一种新型复合拉刀的制造方法与工艺

本发明涉及一种新型复合拉刀，属于弯板链条加工技术领域。

背景技术：
非标链条、大规格40A、B以上标准滚子链及各种重型弯板链条在生产过程中的链板需要对其进行冲孔，从而在内外链板上加工形成所需的孔径。现有的在链板上加工的过程是首先冲钉，通过冲压设备对链板进行冲孔，由于冲钉对链板进行冲孔后，孔的内径上端和下端肯定是不垂直的，原因是冲钉和凹模的配合按传统方式凹模的内孔参数一定是在冲钉参数基础上放大0.3～0.5mm左右，视链板厚度而定，链板超过15毫米的，凹模内径放大的系数还要加大(凹模内径系数增大要视加工材料的硬度而定，材料硬度超过HRC18以上，凹模内径增大系数要相对小些，反之要大些)。它所冲出来的结果：孔径内壁垂直部分很小，约是链板厚度的1/10～1/6之间，本领域俗称光亮带。一定是形成一个上面小下面大的喇叭形，它的误差在0.3～0.5mm之间。如果按这种状态直接安装轴在该孔后，由于轴和孔壁的接触只有一小部分，这样轴的工作过程中与孔壁的受力面很小，轴和链板联结牢固度降低，而链板的孔径很快扩大，从而降低链板的使用寿命，所以通常情况下需要对孔再进行修孔，修孔方式有几种，包括二次冲孔、铰刀铰孔及拉刀拉削孔，修孔后的结果是使孔径的垂直度大幅增加，本领域称为光亮带增加。目前修孔工艺需要第二次装模，试模，调试，两次加工的加工方式需要通过两个步骤完成，直接增加了链板加工的生产时间，降低了模具和工装的效率，而且需要同时配备冲钉和拉刀，增加了企业的生产成本。另外现有技术中第二道修孔工艺存在定位不易定准的技术问题。申请人长期从事链条的生产工作，在链条的加工工艺和拉刀方面均有专利申请，例如文献CN103433419A是本申请人2013年8月6日申请的发明专利，该申请目前已经获得了授权，详细介绍了链条的一种加工工艺，包括：(1)落料，运用冲压设备将工件进行冲压；(2)退火，落料完成后，对工件进行800度至900度连续5小时的退火，洛氏硬度在12HRC以下；(3)磷化处理，常温下，将工件浸泡在磷化液中，浸泡时间为2-3小时；(4)压弯与冲孔，用压弯模对工件进行压弯；再对工件定中心，用冲床冲孔；(5)淬火，把工件放到炉子中进行淬火，淬火温度为860度；(6)回火，回火温度为380度，时间为90分钟，洛氏硬度在38-45HRC；(7)精加工，用模具把工件固定，再把模具与工件一起放到磨床上加工。该方案需要通过至少两个步骤完成，操作步骤比较繁琐，生产成本较高。文献CN204171447U是本申请人2014年9月4日申请的实用新型专利，该申请目前已经获得了授权，公开了一种拉刀，包括刀柄1，刀柄上端设置多个环形分布其外周面的拉削齿2，刀柄顶部3呈上端小、下端大，刀柄顶部3的横截面呈由五条边组成的多边形，多边形的每条边的边长相等；拉刀在冲压设备上设有多个，拉刀通过安装件固定在冲压设备上，从而可以同时对面板进行多孔加工，首先刀柄顶部3与链条的面板接触实现对面板的冲孔，然后刀柄上的拉削齿2对面板进行加工，从而实现在面板上成型所需的孔。该方案虽然能够提高拉刀的生产效率，但是本申请人在该实用新型申请日提交的时候并没有完成全部的改进试验，在拉刀的具体结构、使用寿命、详细参数等等方面都还有改善的必要。

技术实现要素：
