一种具有高性能主轴的套筒工具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于紧固工具技术领域，涉及一种具有高性能主轴的套筒工具。
【背景技术】
[0002] 套筒工具指的是一种能松紧的专用工具，在日常的生产和生活中，机械类物件在 维修和保养时，常常需要上紧较多的螺丝机构，一般的套筒工具拧紧或卸松的效率较低，且 螺丝的拧紧程度不够，造成物件的不能正常使用，甚至导致物件的损坏。
[0003] 现有技术的套筒工具包括套筒和手柄，在套筒的下端固连有六角形槽，套筒工具 通过转动手柄带动固连在手柄上的六角形槽转动，此类套筒工具存在以下技术问题，1、现 有的套筒工具只能通过转动与六角形槽相连的手柄松紧螺丝机构，此类套筒工具由于转动 角度限定，从而需要多次重复转动手柄而松紧螺丝机构，松紧的效率低；2、六角形槽与手柄 固连不能拆卸，导致套筒工具的使用对象单一，降低了工作效率。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种松紧的效率高，使用 范围广，使用寿命长的，具有高性能主轴的套筒工具。
[0005] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种具有高性能主轴的套筒工具，包 括主体、设置于主体内的主轴与套筒，所述主轴与套筒相连且套筒位于主体与主轴之间，主 轴一端伸出主体外且在该端设置有用于松紧螺丝的松紧套，在主轴与套筒之间设置有传动 装置，所述套筒在主体内周向转动并通过传动装置使主轴随套筒同步转动，其中，所述主轴 的材质为碳素钢，所述的碳素钢主要由以下重量百分比的成分组成：C :0.28-0. 40%，Si : 0. 25-0. 35%, Mn ：0. 35-0. 75%, Cr ：0. 60-1. 20%, Ni ：0. 60-1. 00%, Cu ：0. 50-0. 70%, Ti ： 0. 005-0. 015%，Al :0. 03-0. 05%，余量为Fe及其他不可避免的杂质。
[0006] 本发明通过压动手柄在竖直方向上的滑移带动主动轴周向转动，并使从动轴上紧 或卸松螺丝，代替了现有技术的套筒工具通过周向转动手柄，带动与手柄固连的套筒上紧 或卸松螺丝，避免了由于手柄的转动角度而限定螺丝的上紧或卸松的程度，提高了螺丝的 上紧或卸松的效率。且本发明的套筒工具中从动轴上设有套筒，能更换不同尺寸的套筒，从 而扩大了本发明适用范围，在使用过程中，方便了使用者的使用，提高了使用效率。此外，本 发明套筒工具中的主轴采用碳素钢制得，为了获得适合本发明套筒工具中主轴的材料在现 有技术的45号碳素钢的基础上严格控制各合金元素的成分配比，进一步添加了适量的Ti 和Al元素，并大大提高了 Cr、Ni、Cu元素的含量，进一步适当降低了 C、Mn元素的含量，而 在合金技术领域中，一个成分的微小改变都能导致合金性能的剧烈变化，不同的元素以及 它们在材料中的含量，及各元素之间的配合都决定了主轴的性能。本发明采用所述碳素钢 制得的主轴具有较好的机械性能，尤其是硬度、抗拉强度、塑性和冲击韧性，从而达到延长 主轴使用寿命的目的，进而达到延长套筒工具使用寿命的目的，节约能源。
[0007] 其中主要元素碳（C)可以随着碳含量的增加，可以提高主轴的屈服点和抗拉强 度，但若碳含量过大，主轴的塑性和冲击性降低，还会影响主轴的耐腐蚀能力，因此，本发明 在45号钢的基础上适当降低了 C的含量，将其控制在0.25-0. 40%。硅（Si)是碳素钢中的 常见元素之一，其和氧的亲合力仅次于铝和钒，本发明进一步限定了主轴碳素钢中的硅含 量，使其在提高硬度和强度的同时可作还原剂和脱氧剂。本发明主轴结合其他元素，将Mn 元素的含量降低至〇. 35-0. 75%，使Mn不仅与Fe形成固溶体，提高主轴钢中的铁素体和奥 氏体的硬度和强度，还可与S形成MnS，避免因硫导致的热脆现象，从而改善主轴的热加工 性能。
[0008] 在本发明具有高性能主轴的套筒工具的主轴中，还大大提高了 Cr、Ni、Cu元素的 含量，同时将Cr含量提高至0. 60-1. 20 %，将Ni含量提高至0. 6-1. 0 %将Cu元素提高至 0. 5-0. 7%，在提高主轴的强度、硬度、耐腐蚀性和耐热能力的同时获得较高的表面加工质 量，并保持良好的塑性和韧性。且因为镍是较稀缺的资源，因此，在保证主轴性能的前提下 尽量降低Ni的含量。
[0009] 另外，本发明主轴在45号碳素钢的基础上添加了 Ti和Al，Ti和Al都可以细化晶 粒，Ti能使主轴的内部组织致密，降低时效敏感性和冷脆性，提高主轴的耐腐蚀性能。在加 入0. 005-0. 15% Ti的同时加入0. 03-0. 05%的Al，更有效地提高主轴的冲击韧性、耐腐蚀 性能。
[0010] 其中，所述杂质中S元素的质量百分比小于等于0.025%，P元素的质量百分比小 于等于0· 025%。
