專利名稱：無碴軌道板高效磨削加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速鐵路建設(shè)中所需無碴軌道板的加工方法技術(shù)領(lǐng)域，確切地說涉及一種采用數(shù)控磨床對無碴軌道板承軌臺進行磨削加工的方法。
背景技術(shù)：
目前在時速大于每小時250Km的高速鐵路建設(shè)中，普遍采用CRTSII型無碴軌道系統(tǒng)(也稱為改進型的博格式無碴軌道系統(tǒng))，其關(guān)鍵核心是通過高精度數(shù)控軌道板磨床對軌道板承軌臺進行磨削和雕刻序號。由于軌道板是鐵路建設(shè)的基礎(chǔ)，因此高效制造軌道板成為高速鐵路發(fā)展急需解決的問題。目前國內(nèi)外軌道板制造企業(yè)生產(chǎn)CRTSII型無碴軌道板時，其承軌臺的磨削全部采用國外的加工工藝方法承軌臺采用半邊(55%的寬度)磨削，一個承軌臺需要磨削兩次。 因此在磨削時需要通過磨削砂輪的安裝主軸回轉(zhuǎn)180°進行兩次磨削，才能完成一個完整承軌面的磨削加工。(參照圖1)承軌臺的整體形狀和高精度尺寸要求完全依靠磨削砂輪的回轉(zhuǎn)精度保證。而由于兩次磨削時需要主軸回轉(zhuǎn)、機床坐標變換等誤差造成磨削的承軌面出現(xiàn)接刀痕，誤差較大，在全長6550mm范圍內(nèi)不能達到0. Imm的磨削精度。加工方法示意圖如圖3所示。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種只需一次磨削就能完成一個完整承軌面磨削加工的高效磨削加工方法，本方法實現(xiàn)了軌道板承軌臺整體一次成形磨削，提高了磨床的生產(chǎn)效率，具有高速、高精度、高剛性的優(yōu)點，同時，采用該方法加工出的承軌面不會出現(xiàn)接刀痕，誤差小，在全長6550mm范圍內(nèi)能達到0. Imm的磨削精度。本發(fā)明是通過采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種無碴軌道板高效磨削加工方法，其特征在于在數(shù)控磨床中的兩縱梁之間設(shè)置一橫梁，橫梁上設(shè)置兩個主軸箱，兩個主軸箱在橫梁的長度方向上沿著運動滑軌滑動，主軸箱內(nèi)設(shè)有滑枕，滑枕沿設(shè)置在主軸箱內(nèi)的運動導(dǎo)軌在主軸箱內(nèi)作豎直上下運動，兩主軸箱內(nèi)的滑枕下端面各設(shè)一個磨削主軸，磨削主軸上各設(shè)一個整體成形砂輪，每個整體成形砂輪分別對應(yīng)加工軌道板承軌面的兩個半邊寬度；所述整體成形砂輪的形狀與需要加工承軌面的形狀相匹配，驅(qū)動磨削主軸回轉(zhuǎn)的的驅(qū)動電機采用的額定功率為150Kw，電機工作，驅(qū)動磨削主軸帶動整體成形砂輪對軌道板承軌面的兩個半邊同時進行磨削加工，橫梁沿縱梁長度方向滑動，帶動整體成形砂輪對承軌面在長度方向上進行加工，調(diào)整主軸箱在橫梁長度方向上的滑動距離，即調(diào)整整體成形砂輪在承軌面寬度方向上的對刀位置。所述運動滑軌的個數(shù)為四根，上面兩根設(shè)置在橫梁的上面，下面兩根設(shè)置在橫梁的下面，兩個主軸箱均容納在橫梁中開設(shè)的封閉框內(nèi)，封閉框為矩形結(jié)構(gòu)，運動滑軌沿著封閉框的長度方向設(shè)置，兩個主軸箱均在封閉框的長度方向沿著運動滑軌運動。所述運動導(dǎo)軌的個數(shù)為四根，四根運動導(dǎo)軌均設(shè)置在主軸箱內(nèi)壁。所述磨削主軸采用直徑200mm的滾動軸承，主軸支撐間距為磨削尺寸的1. 5倍以上，最高轉(zhuǎn)速為2000r/min，砂輪的線速度為65m/s。所述整體成形砂輪是金剛石砂輪。本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在
