冲击工具及其冲击机构

技术领域

本发明涉及一种电动工具，具体涉及一种冲击工具及其冲击机构。

背景技术

目前市场上的冲击工具，如冲击螺丝批、冲击扳手、冲击钻等冲击类工具，均通过冲击机构不断的冲击动作进行工作。因此，冲击机构需要承受较大的冲击力。

传统的冲击机构在经久的冲击动作后会由于磨损而形成凹陷，从而导致冲击时力度不够、冲击的输出扭矩下降，影响工具的工作性能。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种耐磨性高、使用寿命长的冲击机构及使用该冲击机构的冲击工具。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种冲击工具，包括：电机，具有能绕电机轴线转动的电机轴；机壳，用于支撑所述电机；输出轴，被所述电机驱动；传动机构，用于将所述电机的转动传递至所述输出轴；冲击机构，用于对所述输出轴施加冲击力，所述冲击机构连接所述传动机构和所述输出轴；所述冲击机构包括：第一冲击部，被所述传动机构驱动；第二冲击部，被所述第一冲击部打击，能驱动所述输出轴转动；其中，所述第一冲击部和/或所述第二冲击部，包括具有第一硬度的冲击面和具有第二硬度的非冲击面；所述第一硬度大于所述第二硬度；所述第一硬度和所述第二硬度比值大于等于1且小于等于2。

进一步的，所述第一硬度和所述第二硬度比值大于等于1.2且小于等于1.8。

进一步的，所述冲击面为所述冲击机构局部表面经激光合金化后形成的第一淬硬层的表面；所述第一淬硬层的厚度大于等于10μm且小于等于100μm。

进一步的，所述第一淬硬层的表面硬度与所述第一淬硬层的厚度的比值大于等于9HV/μm且小于等于130HV/μm。

进一步的，所述第一淬硬层的表面硬度与所述第一淬硬层的厚度的比值大于等于13 HV/μm且小于等于90 HV/μm。

进一步的，所述第一淬硬层的表面硬度大于等于800HV且小于等于1300HV。

进一步的，所述第一淬硬层的表面硬度大于等于850HV且小于等于1000HV。

进一步的，所述冲击面为所述冲击机构局部表面经激光熔覆后形成的第二淬硬层的表面；所述第二淬硬层的厚度大于等于0.3mm且小于等于1.6mm。

进一步的，所述第二淬硬层的硬度与所述第二淬硬层的厚度的比值大于等于1500HV/mm且小于等于4500HV/mm。

进一步的，所述第二淬硬层的表面硬度与所述第二淬硬层的厚度的比值大于等于2000HV/mm且小于等于3000HV/mm。

进一步的，所述第二淬硬层的表面硬度大于等于900HV且小于等于1300HV。

进一步的，所述第二淬硬层的表面硬度大于等于1000HV且小于等于1200HV。

一种用于冲击工具的冲击机构，包括：第一冲击部，被所述冲击工具的传动机构驱动；第二冲击部，被所述第一冲击部打击，能驱动所述冲击工具的输出轴转动；其中，所述第一冲击部和/或所述第二冲击部，包括具有第一硬度的第一冲击面和具有第二硬度的第一非冲击面；所述第一硬度大于所述第二硬度；所述第一硬度和所述第二硬度比值大于等于1且小于等于2。

本发明的有益之处在于：通过对冲击机构进行局部激光合金化或者激光熔覆形成淬硬层，并将淬硬层的硬度及厚度控制在合理范围内，提高了冲击机构的耐磨性，增加了其适应寿命，从而保证了冲击工具的使用性能和使用寿命。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的冲击工具的结构示意图；