[0011] 一般情况下，硫作为杂质元素常以非金属化合物（如FeS、FeO)型式存在于碳素钢 中，形成非金属夹杂，从而导致材料性能的劣化，尤其是引起材料的热脆性，降低合金钢的 延展性和韧性，但当含硫量小于0.025%时，它的有害作用就不那么明显了，相反还可以改 善主轴的加工性能。
[0012] 磷和硫一样，是合金钢中有害元素，对主轴的机械性能均有特别有害的影响，但当 磷从降到0. 025%，主轴的塑性、韧性、耐磨性均可提高40% -50%。因此，本发明将合金钢 中磷的含量严格控制在0.025%以内，可以降低磷的有害作用，提高主轴的抗拉强度。
[0013] 作为优选，所述主轴碳素钢主要由以下重量百分比的成分组成：C :0. 30%，Si : 0· 30%，Mn :0· 40%，Cr :0· 70%，Ni :0· 80%，Cu :0· 60%，Ti :0· 010%，Al :0· 04%，余量为 Fe及其他不可避免的杂质，所述杂质中S元素的质量百分比小于等于0. 025%，P元素的质 量百分比小于等于0. 025%。
[0014] 作为优选，所述主轴碳素钢主要由以下重量百分比的成分组成：C :0. 28%，Si : 0· 35%，Mn :0· 35%，Cr :1· 20%，Ni :0· 60%，Cu :0· 70%，Ti :0· 005%，Al :0· 05%，余量为 Fe及其他不可避免的杂质，所述杂质中S元素的质量百分比小于等于0. 025%，P元素的质 量百分比小于等于0. 025%。
[0015] 作为优选，所述主轴碳素钢主要由以下重量百分比的成分组成：C :0. 40%，Si : 0· 25%，Mn :0· 75%，Cr :0· 60%，Ni :1· 00%，Cu :0· 50%，Ti :0· 015%，Al :0· 03%，余量为 Fe及其他不可避免的杂质，所述杂质中S元素的质量百分比小于等于0. 025%，P元素的质 量百分比小于等于0. 025%。
[0016] 在上述的一种具有高性能主轴的套筒工具中，所述主轴的加工工艺包括如下步 骤：
[0017] S1、按照上述主轴的组成成分及质量百分比称取原料，将原料破碎细化成金属粉 末，并在氢气或真空条件下，在650-70(TC下进行预退火处理，掺合后将小颗粒的粉末制成 大颗粒或团粒；
[0018] S2、将步骤Sl中制得的大颗粒或团粒粉末在400MPa-480MPa的压力下轧制成棒状 坯料，并在840°C _860°C下烧结2-4小时得棒材半成品；
[0019] S3、将步骤S2中制得的棒材半成品进行热处理，在850-870°C下正火4-5小时，出 炉空冷；在800-830°C下淬火2-3小时，油冷至室温；在540-580°C下回火2-4小时，空冷得 主轴棒材；
[0020] S4、将步骤S3中制得的主轴棒材通过裁剪、冲压、焊接、定型处理，制得具有高性 能主轴的套筒工具中的主轴成品。
[0021] 主轴的组成成分及其质量百分比对主轴的机械性能有一定的影响，其加工工艺对 最终形成的主轴的机械性能也有较大的影响。本发明的主轴采用挤压的锻造方法，使原来 的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织，使主轴的偏析、疏松、 气孔、夹渣等压实和焊合，其组织变得更加紧密，提高了主轴的塑性和力学性能。
[0022] 在上述的一种具有高性能主轴的套筒工具中，所述传动装置包括与套筒相连的齿 圈、设置于齿圈中部且与主轴相连的太阳轮以及均匀环绕设置于太阳轮四周的若干行星 轮，所述行星轮分别与齿圈和太阳啮合连接。
[0023] 在上述的一种具有高性能主轴的套筒工具中，所述传动装置包括与套筒相连的主 动齿轮、与主动齿轮平行且同轴设置的从动齿轮以及设置于主动齿轮和从动齿轮之间的若 干传动齿轮，所述主轴依次贯穿主动齿轮与从动齿轮并由从动齿轮的外表面向外伸出。
[0024] 在上述的一种具有高性能主轴的套筒工具中，在主轴上还设置有插接块且所述插 接块设置于主动齿轮和从动齿轮之间，在插接块的上、下两端面上均固连有若干凸块，在主 动齿轮和从动齿轮上均开设有与凸块相对应的盲孔。
[0025] 在上述的一种具有高性能主轴的套筒工具中，在主轴的另一端还设置有用于带动 主轴竖直运动的连接头。
[0026] 在上述的一种具有高性能主轴的套筒工具中，在主体上还设置有包括传动部和至 少一个与传动部相连的手柄部且与套筒相连的驱动件，在传动部上开设有内螺纹，在套筒 上开设有与内螺纹相对应的外螺纹，所述外螺纹设置于内螺纹上。
[0027] 在上述的一种具有高性能主轴的套筒工具中，在主体上还设置有回位弹簧，所述 回位弹簧的两端分别抵靠于套筒和主体上。
[0028] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0029] 1、本发明