本发明为了解决上述问题，提供一种新型复合拉刀。本发明所述的复合拉刀包括冲钉、齿、拉杆、拉刀定位部和拉刀尾部，所述的冲钉与齿之间设置有直径从冲钉向齿的方向渐缩的第一圆台连接部，所述的拉杆与拉刀定位部之间设置有直径从拉杆向拉刀定位部的方向变大的第二圆台连接部，拉刀定位部设置在第二圆台连接部与拉刀尾部之间，所述的齿包括直径大于冲孔初始直径并小于冲孔目标直径的冲孔齿和直径等于冲孔目标直径的修孔齿，所述的冲孔齿比所述的修孔齿更靠近所述的冲钉，所述的冲钉的直径等于冲孔初始直径。所述的冲钉、齿、拉杆、拉刀定位部和拉刀尾部为一体成型的结构。所述的冲孔目标直径比冲孔初始直径大0.3mm-0.5mm，所述的冲孔齿的直径比冲孔初始直径大0.1mm-0.15mm，并且在冲孔齿为多个的情况下，沿着从冲钉到拉刀尾部的方向冲孔齿的直径逐级增大0.1mm-0.15mm。所述的齿包括第一齿、第二齿、第三齿和第四齿，其中第一齿和第二齿为冲孔齿，第三齿和第四齿为修孔齿，其中第一齿的直径比所述的冲钉的直径大0.1mm-0.15mm，第二齿的直径比第一齿的直径大0.1mm-0.15mm。所述的第二圆台连接部的直径从拉杆向拉刀定位部的方向渐增，拉刀定位部的直径大于拉杆的直径，拉刀尾部的直径大于拉刀定位部的直径。所述的冲孔齿和修孔齿均包括第一基面、第二基面、第三基面和第四基面，其中第一基面与水平面之间的夹角大于零，第二基面与垂直面之间的夹角大于零，水平面与垂直面之间互相垂直，第一基面与第二基面之间通过弧形表面圆滑连接，在第一基面与第二基面之间的弧形表面处形成凹槽；第二基面与第三基面在交汇处形成齿尖；第三基面的宽度大于零，第四基面从第三基面的与齿尖距离等于第三基面的宽度的位置向下倾斜。第一基面与水平面之间的夹角为30°；第二基面与垂直面之间的夹角为12°，第三基面的宽度为2mm，所述垂直面与水平面相互垂直。复合拉刀依次经过两次预热处理，淬火处理，4次回火工艺，冰冷处理和校直工艺。所述的两次预热处理包括第一次预热和第二次预热，第一次预热温度为500-550℃，第一次预热时间为1小时；第二次预热温度为850℃，第二次预热时间为12分钟。所述的淬火处理是采用1170℃-1190℃的加热温度进行淬火，加热时间为10-15秒，加热完成后采用80℃-120℃的冷却油进行冷却，冷却时间与加热时间相同。所述的4次回火工艺每次回火2.5小时，回火温度为540℃-580℃，每次回火后的拉刀冷却至室温后再进行下一次回火。所述的冰冷处理首先使复合拉刀在箱式电炉中加热到200℃，保温两小时，在-70℃下进行冰冷处理，冰冷处理时间维持15分钟。所述的校直工艺将拉刀放置在校直工作台两端的V形支撑块上，使两端保持高度一致，在拉刀有弯曲凸起的部位用天然气喷枪加热烘烤，温度高于300℃并低于回火温度，在拉刀表面呈现淡紫色的同时，采用压力杆对弯曲凸起的部位加压，使该部位的淬火马氏体转变为回火马氏体。本发明的有益效果在于：本发明所述的新型复合拉刀与现有技术相比，成倍提高了工效，并且在质量上提升了至少20％，节约了第二道工效的装模、试模及工装耗费的时间，省时省电，同时解决了现有技术中第二道修孔工艺定位不易定准的技术问题。采用本发明所述的新型复合拉刀能够提高内孔的上下垂直度，“光亮带”即冲出的孔的孔径的内壁的垂直部分得到了提高。附图说明图1是本发明所述的复合拉刀的结构示意图。图2是本发明所述的复合拉刀的齿尖的剖面图。图3是传统加工工艺制作的外链板与轴的装配示意图。图4是本发明的复合拉刀制作的外链板与轴的装配示意图。