[发明专利]具有表面带压缩表面应力层的工具

说明书

本发明公开了一种工具，例如棘轮工具，该工具包括头部，其具有适于至少部分地包围用于向工件提供扭矩的棘轮齿轮的空腔。空腔和/或棘轮齿轮的表面通过例如喷丸硬化的冷加工工艺设置有压缩残余应力层。

技术领域

本发明大体上涉及工具，更具体地涉及表面通过冷加工工艺而设置有压缩表面应力层的棘轮工具。

背景技术

目前已知并使用了许多类型的棘轮工具(例如扳手和/或螺丝刀等)。这些工具通常包括布置在工具头部的空腔中的棘轮机构。棘轮机构通常包括棘爪和棘轮齿轮，棘轮齿轮具有可与工件(例如螺栓头)接合的驱动部。通常可以使用通常称为换向杆的可手动致动部来选择第一驱动方向，使得当与工件接合并沿第一方向旋转时，使用工具提供扭矩，而当沿第二方向旋转时，该工具滑移或像棘轮般转动。可以使用换向杆选择第二驱动方向，该方向与第一驱动方向相反，并且提供相反方向的扭矩和棘轮般转动。

在操作双棘爪机构时，驱动部的驱动方向取决于两个棘爪中的哪一者接合。该机构通常经由联接到换向杆的棘爪托架实现一个棘爪的接合和第二棘爪的脱离接合。然而，棘轮工具的某些区域在使用期间经受显著的循环载荷。因此，在这些经受高载荷和/或应力集中的区域中可能发生磨损和疲劳。通常，棘轮工具使用先进的冶金术或通过以下方式来加强：通过增大拐角的半径或使用其它已知的过渡部来调节设计，以减少应力集中。然而，增大半径和使用其它过渡部导致工具尺寸的增加和/或减少工具头部的空腔中的空间量。另外，先进的冶金工艺增加了制造成本和复杂性。

发明内容

本发明广泛地涉及一种工具(例如棘轮工具)，该工具包括具有空腔的头部，该空腔适于至少部分地包围棘轮机构，该棘轮机构包括棘爪和棘轮齿轮，该棘轮齿轮具有可与工件接合的驱动部。棘轮工具具有一个或多个表面，其经由冷加工工艺(例如喷丸硬化)而设有压缩残余应力层。本发明产生一种棘轮工具，与现有的解决方案相比，该棘轮工具具有改进的磨损和疲劳寿命，而没有增大的尺寸和/或昂贵的制造成本。

在一实施例中，本发明广泛地包括一种棘轮工具。棘轮工具包括头部，其具有适于至少部分地包围用于向工件提供扭矩的部件的空腔。空腔的表面设置有压缩残余应力层。

在另一实施例中，本发明广泛地包括一种用于棘轮工具的棘轮齿轮。棘轮齿轮适于可旋转地布置在棘轮工具的空腔中，并且包括主体部、适于选择性地与棘爪接合的带齿部、以及从主体部突出并适于从空腔向外突出以接合工件的驱动部。棘轮齿轮的表面设置有压缩残余应力层。

在另一实施例中，本发明广泛地包括一种制造棘轮工具的方法，该棘轮工具具有头部，该头部具有适于至少部分地包围棘轮齿轮的空腔。该方法包括冷加工空腔的表面，以产生压缩残余应力层。

附图说明

为了便于理解寻求保护的主题，在附图中例示了其实施例，当结合以下描述考虑时，从对其实施例的检查中，寻求保护的主题、其构造和操作及其许多优点应当容易理解和领会。

图1是根据本发明的实施例的示例性工具的分解透视图。

图2是图1的工具的组装透视图。

图3是图1的工具的示例性棘轮齿轮的侧视图。

图4是图1的工具的头部的详细顶视图。

图5是作为示例性冷加工工艺(例如喷丸硬化)的结果的残余应力作为距表面的深度的函数的曲线图。

具体实施方式

尽管本发明容许有许多不同形式的实施例，但是在附图中示出了并且将在本文中详细描述本发明的实施例，包括优选实施例，应当理解，本公开应当被认为是本发明的原理的范例，并且不旨在将本发明的广泛方面限制于本文例示的任何一个或多个实施例。如本文所用的，术语“本发明”不旨在限制所要求保护的发明的范围，而是仅为了解释的目的而用于讨论本发明的示例性实施例。