[發明專利]一種復雜曲面構件的在線打磨方法

有效

• 申請號: 202110443594.3
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113146432B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 曹衍龍;鮑貴民;丁斌杰;黃芳;劉文淵;陳景曦
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B24B21/16
• 分類號: B24B21/16;B24B21/18;B24B21/20;B24B47/20;B24B49/12
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 徐關壽

本發明公開了一種復雜曲面構件的在線打磨方法，該方法的打磨對象為具有復雜曲面的構件，該構件的表面由平面、豎直面和圓弧柱面相連而成的復雜曲面，圓弧面至少有兩個，且兩個圓弧面的半徑不同；該方法分為橫向打磨和縱向修磨，橫向是指沿垂直于平面的高度方向，縱向是指沿平行于圓弧柱面軸向的長度方向；本發明能夠全自動的實現鋼軌表面打磨，保證了鋼軌表面的質量更為光滑，提高了鋼軌表面的產品質量，表面平滑、無棱角、無臺階，降低了工作人員的勞動強度。

技術領域

本發明屬于鋼軌打磨技術領域，尤其是涉及一種復雜曲面構件的在線打磨方法。

背景技術

鋼廠生產的鋼軌標準長度為25米或100米，標準長度的鋼軌運輸至鋼軌焊接基地后，將鋼軌焊接連成500米長的無縫鋼軌，再運輸到鐵路線上進行鋪設，鐵路線現場鋪設時再用專用設備將500米長鋼軌依次焊接連成500米長鋼軌依次焊接連成全線無縫鋼軌，鋼軌任何位置都不能存在機械連接的狹縫，列車運行時才能平穩。鋼軌在焊軌基地焊接時，每兩根鋼軌焊接處形成焊縫，焊縫厚度高于鋼軌表面形成突出于鋼軌表面的焊瘤，焊瘤必須打磨掉，形成平滑的焊縫，使焊縫及焊縫左右鋼軌都達到行業標準要求的平順過渡才能形成合格的焊縫，保障列車運行平穩和安全。

現有的鋼軌焊縫打磨的方式包括：人工手動打磨，用銑床去除焊瘤和銑床和砂輪結合打磨。人工打磨依賴操作人員的經驗、熟練程度和體力，打磨質量不穩定，勞動強度很大。

發明內容

第一方面，一種復雜曲面構件的打磨方法，該方法的打磨對象為具有復雜曲面的構件，該構件的表面由平面、豎直面和圓弧柱面相連而成的復雜曲面，圓弧面至少有兩個，且兩個圓弧面的半徑不同；該方法分為橫向打磨和縱向修磨，橫向是指沿垂直于平面的高度方向，縱向是指沿平行于圓弧柱面軸向的長度方向；

先用張緊有砂帶的打磨輪沿著平面向豎直面再向圓弧面的打磨軌跡連續的橫向打磨，打磨輪為圓柱形滾輪，打磨輪具有柔性套筒，砂帶張緊在柔性套筒上，打磨輪與結構件相切，打磨輪自轉的同時帶動砂帶運動實現結構件表面的去材打磨，在橫向打磨過程中，打磨輪自轉、同時沿著打磨軌跡進給、并且同時具有縱向進給量；橫向打磨完成后進行縱向修磨，縱向修磨后、打磨區域和非打磨區域之間形成的加工余量至少為0.5mm。

圓弧柱面指的是，在橫截面上成圓弧，沿長度方向拉伸后形成的柱面。

進一步，該結構件包括頂面和底面，頂底和底面之間的至少有一個腰面，頂面和腰面之間有第一豎直面和第一過渡圓弧面，第一過渡圓弧面在第一豎直面之下，在俯視方向上、第一豎直面作為頂面的邊界，第一過渡圓弧面在第一豎直面與頂面的覆蓋范圍內；腰面和底面之間有第二豎直面和第二過渡圓弧面，第二豎直面在第二過渡圓弧面之下，在仰視方向上、第二豎直面作為底面的邊界，第二過渡圓弧面在第二豎直面與頂面的覆蓋范圍內；該結構件的最大寬度為150mm，最大高度為176mm。

作為一種應用場景，以鐵路、地鐵、輕軌等使用的鋼軌作為一種具有復雜曲面的構件，長軌生產線上在線打磨焊接后的鋼軌，該方法使用砂帶在線打磨鋼軌；該方法分為橫向打磨和縱向修磨，橫向是指沿鋼軌的高度方向，縱向是指沿鋼軌的長度方向；橫向打磨時、砂帶從鋼軌的寬度方向的兩側分別沿第一打磨軌跡和第二打磨軌跡進行打磨，砂帶以柔性力抵靠對焊瘤進行拋光去材；第一打磨軌跡和第二打磨軌跡分別對應一側軌腰，第一打磨軌跡覆蓋軌頂面、第二打磨軌跡覆蓋軌底面，或者第一打磨軌跡覆蓋軌底面、第二打磨軌跡覆蓋軌頂面；縱向修磨時，用砂輪沿鋼軌縱向進給。

將焊瘤分為兩條打磨軌跡，每條打磨軌跡均從上向下打磨，實現軌頂、軌腰和軌底的連續自動化打磨。打磨單元以柔性力抵靠鋼軌，避免了剛性力打磨造成硬傷的問題，并且、若焊瘤的強度過大，則打磨單元打滑，避免打磨單元自身損壞。

進一步，橫向打磨時，砂帶除了沿鋼軌橫向的運動以外，同時具有沿鋼軌縱向的運動。