再成形钢轨轨头轮廓的加工设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种借助至少一次操作啮合的铣刀盘使钢轨轨头轮廓再成形的铣刀及用于实施上述方法的设备。
【背景技术】
[0002]钢轨作为一根支承在连续弹性基础上的无限长梁，主要承受来自机车车辆的集中垂直荷载，在其断面上产生一定的弯矩，钢轨包括轨头、轨腰和轨底，在钢轨轨廓与车辆踏面接触处，随着运营时间的增加，会产生各种病害，例如波磨、飞边、接头的不平顺等，将影响运行列车的舒适性，同时加速钢轨的损耗，因此需对钢轨轨廓再成形加工，达到延长钢轨使用寿命，提高运行列车舒适性，降低运行噪音的目的，此过程中加工方法的选择对于提高再成形加工效率、降低加工成本有极其重要的作用，现有技术中常用的方法是，对钢轨采用顺铣加工，使之形成平行于钢轨纵向的铣削轨迹，然后在圆周磨削时一次产生钢轨轮轨接触面、尤其是钢轨轨头横剖面的凸部，位于钢轨轨腰上的轨头设有橫剖面凸部，该凸部包括轮轨接触面，及轨头顶区，铁路车辆的车轮在轮轨接触面及轨头顶区的表面上运行，钢轨轨头磨损到一定程度时，按照高速铁路线路运行要求，钢轨轨廓需要进行修整，以尽可能低的成本使轨头的橫剖面凸部及轮轨接触面再现其原来的状态。因此，按照铁路运营者或铁路公司的要求，需根据磨耗情况及维护情况，对钢轨轨头区的轮轨接触区、轨头顶区进行再成形，以提高钢轨的使用寿命。
[0003]公告号为CN 1296561C的发明专利公开了一种再成形钢轨的至少一个轮轨接触面的方法及相应的设备，该发明涉及圆周铣削再成形钢轨，其采用顺铣的加工方法，形成平行于钢轨纵向的多于五个、最好是九个铣削轨迹，以便在一次圆周磨削步骤中产生钢轨轮轨接触面、最好是钢轨轨头横剖面的凸部，其缺点在于，采用圆周顺铣加工钢轨轨头轮廓，存在切削压力角问题，影响钢轨纵向平顺性精度，而且矛盾的是，如果需提高钢轨纵向平顺性精度，必须增大铣盘直径，从而导致铣削功率及对应走行设备结构复杂，提高切削成本，且复杂设备维护较成本也高；此外由于在钢轨纵向存在多于五个、最好是九个铣削轨迹，采用圆周铣削钢轨轨头后需对铣削轨迹进行打磨，特别是高速铁路线路，这种打磨是必不可少的，经过打磨的钢轨才能降低运行噪音，满足高速铁路线路运行要求，然而，由于需要打磨的轨迹多,打磨成本偏高。
【发明内容】
[0004]本发明即针对上述缺陷加以改进，本发明中关于方向的规定:
X向:钢轨纵向，即平行于钢轨前进的方向；
Y向:钢轨横向，即垂直于钢轨前进的方向；
Z向:与钢轨纵向和钢轨横向所在的平面垂直的方向。
[0005]本发明的第一方面提供一种再成形钢轨轨头轮廓加工设备，其包括支撑基体，该支撑基体上装有移动导轨I，该移动导轨I连接Y向移动座，该Y向移动座上装有Y向导轨，该Y向导轨连接有提升机构，该提升机构外侧装有Z向移动座，该Z向移动座外侧装有Z向导轨，该Z向导轨与铣削主单元连接，该铣削主单元下部装有铣削组件，铣削主单元下部还装有Y向导向装置。
[0006]优选的是，所述铣削主单元还连接有驱动设备，该驱动设备的作用是提供动力。
[0007]更优选的是，所述驱动设备连接有传动装置，该传动装置将所述驱动设备的动力传递至所述铣削主单元的铣刀盘。
[0008]更优选的是，所述铣削组件还与抽吸装置连接，以便铣削加工后的碎屑通过抽吸装置及时排出。
[0009]更优选的是，所述铣削组件包括两个互相啮合的铣刀盘。
[0010]更优选的是，所述铣刀盘上装有铣刀片，用于铣削钢轨。
[0011 ] 优选的是，所述再成形钢轨轨头轮廓加工设备装在运行装置内。
[0012]优选的是，所述再成形钢轨轨头轮廓加工设备通过所述支撑基体装在运行装置10内。
[0013]更优选的是，所述运行装置内装有至少一个所述再成形钢轨轨头轮廓加工设备。
[0014]优选的是，所述运行装置包括车轮以便在钢轨上运行。
