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(duì)無碴軌道板承軌臺(tái)進(jìn)行磨削加工的方法。
背景技術(shù)：
目前在時(shí)速大于每小時(shí)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(jìn)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(duì)軌道板承軌臺(tái)進(jìn)行磨削和雕刻序號(hào)。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(shí)，其承軌臺(tái)的磨削全部采用國外的加工工藝方法承軌臺(tái)采用半邊(55%的寬度)磨削，一個(gè)承軌臺(tái)需要磨削兩次。 因此在磨削時(shí)需要通過磨削砂輪的安裝主軸回轉(zhuǎn)180°進(jìn)行兩次磨削，才能完成一個(gè)完整承軌面的磨削加工。(參照?qǐng)D1)承軌臺(tái)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(shí)需要主軸回轉(zhuǎn)、機(jī)床坐標(biāo)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(dá)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(gè)完整承軌面磨削加工的高效磨削加工方法，本方法實(shí)現(xiàn)了軌道板承軌臺(tái)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(diǎn)，同時(shí)，采用該方法加工出的承軌面不會(huì)出現(xiàn)接刀痕，誤差小，在全長6550mm范圍內(nèi)能達(dá)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(shí)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(gè)主軸箱，兩個(gè)主軸箱在橫梁的長度方向上沿著運(yùn)動(dòng)滑軌滑動(dòng)，主軸箱內(nèi)設(shè)有滑枕，滑枕沿設(shè)置在主軸箱內(nèi)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌在主軸箱內(nèi)作豎直上下運(yùn)動(dòng)，兩主軸箱內(nèi)的滑枕下端面各設(shè)一個(gè)磨削主軸，磨削主軸上各設(shè)一個(gè)整體成形砂輪，每個(gè)整體成形砂輪分別對(duì)應(yīng)加工軌道板承軌面的兩個(gè)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(dòng)磨削主軸回轉(zhuǎn)的的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用的額定功率為150Kw，電機(jī)工作，驅(qū)動(dòng)磨削主軸帶動(dòng)整體成形砂輪對(duì)軌道板承軌面的兩個(gè)半邊同時(shí)進(jìn)行磨削加工，橫梁沿縱梁長度方向滑動(dòng)，帶動(dòng)整體成形砂輪對(duì)承軌面在長度方向上進(jìn)行加工，調(diào)整主軸箱在橫梁長度方向上的滑動(dòng)距離，即調(diào)整整體成形砂輪在承軌面寬度方向上的對(duì)刀位置。所述運(yùn)動(dòng)滑軌的個(gè)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(gè)主軸箱均容納在橫梁中開設(shè)的封閉框內(nèi)，封閉框?yàn)榫匦谓Y(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)滑軌沿著封閉框的長度方向設(shè)置，兩個(gè)主軸箱均在封閉框的長度方向沿著運(yùn)動(dòng)滑軌運(yùn)動(dòng)。所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的個(gè)數(shù)為四根，四根運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(gè)主軸箱，兩個(gè)主軸箱在橫梁的長度方向上沿著運(yùn)動(dòng)滑軌滑動(dòng)，主軸箱內(nèi)設(shè)有滑枕，滑枕沿設(shè)置在主軸箱內(nèi)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌在主軸箱內(nèi)作豎直上下運(yùn)動(dòng)，兩主軸箱內(nèi)的滑枕下端面各設(shè)一個(gè)磨削主軸，磨削主軸上各設(shè)一個(gè)整體成形砂輪，每個(gè)整體成形砂輪分別對(duì)應(yīng)加工軌道板承軌面的兩個(gè)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(dòng)磨削主軸回轉(zhuǎn)的的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用的額定功率為150KW，電機(jī)工作，驅(qū)動(dòng)磨削主軸帶動(dòng)整體成形砂輪對(duì)軌道板承軌面的兩個(gè)半邊同時(shí)進(jìn)行磨削加工，橫梁沿縱梁長度方向滑動(dòng)，帶動(dòng)整體成形砂輪對(duì)承軌面在長度方向上進(jìn)行加工，調(diào)整主軸箱在橫梁長度方向上的滑動(dòng)距離，即調(diào)整整體成形砂輪在承軌面寬度方向上的對(duì)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(jìn)行兩次磨削相比，只需一次磨削就能同時(shí)對(duì)軌道板的兩個(gè)半邊進(jìn)行同時(shí)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(shí)間，提高了設(shè)備的有效利用率；同時(shí)，整體成形砂輪對(duì)軌道板承軌面的兩個(gè)半邊同時(shí)進(jìn)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(duì)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(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)控制誤差，提高了承軌臺(tái)的加工精度，在全長6550mm范圍內(nèi)能達(dá)到