一、由于本發(fā)明采用“兩縱梁之間設(shè)置一橫梁，橫梁上設(shè)置兩個主軸箱，兩個主軸箱在橫梁的長度方向上沿著運動滑軌滑動，主軸箱內(nèi)設(shè)有滑枕，滑枕沿設(shè)置在主軸箱內(nèi)的運動導(dǎo)軌在主軸箱內(nèi)作豎直上下運動，兩主軸箱內(nèi)的滑枕下端面各設(shè)一個磨削主軸，磨削主軸上各設(shè)一個整體成形砂輪，每個整體成形砂輪分別對應(yīng)加工軌道板承軌面的兩個半邊寬度；整體成形砂輪的形狀與需要加工承軌面的形狀相匹配，驅(qū)動磨削主軸回轉(zhuǎn)的的驅(qū)動電機采用的額定功率為150KW，電機工作，驅(qū)動磨削主軸帶動整體成形砂輪對軌道板承軌面的兩個半邊同時進行磨削加工，橫梁沿縱梁長度方向滑動，帶動整體成形砂輪對承軌面在長度方向上進行加工，調(diào)整主軸箱在橫梁長度方向上的滑動距離，即調(diào)整整體成形砂輪在承軌面寬度方向上的對刀位置?！边@樣的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)中通過主軸回轉(zhuǎn)180°進行兩次磨削相比，只需一次磨削就能同時對軌道板的兩個半邊進行同時磨削加工，減少了砂輪的磨削損耗，提高了砂輪的使用壽命，減少了更換砂輪的操作時間，提高了設(shè)備的有效利用率；同時，整體成形砂輪對軌道板承軌面的兩個半邊同時進行磨削加工，并且可調(diào)整整體成形砂輪在承軌面寬度方向上的對刀位置，消除了單邊兩次磨削產(chǎn)生的接刀痕誤差，消除了掉頭磨削時的轉(zhuǎn)動控制誤差，提高了承軌臺的加工精度，在全長6550mm范圍內(nèi)能達到
0.Imm的磨削精度；動磨削主軸的驅(qū)動電機采用的額定功率為150Kw，這樣才能更好地滿足承軌臺的單個完整承軌面一次磨削的動力需求。二、橫梁上設(shè)置有封閉框，兩個主軸箱容納在封閉框內(nèi)，且兩個主軸箱沿著布置在橫梁上、下兩面的四根運動滑軌運動，這樣的結(jié)構(gòu)方式，一方面，減少了磨削過程中的振動， 增強了主軸箱在加工過程中的平穩(wěn)性和剛性，同時也就進一步保證了磨床加工的精度，使誤差控制在所要求的范圍之內(nèi)。三、主軸箱內(nèi)部設(shè)置有四根運動導(dǎo)軌，滑枕沿四根運動導(dǎo)軌作豎直上下運動。這樣的結(jié)構(gòu)方式，減少了滑枕在磨削加工過程中的振動，增強了滑枕在加工過程中的穩(wěn)定性和剛性，同時也就進一步保證了磨床加工的精度，使誤差控制在所要求的范圍之內(nèi)。四、本發(fā)明中，磨削主軸采用直徑200mm的滾動軸承，主軸支撐間距為磨削尺寸的
1.5倍以上，最高轉(zhuǎn)速為2000r/min，砂輪的線速度為65m/s，這樣的技術(shù)方案，能進一步提高磨床的生產(chǎn)效率，同時，加工出的承軌面不會出現(xiàn)接刀痕，誤差小。


下面將結(jié)合說明書附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明，其中 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中軌道板承軌臺半邊加工方法示意圖
圖2為本發(fā)明的單個承軌臺截面一次磨削成形加工方法示意3為本發(fā)明中采用的磨床的總體結(jié)構(gòu)示意圖
圖中1、縱梁；2、磨削主軸；3、橫梁；4、主軸箱；5、滑枕；6、整體成形砂輪；8、輸送裝
4置，9、無應(yīng)力調(diào)整系統(tǒng)，10、軌道毛坯板。圖4a為橫梁結(jié)構(gòu)示意4b為主軸箱截面結(jié)構(gòu)示意圖
圖4中1、支承主軸箱運動的四滑軌；2、主軸箱；3、橫梁；
圖5為主軸箱及滑枕截面結(jié)構(gòu)示意圖
圖中1、支承滑枕運動的四導(dǎo)軌；2、滑枕；3、主軸箱。
具體實施例方式實施例1