图2是图1的冲击工具的应用场景示意图；

图3是图1中冲击工具的内部结构示意图；

图4是图1中冲击工具的内部结构示意图；

图5是图1中冲击工具的内部冲击块和打击轴的结构示意图；

图6是图1中冲击工具的内部冲击块的结构示意图。

图7是本发明的一个实施例的冲击工具的结构示意图；

图8是图7中的冲击工具的部分结构的立体图；

图9是图7中的冲击工具的部分结构的爆炸图；

图10和图11是图7中的冲击工具的冲击机构的机构图。

具体实施方式

详细描述通过图示的方式示出了实施例，包括最佳模式。尽管足够详细地描述了这些实施例以使本领域技术人员能够实践本公开的原理，但是应当理解，可以实现其他实施例，并且可以在不脱离本公开原理的精神和范围的情况下，进行逻辑、机械、化学和/或电气改变。因此，仅出于说明而非限制的目的给出本文的详细描述。例如，在任何方法描述中叙述的步骤可以以任何合适的顺序执行，并且不限于所呈现的顺序。此外，为了简洁起见，在此可以不详细描述单个组件的某些子组件以及系统的其他方面。

需要说明的，本公开所保护的冲击类电动工具可以包括冲击螺丝批、冲击扳手、冲击钻以及电动榔头等。其他在工作中由于撞击、冲击、打磨等动作而造成工件磨损的电动工具也可以采用本发明所保护的方案。

在一个实施例中，以电动榔头为例进行说明：

图1-图4为本发明实施例的电动榔头100及电动榔头100的部分结构。如图1所示，电动榔头100包括操作元件20、用户通过按压操作元件20控制电动榔头100的开关机。还包括电源接口30，能接入电池包或者交流市电以为电机81提供能量。机壳10形成有支撑电机81以及其他内部零件的容纳腔，并供用户握持。电动榔头100还包括套筒40，以及位于套筒40内的打击轴70，打击轴70能沿打击轴线71往复运动，以将紧固件200打入基材300。

如图2-图6所示，打击轴70包括位于打击轴70前端用于打击钉子的打击端74，以及位于打击轴70后端的冲击端72。冲击端72形成有与冲击块51直接接触的第二冲击面73，打击端74形成有与紧直接固件直接接触的打击面75，冲击轴上除第二冲击面73和打击面75之外的其他面均为第二非打击面（未示出）。在本实施例中，紧固件200为钉子。打击轴70直接作用在紧固件200上，通过沿着打击轴线71方向冲击紧固件200以使得紧固件200打入基材300。

如图4所示，电动榔头100还包括传动轴60，传动轴60一端与电机81轴齿轮传动，另一端与支撑轴52齿轮传动。在本申请中传动轴60能传动电机81输出的旋转力至冲击机构50的支撑轴52。支撑轴52连接冲击块51，冲击块51基于支撑轴52的转动在一个周期内多次冲击打击轴70，使打击轴70做往复运动。事例性的，如图6所示，冲击块51包括冲击本体511和与冲击本体511一体成型的冲击部512，冲击部512的个数根据实际需求可以定制，在本实施例中冲击块51具有两个冲击部512。在支撑轴52的一个转动周期内，支撑轴52可以带动冲击块51两次中冲击打击轴70的冲击端72。在本实施例中，冲击块51的冲击本体511是一个圆环形的套件，固定在支撑轴52上，冲击部512是在圆环形套件上的突出部分。冲击部512具有直接与打击轴70的冲击端72接触的第一冲击面513，以及与打击轴70无接触的第一非冲击面。可以理解的是，第一非冲击面为冲击部512上除第一冲击面513之外的其他表面（未示出）。

如图4所示，电动榔头100还包括冲击机构50和驱动机构80，驱动机构80用于驱动冲击机构50。驱动机构80包括电机81，电机81具有能绕电机轴线812转动的电机轴811。冲击机构50用于冲击打击轴70沿打击轴线71往复运动。冲击机构50包括冲击块51和支撑轴52，冲击块51用于往复的冲击打击轴70的冲击端72，支撑轴52用于支撑冲击块51。支撑轴52能将驱动机构80的旋转运动转换为冲击块51的沿打击轴线71的往复冲击运动。

