硬質(zhì)合金鉆頭是靠鉆壓和自身旋轉產(chǎn)生的沖擊載荷破碎巖石的。在鑿巖鉆進(jìn)中，鉆頭經(jīng)受高頻率的沖擊載荷，且受到扭轉、彎曲、拉伸、壓縮等多種復合應力的作用，在高速回轉碰撞的環(huán)境下經(jīng)受巖石、巖粉和礦水等工作介質(zhì)的磨損與腐蝕。
國內外使用的牙輪鉆頭，多為三牙輪鉆頭。這種鉆頭的特點(diǎn)是:軸壓和沖擊載荷分布范圍較大且均勻，并能充分利用有效空間，鉆進(jìn)平穩。牙輪鉆頭用硬質(zhì)合金齒的尺寸和形狀適用于巖石的特性，要求耐磨性好，強度高，不易碎裂和折斷。牙輪鉆頭使用的硬質(zhì)合金齒主要有:球形齒，錐球齒，楔形齒，邊楔齒和用于輪背與爪尖的平頂齒等。

金剛石鉆頭主要應用于煤礦，鐵礦、金礦，石油鉆探、地質(zhì)勘探、隧道建設等。
金剛石復合片（PDC）是在高溫條件下，由人造金剛石與硬質(zhì)合金一次性合成的超硬材料，它不但具有金剛石硬度高、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還具備了硬質(zhì)合金抗沖擊性強、出刃大等特點(diǎn)，用它做鉆頭的刀翼可提高鉆頭的工作效率，是鉆進(jìn)中硬巖層和堅硬巖層的理想鉆頭。

金剛石復合片鉆頭有限元力學(xué)分析優(yōu)化鉆頭結構。
根據鉆探巖性特點(diǎn)，采用有限元力學(xué)模型優(yōu)化，改進(jìn)設計了新型多翼組合齒PDC不取芯鉆頭，在傳統的刮刀式鉆頭基礎上設計了新的副切削齒和保徑齒，金剛石復合片鉆頭并將抗沖擊性好的錐形齒、球形齒和高耐磨的平面齒組合裝配，優(yōu)化了機械性能，金剛石復合片鉆頭提高對硬巖層的抗沖擊能力。

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