撞锤和电动扳手的制作方法

1.本发明涉及电动工具技术领域，具体而言，涉及一种撞锤和电动扳手。


背景技术：

2.电动扳手是一种拧紧高强度螺栓的工具。电动扳手的出现，在很多工况下替代了传统的手动扳手，大大提高了工作效率。
3.随着电动扳手的应用场景增加，对于电动扳手的功率和体积都有了更多的要求，小体积大功率是电动扳手的主要发展趋势。对于直流冲击扳手而言，维持大的输出扭矩，需要大惯量的撞锤作为前提，并匹配较高的冲击频率来实现；相关技术中，为了增加撞锤的转动惯量，通常靠增大撞锤直径、或增加撞锤轴向尺寸来实现，这样一来，就容易导致整机在径向、轴向增大尺寸，不利于整机的小型化设计，导致电动扳手不便于在狭小空间使用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种撞锤和电动扳手，撞锤能够在不增加轴向或径向尺寸的情况下，增大转动惯量；如此，可以改善电动扳手整机在径向、轴向增加尺寸的问题，有利于整机的小型化设计，使得电动扳手能够适用于狭小空间。
5.本发明的实施例是这样实现的：
6.第一方面，本发明提供一种撞锤，包括：
7.撞锤本体；
8.配重件，配重件设置于撞锤本体；其中，
9.配重件的材料的密度大于撞锤本体的材料的密度。
10.在可选的实施方式中，配重件套设于撞锤本体的外周；或者，
11.配重件插接于撞锤本体的端部。
12.在可选的实施方式中，撞锤本体的材料的密度为7.81g/cm
3-7.85g/cm3；
13.配重件的材料的密度为8.9g/cm
3-19.32g/cm3。
14.在可选的实施方式中，配重件的材料的密度为17g/cm
3-19g/cm3。
15.在可选的实施方式中，撞锤本体的材料为低碳合金钢或中碳合金结构钢；配重件的材料为钨合金。
16.在可选的实施方式中，钨合金包括钨铜合金、钨镧合金、钨铼合金、钨镍铁合金、钨镍铜合金和硬质合金中的至少一种。
17.在可选的实施方式中，钨合金为钨镍铁合金。
18.在可选的实施方式中，钨镍铁合金中的钨的质量百分比为90％-97％。
19.在可选的实施方式中，撞锤本体与配重件过盈压装。
20.在可选的实施方式中，配重件的壁厚大于或等于3mm；撞锤本体与配重件过盈压装时的温度为10℃-20℃。
21.第二方面，本发明提供一种电动扳手，包括前述实施方式任一项的撞锤。
22.本发明实施例的撞锤的有益效果包括：本发明实施例提供的撞锤包括撞锤本体和配重件，配重件设置于撞锤本体；其中，配重件的材料的密度大于撞锤本体的材料的密度。撞锤的转动惯量i＝m
×
r，其中，m为撞锤的质量，质量与其密度呈正相关，r为撞锤的半径；在半径相同的情况下，撞锤的质量越大，转动惯量越大；在撞锤的转动惯量相同的情况下，撞锤的质量越大，半径越小；这样一来，配置密度更大的配重件于撞锤本体，能够在不增加半径的情况下，通过密度更大的配重件增大撞锤整体的重量，进而增加撞锤的转动惯量，并确保电动扳手整机的小型化设计，使得电动扳手能够适用于狭小空间。
23.本发明实施例的电动扳手的有益效果包括：本发明实施例提供的电动扳手包括前述的撞锤，其能够在不增加轴向、径向尺寸的情况下，增大转动惯量，能够实现整机小型化设计，适用于狭小空间。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1为本发明实施例中电动扳手的剖视图；
26.图2为本发明实施例中撞锤在第一视角下的结构示意图；
27.图3为本发明实施例中主轴的结构示意图；
28.图4为本发明实施例中传动轴的结构示意图；
29.图5为本发明实施例中撞锤在第二视角下的结构示意图；
30.图6为本发明实施例中撞锤的分解结构示意图；
31.图7为本发明实施例中配重件的剖视图；
32.图8为本发明实施例中撞锤本体的剖视图；
33.图9为本发明一些实施方式中配重件的结构示意图；
34.图10本发明其他实施例的一些实施方式中撞锤的结构示意图一；
35.图11本发明其他实施例的一些实施方式中撞锤的结构分解示意图一；
36.图12本发明其他实施例的一些实施方式中撞锤的结构示意图二；
37.图13本发明其他实施例的一些实施方式中撞锤的结构分解示意图二；
38.图14本发明其他实施例的另一些实施方式中撞锤的结构示意图；
39.图15本发明其他实施例的另一些实施方式中撞锤的结构分解示意图。
