterized by: (7) In the method according to any one of claims 5 or 6, the partial area (3) of the bit holder (1) to which the overlay weld is applied is the overlay weld. A method characterized in that the thickness is reduced by a thickness of . (8) A method according to claim 7, characterized in that the bit holder (1) to be prepared by overlay welding is drop-forged in a forging die.
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