本發(fā)明公開了一種無碴軌道板高效磨削加工方法，在數(shù)控磨床中的兩縱梁1之間設(shè)置一橫梁3，橫梁3上設(shè)置兩個主軸箱4，兩個主軸箱4在橫梁3的長度方向上沿著運動滑軌滑動，主軸箱4內(nèi)設(shè)有滑枕5，滑枕5沿設(shè)置在主軸箱4內(nèi)的運動導(dǎo)軌在主軸箱4內(nèi)作豎直上下運動，兩主軸箱4內(nèi)的滑枕5下端面各設(shè)一個磨削主軸2，磨削主軸2上各設(shè)一個整體成形砂輪6，每個整體成形砂輪6分別對應(yīng)加工軌道板承軌面的兩個半邊寬度；所述整體成形砂輪6的形狀與需要加工承軌面的形狀相匹配，驅(qū)動磨削主軸2回轉(zhuǎn)的的驅(qū)動電機采用的額定功率為150Kw，電機工作，驅(qū)動磨削主軸2帶動整體成形砂輪6對軌道板承軌面的兩個半邊同時進行磨削加工，橫梁3沿縱梁1長度方向滑動，帶動整體成形砂輪6對承軌面在長度方向上進行加工，調(diào)整主軸箱4在橫梁3長度方向上的滑動距離，即調(diào)整整體成形砂輪 6在承軌面寬度方向上的對刀位置。(參照圖2和圖3) 實施例2
在實施例1的基礎(chǔ)上，作為本發(fā)明的一較佳實施方式，參照說明書附圖4，所述橫梁3內(nèi)設(shè)置有主軸箱2及支承主軸箱2水平運動的四滑軌1，橫梁3采用框式結(jié)構(gòu)，通過對稱設(shè)計， 減少了磨削過程中的振動和熱變形，增強了滑枕在加工過程中的穩(wěn)定性和剛性。實施例3
在上述實施例的基礎(chǔ)上，作為本發(fā)明的一最佳實施方式，參照說明書附圖5，所述主軸箱3內(nèi)設(shè)置有滑枕2及支承滑枕垂直運動的四導(dǎo)軌1，主軸箱采用封閉箱式結(jié)構(gòu)，通過對稱設(shè)計，減少了磨削過程中的振動和熱變形，增強了滑枕在加工過程中的穩(wěn)定性和剛性。所述磨削主軸采用直徑200mm的滾動軸承，磨削主軸的軸承支撐間距達到磨削尺寸的1. 5倍以上，磨削主軸驅(qū)動電機的額定功率為150Kw，磨削主軸的最高轉(zhuǎn)速達到2000r/
mirio實施例4
除了實施例1的工作方法外，磨床的其余工作流程如下(參看附圖3)
1)軌道毛坯板10由輸送裝置8傳輸?shù)侥ハ骷庸さ墓ぜ蕚涔の?，確定機床的實時工作狀態(tài)，待前一塊軌道板磨削及檢測合格通過輸送線完全輸送雕刻單元后，新的軌道毛坯板通過輸送線輸送到磨削加工工位；
2)磨床無應(yīng)力調(diào)整系統(tǒng)9進行軌道板的自動無應(yīng)力調(diào)整，保證軌道板的加工和使用狀態(tài)相同；
3)磨床定位夾緊裝置8進行軌道板的定位夾緊，保證在磨削過程中軌道板位置穩(wěn)定、
可靠；4)磨床在線測量裝置進行軌道板承軌面上所有關(guān)鍵點的測量，并將檢測數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥ハ髯詣泳幊誊浖c鐵路設(shè)計線路數(shù)據(jù)(每個承軌臺的坐標值和角度值)進行對比計算、分析；
5)磨削自動編程軟件根據(jù)分析結(jié)果判定被檢測的工件不符合磨削規(guī)定要求，系統(tǒng)將自動將工件送出磨削加工工位；若合格，系統(tǒng)自動根據(jù)計算分析結(jié)果確定最佳磨削量和磨削次數(shù)，自動生成用于數(shù)控磨削加工的子程序；
6)磨削程序通過磨床數(shù)控系統(tǒng)對各伺服運動軸進行自動控制，完成軌道板承軌面的磨削加工；
7)磨床清洗裝置對軌道板承軌面進行清洗、吹干；
8)磨床在線測量裝置再次進行軌道板承軌面上所有關(guān)鍵點的測量，確定磨床加工的尺寸精度是否符合鐵路設(shè)計線路數(shù)據(jù)，若不符合規(guī)定要求，系統(tǒng)將自動將工件送出磨削加工工位；若合格，系統(tǒng)自動將測量數(shù)據(jù)記入鐵路設(shè)計線路數(shù)據(jù)庫存檔；