40.图标：010-电动扳手；100-壳体；101-定子；102-转子；103-传动轴；104-内齿；105-行星齿；106-中心齿；107-压簧；108-传动钢球；109-主轴；110-套筒；120-撞锤；121-撞锤本体；122-配重件；123-第一锤击面；124-第二锤击面；125-第一槽；126-第二槽；127-第一倒角；128-第二倒角；131-插槽；132-插接凸起；133-插孔。
具体实施方式
41.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
42.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
44.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
45.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.请参照图1，本实施例提供一种电动扳手010，其可以用于安装螺母、或螺栓。
47.电动扳手010的结构和工作原理与相关技术类似，其包括壳体100、定子101、转子102、传动轴103、内齿104、行星齿105、中心齿106、压簧107、传动钢球108、撞锤120、主轴109和套筒110；定子101设置于壳体100且与转子102传动配合；转子102与中心齿106同轴且传动连接；内齿104设置于壳体100，且与行星齿105啮合；行星齿105还与中心齿106啮合；中心齿106和内齿104两者中的至少一者与传动轴103传动配合，且中心齿106、行星齿105、内齿104共同作用下驱动传动轴103转动；传动轴103与撞锤120传动配合，且传动轴103和撞锤120之间设置有传动钢球108；压簧107设置于传动轴103和撞锤120之间；主轴109可活动地设置于壳体100，且主轴109的一端能与撞锤120传动配合，另一端伸出壳体100与套筒110连接。
48.请参照图1、图2和图3，电动扳手010的冲击原理包括：将套筒110的一端含在待紧固的螺母(或螺栓)六方部位，另一端固定在主轴109上，定子101通电后驱动转子102转动，并通过中心齿106、行星齿105、内齿104共同作用下驱动传动轴103转动，当螺母(或螺栓)未打紧前(旋转阻力比较小)，撞锤120的第一锤击面123与主轴109的第二锤击面124抵持，套筒110和主轴109与撞锤120、传动轴103形成一个整体，转子102带动传动轴103、撞锤120、主轴109和套筒110同步转动，以快速旋合螺母(或螺栓)；当螺母(或螺栓)打紧，即螺母(或螺栓)与工件贴合不再转动时，主轴109与套筒110被螺母(或螺栓)阻挡不再转动，与此同时传动轴103在转子102的驱动下继续转动，第一锤击面123受到第二锤击面124的阻挡不再转动并在压簧107和传动钢球108的共同作用下沿传动轴103的轴向朝向转子102端移动，撞锤120轴向移动到撞锤120锤击面越过第二锤击面124，第一锤击面123不再受第二锤击面124的抵持、阻挡，之后撞锤120再在传动钢球108和压簧107的共同作用下沿旋转方向转动且沿
转动轴线朝向套筒110移动，并在下一次第一锤击面123受到第二锤击面124抵持、阻挡(即撞锤120轴向移动至使第一锤击面123和第二锤击面124碰撞)时产生锤击效果，之后便重复上述作业；这样一来，使得锤击效果不断通过主轴109和套筒110传递到螺母(或螺栓)上，从而将螺母(或螺栓)打紧。
49.请参照图1、图2和图4，传动轴103与撞锤120插接配合，传动轴103的外周壁设置有第一槽125，撞锤120的插接孔的孔壁设置有第二槽126，第一槽125和第二槽126共同用于设置于传动钢球108，即传动轴103插接于插接孔内，且使传动钢球108被第一槽125的槽壁和第二槽126的槽壁夹持。进一步地，为了确保撞锤120能够可靠地随传动轴103同步转动，并确保撞锤120能够可靠地相对于传动轴103沿轴向移动，第一槽125和第二槽126均可以设置于呈“人”字型或“v”字型。
50.需要说明的是，电动扳手010未提及或未详细说明的结构和工作原理均与相关技术类似，在此不再赘述。