[0015]更优选的是，所述运行装置在单侧钢轨上运行。
[0016]更优选的是，所述运行装置在双侧钢轨上运行。
[0017]优选的是，所述Z向移动座下方装有导向装置，该导向装置通过升降机构将其压在钢轨I表面，保证切削刚度，同时该导向装置连接有伺服驱动装置并通过伺服驱动装置，实现铣削组件的Z向进给。
[0018]更优选的是，所述Y向导向装置位于所述铣削组件的前方。
[0019]更优选的是，所述Y向导向装置包括位置比例反馈系统，通过Y向伺服驱动装置实现铣刀盘的Y向进给。
[0020]优选的是，所述移动导轨I在所述支撑基体外侧对称布置。
[0021]本发明的第一方面所述的再成形钢轨轨头轮廓加工设备工作原理是:位于钢轨轨腰上的轨头包括橫剖面凸部，该凸部包括轮轨接触面，及轨头顶区，铁路车辆的车轮在轮轨接触面及轨头顶区的表面上运行，磨损后轨头的轮轨接触面的形状由线G_A表示。一旦钢轨轨头磨损到该状态，按照高速铁路线路运行要求，钢轨轨廓需要进行修整，以尽可能低的成本使轨头的橫剖面凸部及轮轨接触面再现其原来的状态，即再成形后的轨廓橫剖面形状如线G_C所示。因此，按照铁路运营者或铁路公司的要求，需根据磨耗情况及维护情况，对钢轨轨头区的轮轨接触区、轨头顶区进行再成形，以提高钢轨的使用寿命，根据钢轨的磨损情况必须除去较大量的材料，这要求必須尽可能快及低成本地在已铺设的钢轨中完成轨头轨廓再成形，至少再成形轨廓接触面，以便尽可能少地阻碍铁路交通。
[0022]按照本发明第一方面的再成形钢轨轨头轮廓加工设备配有两套啮合铣盘成形装置对称布置于铁路线左、右钢轨上方，以便在一次通过中可以修整左、右两侧的钢轨轨廓；且两套啮合铣刀盘成形设备前、后布置在被成形的铁路线路上，一次通过实现对钢轨的粗加工及精加工，满足铁路线路运行要求。所述支撑基体用于支撑Y向移动座，该移动支座通过移动导轨及伺服电机实现Y向进给运动，在Y向移动座上，Z向移动座通过Z向导轨及提升机构实现Z向移动座Z向升降运动，粗铣削组件和精铣削组件分别沿Z向导轨，通过Z向伺服机构实现铣刀盘Z向进给运动，从而在运行设备沿钢轨纵向运行过程中由粗铣削组件和精铣削组件分别实现对钢轨的粗铣和精铣作业，在铣削组件之间的沿钢轨Y移动的导向装置具有位置比例反馈系统，通过Y伺服驱动装置实现铣刀盘的Y向进给，粗铣及精铣或磨削产生的切屑及粉尘一经出现就通过抽吸装置抽掉。
[0023]此外，也可以仅采用一组成形设备(一式两套，布置于左、右钢轨上)，一次通过中完成修整左、右两侧的钢轨，使用于铁路低速线路运行要求。
[0024]此外，将精铣削组件更换为磨削单元，则可实现对切削轨迹的打磨，该磨削单元有调节磨削深度的系统，按照磨损情况可相对钢轨连续地重复调节砂轮。
[0025]更多操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，不再赘述。
[0026]本发明的第二方面提供一种再成形钢轨轨头轮廓的加工方法，其包括以下步骤: B1.沿单根钢轨的纵向前后布置至少一组啮合铣刀盘；
b1.沿再成形设备运行方向前方的单根钢轨纵向布置一组啮合成形铣刀盘I ;
C1.沿再成形设备运行方向后方的单根钢轨纵向布置一组啮合成形铣刀盘II ；
Cl1.在另一根钢轨的纵向分别布置至少一组啮合铣刀盘；
θ!.在另一根钢轨纵向前方布置一组哨合成形统刀盘I，钢轨纵向后方布置一组哨合成形铣刀盘II ；
f1.将啮合成形铣刀盘I向钢轨轨头进给，对钢轨轨头轮廓粗加工；gl.将啮合成形铣刀盘II向钢轨轨头进给，对钢轨轨头轮廓精加工，从而提高加工轨面的光洁度；
h1.再成形设备沿钢轨纵向前进，完成一段钢轨的连续加工。
[0027]优选的是，以上步骤依次进行，以便完成左右两根钢轨的加工。
[0028]优选的是，单根钢轨上的啮合铣刀盘为一组，左右两根钢轨上的各一组啮合铣刀盘构成一套啮合铣刀盘。
[0029]更优选的是，依次进行步骤&1 bi C1 fi