9)松開無應(yīng)力調(diào)整系統(tǒng)和定位夾緊裝置，將軌道板落回到輸送線，將軌道板輸送到獨立的雕刻裝置進行軌道板序號雕刻。 本發(fā)明不限于上述實施例，在本發(fā)明的構(gòu)思范圍內(nèi)，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還可對上述實施例作一些顯而易見的改變，但這些改變均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無碴軌道板高效磨削加工方法，其特征在于在數(shù)控磨床中的兩縱梁之間設(shè)置一橫梁，橫梁上設(shè)置兩個主軸箱，兩個主軸箱在橫梁的長度方向上沿著運動滑軌滑動，主軸箱內(nèi)設(shè)有滑枕，滑枕沿設(shè)置在主軸箱內(nèi)的運動導(dǎo)軌在主軸箱內(nèi)作豎直上下運動，兩主軸箱內(nèi)的滑枕下端面各設(shè)一個磨削主軸，磨削主軸上各設(shè)一個整體成形砂輪，每個整體成形砂輪分別對應(yīng)加工軌道板承軌面的兩個半邊寬度；所述整體成形砂輪的形狀與需要加工承軌面的形狀相匹配，驅(qū)動磨削主軸回轉(zhuǎn)的的驅(qū)動電機采用的額定功率為150KW，電機工作，驅(qū)動磨削主軸帶動整體成形砂輪對軌道板承軌面的兩個半邊同時進行磨削加工，橫梁沿縱梁長度方向滑動，帶動整體成形砂輪對承軌面在長度方向上進行加工，調(diào)整主軸箱在橫梁長度方向上的滑動距離，即調(diào)整整體成形砂輪在承軌面寬度方向上的對刀位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無碴軌道板高效磨削加工方法，其特征在于所述運動滑軌的個數(shù)為四根，上面兩根設(shè)置在橫梁的上面，下面兩根設(shè)置在橫梁的下面，兩個主軸箱均容納在橫梁中開設(shè)的封閉框內(nèi)，封閉框為矩形結(jié)構(gòu)，運動滑軌沿著封閉框的長度方向設(shè)置，兩個主軸箱均在封閉框的長度方向沿著運動滑軌運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無碴軌道板高效磨削加工方法，其特征在于所述運動導(dǎo)軌的個數(shù)為四根，四根運動導(dǎo)軌均設(shè)置在主軸箱內(nèi)壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無碴軌道板高效磨削加工方法，其特征在于所述磨削主軸采用直徑200mm的滾動軸承，主軸支撐間距為磨削尺寸的1. 5倍以上，最高轉(zhuǎn)速為2000r/ min，砂輪的線速度為65m/s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無碴軌道板高效磨削加工方法，其特征在于所述整體成形砂輪是金剛石砂輪。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無碴軌道板高效磨削加工方法，在數(shù)控磨床中橫梁上設(shè)置兩個主軸箱，兩個主軸箱在橫梁的長度方向上沿著運動滑軌滑動，兩個主軸箱分別對應(yīng)加工軌道板承軌面的兩個半邊寬度；主軸箱中的滑枕通過設(shè)置在主軸箱內(nèi)的運動導(dǎo)軌作豎直上下運動，驅(qū)動磨削主軸的驅(qū)動電機采用的額定功率為150kW，電機工作，驅(qū)動磨削主軸帶動整體成形砂輪對軌道板承軌面的兩個半邊同時進行磨削加工。本方法實現(xiàn)了軌道板承軌臺整體一次成形磨削，提高了磨床的生產(chǎn)效率，具有高速、高精度、高剛性的優(yōu)點，同時，采用該方法加工出的承軌面不會出現(xiàn)接刀痕，誤差小，在全長6550mm范圍內(nèi)能達到0.1mm的磨削精度。
文檔編號B24B7/14GK102152182SQ20111005471
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者吳元文, 周維佳, 姜華, 李培奇, 王再東, 王國志, 王國春, 王家力, 王鍵 申請人:四川省成都普什機電技術(shù)研究有限公司