51.为了增大撞锤120的转动惯量，并确保电动扳手010的小型化设计，不再轴向或径向上增大体积，进而使得电动扳手010能够适用于狭小的空间。请参照图5和图6，本实施例的撞锤120包括撞锤本体121和配重件122，配重件122设置于撞锤本体121；其中，配重件122的材料的密度大于撞锤本体121的材料的密度。
52.撞锤120的转动惯量i＝m
×
r，其中，m为撞锤120的质量，质量与其密度呈正相关，r为撞锤120的半径；在半径相同的情况下，撞锤120的质量越大，转动惯量越大；在撞锤120的转动惯量相同的情况下，撞锤120的质量越大，半径越小；这样一来，配置密度更大的配重件122于撞锤本体121，能够在不增加半径的情况下，通过密度更大的配重件122增大撞锤120整体的重量，进而增加撞锤120的转动惯量，并确保电动扳手010整机的小型化设计，使得电动扳手010能够适用于狭小空间。
53.本实施例中，配重件122套设于撞锤本体121的外周。撞锤120转动时，其外周侧的重量对于撞锤120整体的转动惯量的影响更大，故采用密度更大的材料制备配重件122，以增大撞锤120整体的质量，并以此增加转动惯量，相比于直接增大整个撞锤120的材料密度或重量，转动惯量的提高更加明显。
54.撞锤本体121的材料的密度和配重件122的材料的密度均可以根据需要选择；可选地，撞锤本体121的材料的密度为7.81g/cm
3-7.85g/cm3，例如：7.81g/cm3、7.82g/cm3、7.85g/cm3等；配重件122的材料的密度为8.9g/cm
3-19.32g/cm3，例如：8.9g/cm3、10.5g/cm3、11.7g/cm3、17.1g/cm3、17.3g/cm3、18.1g/cm3、18.5g/cm3等。
55.配重件122的材料密度越大，撞锤120整体的重量越大，撞锤120的转动惯量越大；在较优的实施方式中，配重件122的材料的密度为17g/cm
3-19g/cm3。
56.撞锤本体121的材料以及配重件122的材料均可以根据需要选择；在较优的实施方式中，撞锤本体121的材料为低碳合金钢或中碳合金结构钢；配重件122的材料为钨合金。作为轴心的撞锤本体121采用低碳合金钢或中碳合金结构钢制备能够确保撞锤120具有足够强的支撑、受力作用，以确保撞锤120的使用寿命，确保撞锤120不容易因多次撞击主轴109而损坏；与此同时，采用钨合金制备配重件122，能够确保配重件122具有更大的密度，以可靠地增加撞锤120整体的质量，进而增大转动惯量。
57.应当理解，在其他实施方式中，配重件122还可以采用铜(密度8.9g/cm3)、金(密度
19.32g/cm3)、银(密度10.5g/cm3)、铅(密度11.7g/cm3)、镍(密度8.9g/cm3)等，密度大的金属材料。
58.需要说明的是，钨合金具备足够的强度并且热膨胀系数只有钢的约1/3，在电动扳手010运行温度升高的情况下，钨合金制备的配重件122与撞锤本体121的过盈量增大，故两者不容易产生相对运动，以便于撞锤120可靠地驱动主轴109转动或可靠地撞击主轴109。铅具有毒性，不利于安全的加工、成型。故在较优的实施方式中，采用钨合金，不仅能够增加转动惯量，还能够确保足够大的撞击强度，减少损坏，并且还能够控制成本和加工过程的安全性。
59.进一步地，钨合金包括钨铜合金、钨镧合金、钨铼合金、钨镍铁合金、钨镍铜合金和硬质合金(又称为钨钢，密度13-14.9g/cm3)中的至少一种。
60.为了确保配重件122的密度够大，且强度高，能够适用于进行撞击；本实施例的钨合金为钨镍铁合金，且钨镍铁合金中的钨的质量百分比为90％-97％。
61.进一步地，钨镍铁合金为90wnife/cu，密度为17.1g/cm3左右；具体地，钨镍铁合金为90wnife/cu包括质量百分比90％的钨，7％的镍，3％的铁；相比于相同直径和轴长、制备材料只有低碳合金钢或中碳合金结构钢的撞锤120，设置有钨镍铁合金配重件122的撞锤120的转动惯量提升了60％左右；只有低碳合金钢或中碳合金结构钢的撞锤120的扭矩为390nm，设置有钨镍铁合金配重件122的撞锤120的扭矩达到564nm，至少提高了45％。