0.Imm的磨削精度；動(dòng)磨削主軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用的額定功率為150Kw，這樣才能更好地滿足承軌臺(tái)的單個(gè)完整承軌面一次磨削的動(dòng)力需求。二、橫梁上設(shè)置有封閉框，兩個(gè)主軸箱容納在封閉框內(nèi)，且兩個(gè)主軸箱沿著布置在橫梁上、下兩面的四根運(yùn)動(dòng)滑軌運(yùn)動(dòng)，這樣的結(jié)構(gòu)方式，一方面，減少了磨削過程中的振動(dòng)， 增強(qiáng)了主軸箱在加工過程中的平穩(wěn)性和剛性，同時(shí)也就進(jìn)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(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，滑枕沿四根運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌作豎直上下運(yùn)動(dòng)。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(dòng)，增強(qiáng)了滑枕在加工過程中的穩(wěn)定性和剛性，同時(shí)也就進(jìn)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(dòng)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(jìn)一步提高磨床的生產(chǎn)效率，同時(shí)，加工出的承軌面不會(huì)出現(xiàn)接刀痕，誤差小。


下面將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，其中 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中軌道板承軌臺(tái)半邊加工方法示意圖
圖2為本發(fā)明的單個(gè)承軌臺(tái)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的四導(dǎo)軌；2、滑枕；3、主軸箱。
具體實(shí)施例方式實(shí)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(gè)主軸箱4，兩個(gè)主軸箱4在橫梁3的長度方向上沿著運(yùn)動(dòng)滑軌滑動(dòng)，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(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌在主軸箱4內(nèi)作豎直上下運(yùn)動(dòng)，兩主軸箱4內(nèi)的滑枕5下端面各設(shè)一個(gè)磨削主軸2，磨削主軸2上各設(shè)一個(gè)整體成形砂輪6，每個(gè)整體成形砂輪6分別對(duì)應(yīng)加工軌道板承軌面的兩個(gè)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(dòng)磨削主軸2回轉(zhuǎn)的的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用的額定功率為150Kw，電機(jī)工作，驅(qū)動(dòng)磨削主軸2帶動(dòng)整體成形砂輪6對(duì)軌道板承軌面的兩個(gè)半邊同時(shí)進(jìn)行磨削加工，橫梁3沿縱梁1長度方向滑動(dòng)，帶動(dòng)整體成形砂輪6對(duì)承軌面在長度方向上進(jìn)行加工，調(diào)整主軸箱4在橫梁3長度方向上的滑動(dòng)距離，即調(diào)整整體成形砂輪 6在承軌面寬度方向上的對(duì)刀位置。(參照?qǐng)D2和圖3) 實(shí)施例2
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，作為本發(fā)明的一較佳實(shí)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(yùn)動(dòng)的四滑軌1，橫梁3采用框式結(jié)構(gòu)，通過對(duì)稱設(shè)計(jì)， 減少了磨削過程中的振動(dòng)和熱變形，增強(qiáng)了滑枕在加工過程中的穩(wěn)定性和剛性。實(shí)施例3
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，作為本發(fā)明的一最佳實(shí)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(yùn)動(dòng)的四導(dǎo)軌1，主軸箱采用封閉箱式結(jié)構(gòu)，通過對(duì)稱設(shè)計(jì)，減少了磨削過程中的振動(dòng)和熱變形，增強(qiáng)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(dòng)軸承，磨削主軸的軸承支撐間距達(dá)到磨削尺寸的1. 5倍以上，磨削主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定功率為150Kw，磨削主軸的最高轉(zhuǎn)速達(dá)到2000r/
mirio實(shí)施例4
除了實(shí)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?zhǔn)備工位，確定機(jī)床的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，待前一塊軌道板磨削及檢測(cè)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(jìn)行軌道板的自動(dòng)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(jìn)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(cè)量裝置進(jìn)行軌道板承軌面上所有關(guān)鍵點(diǎn)的測(cè)量，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥ハ髯詣?dòng)編程軟件與鐵路設(shè)計(jì)線路數(shù)據(jù)(每個(gè)承軌臺(tái)的坐標(biāo)值和角度值)進(jìn)行對(duì)比計(jì)算、分析；
