[發明專利]變軌外花鍵加工裝置及方法

在審

• 申請號: 201911025953.2
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN110666600A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 徐鋒;蔡衛星;張峰;馮中立;王曉寧
• 申請（專利權）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B49/00
• 代理公司: 11002 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 王宇楊

本發明涉及機械加工領域，尤其涉及一種變軌外花鍵加工裝置及方法。裝置包括，工作臺、伸長裝置、驅動機構、卡盤、轉向裝置、砂輪以及超聲振動裝置；其中，伸長裝置與工作臺相鄰且其上表面與工作臺的上表面等高，形成一個水平加工面；伸長裝置與工作臺的上表面各自安裝有一個卡盤，卡盤連接驅動機構；超聲振動裝置的一端連接轉向裝置，另一端安裝有砂輪。本發明實施例提供的變軌外花鍵加工裝置及方法，實現了對車軸上大尺寸變軌外花鍵的加工，滿足了大尺寸變軌外花鍵的加工需求；實現了超聲振動磨削，提高了磨削效率。

技術領域

本發明涉及機械加工領域，尤其涉及一種變軌外花鍵加工裝置及方法。

背景技術

目前，由于軌道承受載荷及不同國家的鐵路間標準不一致，導致鐵路軌道的間距不一致，現有的列車難以同時滿足不同鐵路軌道間距的要求，即同一列車難以在不同間距的鐵軌上運輸。

解決這個問題的一個重要方法就是采用變軌技術來改變列車輪間的間距。但若具有變軌能力的列車的車軸較長(如超過2.6米)，則車軸上的變軌外花鍵的尺寸相對較大，且要求能在重載下運動。這就對變軌外花鍵的加工精度提出了較高的要求，現有加工裝置與加工方法難以滿足對變軌外花鍵加工精度與加工效率的要求。

發明內容

本發明實施例提供一種變軌外花鍵加工裝置及方法，用以解決現有技術中對大尺寸車軸上的變軌外花鍵加工困難，無法滿足加工精度與加工效率的缺陷。

本發明實施例提供一種變軌外花鍵加工裝置，包括：工作臺1、機床主軸4、伸長裝置11、驅動機構12、卡盤13、機床夾具14、轉向裝置6、砂輪3以及超聲振動裝置；其中，

所述伸長裝置11與所述工作臺1相鄰且其上表面與工作臺1的上表面等高，形成一個水平加工面；所述伸長裝置11與所述工作臺1的上表面各自安裝有一個卡盤13，所述卡盤13連接驅動機構12；

所述轉向裝置6的一端連接機床主軸4，另一端連接所述超聲振動裝置的一端，所述超聲振動裝置的另一端安裝有所述砂輪3。

上述技術方案中，還包括傳感器，所述傳感器至少有一對，至少一個所述傳感器布置在所述工作臺1上，至少一個所述傳感器布置在機床的刀具中心。

上述技術方案中，所述轉向裝置6包括第一轉向部件、第二轉向部件；其中，所述第一轉向部件垂直設置且與所述機床主軸4連接，所述第二轉向部件水平設置且與所述第一轉向部件傳動嚙合；

所述第一轉向部件、第二轉向部件62為錐齒輪或者螺旋面齒輪。

上述技術方案中，所述超聲振動裝置包括振動變幅桿7和壓電致動器，所述壓電致動器安裝在振動變幅桿7上。

上述技術方案中，所述卡盤13的外側具有標準鍵槽。

本發明還提供了基于所述的變軌外花鍵加工裝置所實現的變軌外花鍵加工方法，包括：

車軸與部件安裝步驟，將待加工的車軸2安放在所述伸長裝置11的上表面與所述工作臺1的上表面所形成的水平加工面上，所述車軸2與所述卡盤13傳動連接，機床夾具14夾持所述車軸2的兩端；

機床誤差影響量測量步驟，通過傳感器測試得出在安裝車軸2、機床夾具14和超聲振動裝置前后的位置差別，以此得出機床誤差影響量；

磨削加工參數設置步驟，先確定砂輪與工件不會發生干涉的最大直徑r_s，然后通過超聲振動輔助加工試驗分別獲得粗磨削加工砂輪和精磨削加工砂輪加工后的變軌花鍵的磨削面的表面粗糙度、表面硬度和殘余應力與加工參數之間的關系，根據對磨削面的表面粗糙度、表面硬度和殘余應力的約束以及材料去除效率最高的條件下獲得粗磨削加工的加工參數和精磨削加工的加工參數；