62.在其他实施例中，钨镍铁合金还可以选自93wnife/cu(密度17.3g/cm3左右，含有质量百分比为93％的钨)、95wnife/cu(密度18.1g/cm3左右，含有质量百分比为95％的钨)、97wnife/cu(密度18.5g/cm3左右，含有质量百分比为97％的钨)中的至少一种；在此不作具体限定。需要说明的是，上述钨镍铁合金中的镍和铁的用量可参考相关技术，在此不作具体限定。
63.配重件122的加工方式可以根据需要选择；在一些实施方式中，将粉末状单体材料按质量配比为钨90％、镍7％、铁3％混合后进行模压烧结制成坯料，再用坯料进行机加工，车内外圆，即可形成配重件122。在另一些实施方式中，可以按照质量比为钨90％、镍7％、铁3％混合原料后，直接烧结呈环形结构作为配重件122。还在一些实施方式中，可以直接购买满足配比的钨镍铁合金机加工成环形的配重件122。
64.需要说明的是，低碳合金钢可以选用20crnimo、20crni2mo或20cr2ni4等，在此不作具体限定。
65.还需要说明的是，低碳合金钢和中碳合金结构钢的成型工艺包括坯料皂化、冷挤压、切削加工，以及热处理等，在此不再赘述。
66.配重件122和撞锤本体121的装配方式可以根据需要选择；本实施例中，撞锤本体121与配重件122过盈压装，配合公差优选基孔制过盈配合h7/s6。如此，能够确保配重件122可靠地装配于撞锤本体121的外周。
67.为了确保配重件122可靠地装配于撞锤本体121的外周，并避免配重件122损坏；配重件122的壁厚大于或等于3mm，即配重件122的内壁和外壁之间的尺寸大于或等于3mm，例如：3mm、3.5mm、4mm等，在此不作具体限定。
68.进一步地，撞锤本体121和配重件122过盈压装可以在常温或低温下进行，例如：10℃-20℃，具体包括：10℃、12℃、15℃、17℃、20℃等；这样一来，能够改善膨胀系数更高的、
低碳合金钢或中碳合金钢在过盈压装时，因膨胀而导致外周套设的配重件122损坏的问题。
69.请参照图7和图8，为了使配重件122能够顺利地装配于撞锤本体121，配重件122的内侧壁设置有第一倒角127，且第一倒角127邻近配重件122的轴向的端部；撞锤本体121设置有第二倒角128，第二倒角128位于撞锤本体121的轴向的端部；在装配配重件122于撞锤本体121时，第一倒角127与第二倒角128滑动配合，即可确保配重件122能够顺利地套设于撞锤本体121的外周。
70.请参照图9，在一些实施方式中，为了提高撞锤120装配的效率，配重件122的内侧壁设置有两个第一倒角127，两个第一倒角127沿配重件122的轴向分布于配重件122的两端。在装配撞锤120时，配重件122的两端均可以用于朝向撞锤本体121套设，不需要区别正反，有利于提高装配效率。
71.需要说明的是，第一倒角127角度均可以根据需要选择，例如：10
°‑
15
°
，在此不作具体限定；第二倒角128的角度可以与第一倒角127的角度相适配。
72.应当立即，在其他实施例中，配重件122插接于撞锤本体121的端部。
73.请参照图10-图13，在一些实施方式中，配重件122和撞锤本体121两者中的一者的端面设置有插槽131，另一者的端面设置有插接凸起132，插接凸起132与插槽131插接配合，其中，插槽131和插接凸起132均可以绕撞锤本体121的周向呈圆形分布。当然，当插槽131设置于撞锤本体121的端面时，配重件122可以不设置插接凸起132，而是直接插接于插槽131内。
74.请参照图14、15，在另一些实施方式中，撞锤本体121的端部开设有插孔133，配重件122插接于插孔133；进一步地，撞锤120包括多个配重件122，撞锤本体121的端部设置有多个插孔133，多个插孔133沿撞锤本体的周向依次间隔分布，多个配重件122与多个插孔133一一对应地插接。配重件122的形状包括但不限于圆柱、三棱柱、四棱柱、六棱柱等。
75.综上所述，本发明的撞锤120可以用于电动扳手010，其撞锤120的配重件122的密度大，能够在撞锤120的尺寸一定的情况下，增大撞锤120整体的重量，从而使撞锤120能够在不增加轴向或径向尺寸的情况下，增大转动惯量；如此，可以改善电动扳手010整机在径向、轴向增加尺寸的问题，有利于整机的小型化设计，使得电动扳手010能够适用于狭小空间。
76.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。