5)磨削自動(dòng)編程軟件根據(jù)分析結(jié)果判定被檢測(cè)的工件不符合磨削規(guī)定要求，系統(tǒng)將自動(dòng)將工件送出磨削加工工位；若合格，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果確定最佳磨削量和磨削次數(shù)，自動(dòng)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(duì)各伺服運(yùn)動(dòng)軸進(jìn)行自動(dòng)控制，完成軌道板承軌面的磨削加工；
7)磨床清洗裝置對(duì)軌道板承軌面進(jìn)行清洗、吹干；
8)磨床在線測(cè)量裝置再次進(jìn)行軌道板承軌面上所有關(guān)鍵點(diǎn)的測(cè)量，確定磨床加工的尺寸精度是否符合鐵路設(shè)計(jì)線路數(shù)據(jù)，若不符合規(guī)定要求，系統(tǒng)將自動(dòng)將工件送出磨削加工工位；若合格，系統(tǒng)自動(dòng)將測(cè)量數(shù)據(jù)記入鐵路設(shè)計(jì)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(dú)立的雕刻裝置進(jìn)行軌道板序號(hào)雕刻。 本發(fā)明不限于上述實(shí)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(duì)上述實(shí)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(hù)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(gè)主軸箱，兩個(gè)主軸箱在橫梁的長度方向上沿著運(yùn)動(dòng)滑軌滑動(dòng)，主軸箱內(nèi)設(shè)有滑枕，滑枕沿設(shè)置在主軸箱內(nèi)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌在主軸箱內(nèi)作豎直上下運(yùn)動(dòng)，兩主軸箱內(nèi)的滑枕下端面各設(shè)一個(gè)磨削主軸，磨削主軸上各設(shè)一個(gè)整體成形砂輪，每個(gè)整體成形砂輪分別對(duì)應(yīng)加工軌道板承軌面的兩個(gè)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(dòng)磨削主軸回轉(zhuǎn)的的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用的額定功率為150KW，電機(jī)工作，驅(qū)動(dòng)磨削主軸帶動(dòng)整體成形砂輪對(duì)軌道板承軌面的兩個(gè)半邊同時(shí)進(jìn)行磨削加工，橫梁沿縱梁長度方向滑動(dòng)，帶動(dòng)整體成形砂輪對(duì)承軌面在長度方向上進(jìn)行加工，調(diào)整主軸箱在橫梁長度方向上的滑動(dòng)距離，即調(diào)整整體成形砂輪在承軌面寬度方向上的對(duì)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(yùn)動(dòng)滑軌的個(gè)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(gè)主軸箱均容納在橫梁中開設(shè)的封閉框內(nèi)，封閉框?yàn)榫匦谓Y(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)滑軌沿著封閉框的長度方向設(shè)置，兩個(gè)主軸箱均在封閉框的長度方向沿著運(yùn)動(dòng)滑軌運(yùn)動(dòng)。
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(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的個(gè)數(shù)為四根，四根運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(gè)主軸箱，兩個(gè)主軸箱在橫梁的長度方向上沿著運(yùn)動(dòng)滑軌滑動(dòng)，兩個(gè)主軸箱分別對(duì)應(yīng)加工軌道板承軌面的兩個(gè)半邊寬度；主軸箱中的滑枕通過設(shè)置在主軸箱內(nèi)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌作豎直上下運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)磨削主軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用的額定功率為150kW，電機(jī)工作，驅(qū)動(dòng)磨削主軸帶動(dòng)整體成形砂輪對(duì)軌道板承軌面的兩個(gè)半邊同時(shí)進(jìn)行磨削加工。本方法實(shí)現(xiàn)了軌道板承軌臺(tái)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(diǎn)，同時(shí)，采用該方法加工出的承軌面不會(huì)出現(xiàn)接刀痕，誤差小，在全長6550mm范圍內(nèi)能達(dá)到0.1mm的磨削精度。
文檔編號(hào)B24B7/14GK102152182SQ20111005471
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)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(qǐng)人:四川省成都普什機(jī)電技術(shù)研究有限公司