图中：1-冲钉、2-齿、3-拉杆、4-拉刀定位部、5-拉刀尾部、6-第一圆台连接部、7-第二圆台连接部、21-第一齿、22-第二齿、23-第三齿、24-第四齿、211-第一基面、212-第二基面、213-第三基面、214-第四基面、31-轴、32-外链板、A-第一夹角、B-第二夹角、L-第三基面宽度。具体实施方式下面将结合附图对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。实施例一如图1所示：本发明所述的复合拉刀包括冲钉1、齿2、拉杆3、拉刀定位部4和拉刀尾部5，所述的冲钉1与齿2之间设置有直径从冲钉1向齿2的方向渐缩的第一圆台连接部6，所述的拉杆3与拉刀定位部4之间设置有直径从拉杆3向拉刀定位部4的方向变大的第二圆台连接部7，拉杆3设置在齿2与第二圆台连接部7之间，拉刀定位部4设置在第二圆台连接部7与拉刀尾部5之间，所述的齿2包括直径大于冲孔初始直径并小于冲孔目标直径的冲孔齿和直径等于冲孔目标直径的修孔齿，所述的冲孔齿比所述的修孔齿更靠近所述的冲钉1，所述的冲钉1的直径等于冲孔初始直径。所述的冲钉1、齿2、拉杆3、拉刀定位部4和拉刀尾部5为一体成型的结构。所述的第二圆台连接部的直径从拉杆向拉刀定位部的方向渐增，拉刀定位部的直径大于拉杆的直径，拉刀尾部的直径大于拉刀定位部的直径。采用这种结构的复合拉刀极大地延长了拉刀的使用寿命。由于所述的复合拉刀将冲钉1和包括冲孔齿和修孔齿的齿2结合在一起，并且拉杆3、拉刀定位部4和拉刀尾部5各部位的物理特性均有不同，采用常规制造工艺无法满足该复合拉刀对锋利性、耐磨性、高硬度、高韧性以及长寿命的要求。申请人经过大量试验研制成了特殊的加工工艺，而且该加工工艺对该复合拉刀本身的锋利性、耐磨性、硬度等参数指标有限定作用。由于冲钉1、齿2、拉杆3、拉刀定位部4和拉刀尾部5构成的复合拉刀的特殊形状，使得其在淬火过程中容易产生变形和产生裂纹。因此在淬火、退火等进一步热处理之前，首先经过两次预热处理。第一次预热温度为500-550℃，第一次预热时间为1小时；第二次预热温度为850℃，第二次预热时间为12分钟。预热时间不宜过长，否则容易引起拉刀的脱碳和腐蚀。为了保证拉刀具有良好的硬度和韧性，防止裂纹的产生和变形，保证碳化物良好地熔解，并避免晶粒长大，防止拉刀在淬火后机械性能和切削性能降低，采用1170℃-1190℃的加热温度进行淬火，加热时间为10-15秒，加热完成后采用80℃-120℃的冷却油进行冷却，冷却时间与加热时间相同。为了保证残余奥氏体完全转变，采用4次回火工艺，每次回火2.5小时，回火温度为540℃-580℃，每次回火后的拉刀冷却至室温后再进行下一次回火。为了防止进一步变形，使拉刀在使用过程中能较好地保持尺寸稳定，保持拉刀型面正确，提高被拉零件的质量，延长拉刀的使用寿命，所述的复合拉刀还经过冰冷处理，首先在箱式电炉中加热到200℃，保温两小时，在-70℃下进行冰冷处理，冰冷处理时间维持15分钟。所述的复合拉刀还进一步经过校直工艺，将拉刀放置在校直工作台两端的V形支撑块上，使两端保持高度一致，在拉刀有弯曲凸起的部位用天然气喷枪加热烘烤，温度高于300℃并低于回火温度，在拉刀表面呈现淡紫色的同时，采用压力杆对弯曲凸起的部位加压，使该部位的淬火马氏体转变为回火马氏体，由于回火马氏体的比容较小，产生收缩力，加上压力杆的加压作用，使弯曲的部位变平直。图3示出了传统加工工艺制作的外链板。...