硬质合金钻头是靠钻压和自身旋转产生的冲击载荷破碎岩石的。在凿岩钻进中，钻头经受高频率的冲击载荷，且受到扭转、弯曲、拉伸、压缩等多种复合应力的作用，在高速回转碰撞的环境下经受岩石、岩粉和矿水等工作介质的磨损与腐蚀。

国内外使用的牙轮钻头，多为三牙轮钻头。这种钻头的特点是：轴压和冲击载荷分布范围较大且均匀，并能充分利用有效空间，钻进平稳。牙轮钻头用硬质合金齿的尺寸和形状必须适用于岩石的特性，要求耐磨性好，强度高，不易碎裂和折断。牙轮钻头使用的硬质合金齿主要有：球形齿，锥球齿，楔形齿，边楔齿和用于轮背与爪尖的平顶齿等。

一般地，钻进极坚硬岩层的牙轮钻头主要使用球形齿，钻压为892~1339MPa，转速为50~80r/min；钻进硬和中硬岩层用的牙轮钻头使用锥球齿，钻压为714~1071MPa，转速为60~100r/min；钻进软和中软岩层的牙轮钻头则使用楔形齿或边楔齿，钻压为535~803MPa，转速为80~120r/min。