可以理解的，冲击块51针对打击轴70的每次冲击动作，都会对冲击块51的第一冲击面513和打击轴70的第二冲击面73造成打击磨损，打击磨损的次数多了之后，第一冲击面513和/或第二冲击面73会向内凹陷。从而，在冲击块51再次冲击打击轴70时，二者之间的打击力会由于接触距离的增加而降低，进而打击轴70的输出力矩也降低，影响电动榔头100的工作性能和使用寿命。且在第一打击面75和/或第二打击面75磨损严重时，机器将不能使用。

为解决上述问题，针对冲击块51的冲击部512的第一冲击面513和第一非冲击面分别控制在两个硬度范围内。具体的，冲击部512的第一冲击面513具有第一硬度，第一非冲击面具有第二硬度。第一硬度大于第二硬度，且第一硬度和第二硬度的比值大于等于1且小于等于2。进一步的，第一硬度和第二硬度的比值大于等于1.2且小于等于1.8。

在一个实施例中，第一冲击面513为冲击部512局部经激光合金化后形成的第一淬硬层的外表面，该淬硬层的厚度大于等于10μm且小于等于100μm；第一冲击面513的表面硬度大于等于800HV1且小于等于1300HV1。优选的，所述第一冲击面的表面硬度大于等于850HV且小于等于1000HV。经激光合金化后的第一冲击面513的表面硬度与第一淬硬层的厚度的比值大于等于9HV1/μm且小于等于130HV1/μm。优选的，经激光合金化后的第一冲击面513的表面硬度与第一淬硬层的厚度的比值大于等于13HV/μm且小于等于130HV/μm。

在一个实施例中，第一冲击面513为冲击部512局部经激光熔覆后形成的第二淬硬层。所形成的第二淬硬层的厚度大于等于0.3mm且小于等于1.6mm；经激光熔覆后所述第一冲击面513的表面硬度大于等于900HV且小于等于1300HV 。经激光熔覆后所述第一冲击面513的表面硬度大于等于1000HV且小于等于1200HV。经激光熔覆后的第一冲击面513的表面硬度与第二淬硬层的厚度的比值大于等于1500HV/mm且小于等于4500HV/mm。优选的，经激光熔覆后的第一冲击面513的表面硬度与第二淬硬层的厚度的比值大于等于2000HV/mm且小于等于3000HV/mm。

在一个实施例中，打击轴70的冲击端72的第二冲击面73也可以采用激光合金化或者激光熔覆后形成具有一定硬度和厚度的第三淬硬层。可选的，采用激光合金化后冲击端72形成的第三淬硬层的厚度大于等于10μm且小于等于100μm。采用激光合金化后第二冲击面73的表面硬度大于等于800HV且小于等于1300HV。可选的，采用激光熔覆后冲击端72形成的淬硬层的厚度大于等于0.3mm且小于等于1.6mm。采用激光熔覆后第二冲击面73的表面硬度大于等于900HV且小于等于1300HV。无论采用哪种淬硬技术，打击轴70的第二非冲击面的表面硬度均远小于第二冲击面73的表面硬度。其中，第二非冲击面为所述打击轴70的除第二冲击面73和打击面75外的其他表面，或者是除第二冲击面73外的其他表面。

在一个实施例中，打击轴70的打击端74的打击面75也可以采用激光合金化或者激光熔化后形成具有一定硬度和厚度的淬硬层。该淬硬层的厚度或硬度可以根据实际需求控制在合理范围内。从而避免打击端74长期打击钉子而磨损严重。

通过同时在打击轴70的冲击端72和/或打击端74的表面形成淬硬层，也在一定程度上加强了打击轴70的受力面的强度，延长了打击轴70的使用寿命。

可以理解的，上述第一冲击面513、第二冲击面73和打击面75均可以称为受力面。

需要说明的是，可以采用相同的技术在冲击块51的第一冲击面513和打击轴70的第二冲击面73分别形成淬硬层，也可以只在其中的任何一个冲击面上形成淬硬层。另外，还可以采用不同的技术在冲击块51的第一冲击面513和打击轴70的第二冲击面73分别形成淬硬层。在一种实现方式中，第一冲击面513的淬硬层的厚度和第二冲击面73的淬硬层的厚度可以相同也可以不同，第一冲击面513的表面硬度和第二冲击面73的表面硬度可以相同也可以不同。

在本申请中，通过激光融合或者激光合金化在冲击块51的第一冲击面513上形成淬硬层，且将该淬硬层的厚度和硬度控制在合理的范围内，可以大大降低由于冲击而产生的冲击面的磨损，提高了冲击块51的使用寿命，从而也在一定程度上保证了电动榔头100的使用性能和使用寿命。

在一个实施例中，以冲击扳手螺丝批为例进行说明：

参考图7至图9所示的冲击螺丝批，冲击螺丝批400，壳体401、电机402、电池403，其中，壳体401围绕形成有用于容纳电机402的容纳空间，电机402包括定子和转子，转子以转动轴线101为轴转动，本实施例中电机402为内转子电机，转子包括电机轴；电池403为电机402供电，且连接至壳体401或者容纳于壳体401中。本实施例中，电池403安装至壳体401下部，且与壳体401构成可拆卸连接，便于更换与维修。冲击工具400还包括被电机402驱动的输出轴405和传动机构404，这里的驱动可以是通过传动机构404间接驱动也可以是直接驱动，本实施例中，电机402转子的转动经过传动机构404减速后传递至输出轴405，电机402包括电机风扇4021。

在本实施例中，传动机构404包括一个齿轮箱，齿轮箱内收容有行星齿轮减速系统，行星齿轮减速系统是一个一级减速系统，包括单排单级行星齿轮，具体由由太阳轮、行星齿轮架4042、行星轮4043和齿圈4044组成。齿圈相对于齿轮箱固定设置，行星架4042包括圆柱形的基座和周向均匀间隔的设置于基座端面上的多个行星轮支轴（图未标），行星轮支轴从基座后端延伸，每个行星轮支轴上安装一个行星轮4043，电机402的电机轴延伸到齿轮箱内，与容纳在其中的行星轮4043啮合，具体地，电机轴驱动太阳轮转动。当然，本实施例中齿轮传动的具体结构不限于此，只要能够实现预设的传动比即可。

冲击工具400还包括冲击机构406，冲击机构406设置于传动机构404与输出轴405之间并连接传动机构404和输出轴405，用于对输出轴405施加冲击力。具体地，冲击机构406包括被传动机构404驱动的第一冲击部4061和与第一冲击部4061相配合并受其打击的第二冲击部4062，第二冲击部4062驱动输出轴405转动。在本实施例中，第一冲击部4061为锤，第二冲击部4062为锤砧。锤4061的前端面上径向对称凸设有一对第一端齿，锤4061的前端还设有锤砧4062，锤砧4062与锤4061相对的后端面上径向对称的凸出设置有一对第二端齿。输出轴405伸出齿轮箱前端，连接于锤砧4062，可以理解的是，锤砧4062与输出轴405可以是一体成形或是分开形成的独立零件。输出轴405前端设有收容槽，可在实现不同功能时收容相应的工作头，例如螺丝批、钻头、接杆等。冲击机构406还包括位于锤4061与传动机构404之间的弹性件4063，具体地，弹性件4063为压簧且设置于锤4061与行星架之间。冲击机构406还包括位于锤4061和传动轴4041径向之间的滚球4064与容纳滚球4064的球道4065，本发明中球道4065大致呈V形。

下面详述本实施例中冲击工具400的实现冲击的原理，电机402的电机轴旋转，电机轴驱动太阳轮绕行星轮支轴自转，同时行星轮沿着内齿圈的环状的内齿爬行，绕电机轴的转动轴线101公转。行星轮的公转带动行星架自转，并将旋转传递到与行星架构成传动连接或者与行星架一体成型的传动轴4041，锤4061与传动轴4041上分别设置有向内凹陷的V形槽共同形成球道4065，滚球4064设置于锤4061与传动轴4041之间并嵌入至球道4065，从而传动轴4041通过滚球4064即可驱动锤4061转动，锤4061通过锤砧4062的配合驱动锤砧4062转动进一步地驱动输出轴405转动。当冲击工具400空载时，冲击机构406不发生冲击，冲击机构406起到传动作用，将电机402的转动传递至输出轴405。当冲击工具400被施加负载时，输出轴405的转动受阻，由于负载的大小不同，输出轴405可能转速降低也可能完全停止转动。当输出轴405完全停止转动时，锤砧4062也停止转动，由于锤砧4062对锤4061在周向上的限位作用锤4061也停止转动，但是传动轴4041继续转动，这使得滚球4064受挤压沿着球道4065轨迹移动，从而带动锤4061产生沿轴向的位移同时挤压弹性件4063直至锤砧4062与锤4061完全脱开，此时传动轴4041驱动锤4061以一定转速转动，弹性件4063沿轴向回弹，此时锤4061与锤砧4062之间的相对转速即为锤4061的转速，当锤4061转动至与锤砧4062接触时，便会对锤砧4062施加一个冲击力，在此冲击力的作用下，输出轴405克服负载继续转动一定角度，之后输出轴405再次停转，重复以上过程，由于冲击频率足够大，便会对输出轴405产生一个相对连续的冲击力，从而使得工作元件持续工作。

在本实施例中，冲击工具400持续工作时，冲击机构406的第一冲击部4061和第二冲击部4062均会由于冲击力的加持，造成两个冲击部接触的面磨损。如图10和图11所示，第一冲击部4061具有两个凸出块，两个凸出块的分别具有两个冲击面4063。可以理解的，第一冲击部4061除了冲击面4063外的其他表面均为非冲击面；第二冲击部4062具有两个冲击块，每个冲击块也分别具有两个冲击面4063，可以理解的，第二冲击部4062除了冲击面4063外的其他表面均为非冲击面。

为了增加冲击机构406所能承受的冲击力，增强冲击机构406的使用寿命，可以采用激光合金化技术和/或激光熔覆技术对上述冲击面4063进行淬硬处理，得到淬硬层。可选的，第一冲击部4061的冲击面和第二冲击部4062的冲击面可以采用相同的淬硬技术，也可以采用不同的淬硬技术。可选的，可以只对第一冲击部4061的冲击面或者第二冲击部4062的冲击面做淬硬处理。

事例性的，假设上述冲击面4063具有第一硬度，非冲击面具有第二硬度。第一硬度大于第二硬度，且第一硬度和第二硬度的比值大于等于1且小于等于2。进一步的，第一硬度和第二硬度的比值大于等于1.2且小于等于1.8。

可选的，当对冲击机构406的冲击面4063采用激光合金化形成第一淬硬层时，第一淬硬层的厚度大于等于10μm且小于等于100μm。第一淬硬层的表面硬度大于等于800HV且小于等于1300HV。进一步的，第一淬硬层的表面硬度大于等于850HV且小于等于1000HV。特别的，第一淬硬层的表面硬度与第一淬硬层的厚度的比值大于等于9HV/μm且小于等于130HV/μm。进一步的，第一淬硬层的表面硬度与第一淬硬层的厚度的比值大于等于13 HV/μm且小于等于90 HV/μm。

可选的，当对冲击机构406的冲击面4063采用激光熔覆形成第二淬硬层时，第二淬硬层的厚度大于等于0.3mm且小于等于1.6mm。第二淬硬层的表面硬度大于等于900HV且小于等于1300HV。进一步的，第二淬硬层的表面硬度大于等于1000HV且小于等于1200HV。特别的，第二淬硬层的表面硬度与第二淬硬层的厚度的比值大于等于1500HV/mm且小于等于4500HV/mm。进一步的，第二淬硬层的表面硬度与第二淬硬层的厚度的比值大于等于2000HV/mm且小于等于3000HV/mm。

需要说明的是，上述冲击机构406还可以应用在冲击扳手中，具体的实现过程与上述实施例中类似，此处不再赘述。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。