[發(fā)明專利]一種用于車軸強(qiáng)化的強(qiáng)力數(shù)控滾壓機(jī)床

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110792707.0
• 申請(qǐng)日: 2021-07-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115609227A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳煥;吳慶堂;修冬;王澤震;魏巍;應(yīng)宇翔;王凱;王強(qiáng);段學(xué)俊;李珊;郭波;康戰(zhàn);李旭;趙國(guó)法;于瀛;趙亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春設(shè)備工藝研究所
• 主分類號(hào): B23P9/02
• 分類號(hào): B23P9/02;B23Q3/00;B23Q5/40;B23Q17/00;B23B23/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種應(yīng)用于軌道車輛用車軸軸身的強(qiáng)力數(shù)控滾壓設(shè)備，本發(fā)明涉及冷加工強(qiáng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于軌道車輛用車軸的軸身圓弧段和直線段表面滾壓強(qiáng)化。該設(shè)備結(jié)構(gòu)主要由床身部件、主軸箱部件、滑枕、X向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、Z向?qū)к墶⑽沧_(tái)、液壓尾座、滾壓裝置等組成。該設(shè)備通過(guò)X、Z導(dǎo)軌的聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)進(jìn)行精確定位，通過(guò)液壓缸的推進(jìn)施力滾壓，在液壓缸活塞桿連接處安裝單向測(cè)力裝置進(jìn)行滾壓力監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)車軸軸身圓弧段和直線段的強(qiáng)力數(shù)控滾壓。自動(dòng)化程度高、滾壓力大、可靠性高，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滾壓過(guò)程中的滾壓力數(shù)據(jù)，明顯提高滾壓加工精度和均勻性，能有效的保證滾壓效果，提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冷加工強(qiáng)化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于車軸強(qiáng)化的強(qiáng)力數(shù)控滾壓機(jī)床，特別適用于軌道車輛用車軸的軸身過(guò)渡圓弧段、直線段表面滾壓強(qiáng)化。

背景技術(shù)

車軸是軌道車輛行走部分關(guān)鍵件之一，是軌道車輛承載重量和安全運(yùn)行的關(guān)鍵件。受軌道接縫的影響，傳動(dòng)輪長(zhǎng)期受到?jīng)_擊載荷，車軸承受運(yùn)行顛簸中的交變載荷的作用，車軸長(zhǎng)時(shí)間在大載荷、滑動(dòng)摩擦條件下工作，車軸表面常會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋逐漸擴(kuò)散，最終導(dǎo)致車軸的疲勞失效，因此，改變軌道車輛車軸材料的表面性能，提高車軸表面的耐磨性，抗疲勞性，延長(zhǎng)其使用壽命非常重要。車軸常規(guī)的精加工方法是采用磨削加工，通過(guò)磨削加工達(dá)到車軸尺寸精度及表面質(zhì)量，但是磨削表面易產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，而殘余拉應(yīng)力降低結(jié)構(gòu)抗疲勞和耐腐蝕的能力，易導(dǎo)致車軸產(chǎn)生疲勞裂紋，為了解決這一問(wèn)題，改善磨削加工后的表面應(yīng)力狀態(tài)，提高表面質(zhì)量及硬度，主要采用滾壓技術(shù)對(duì)車軸表面進(jìn)行強(qiáng)化處理，使被滾壓的車軸表層金屬塑性變形，使表層組織冷硬化和晶粒變細(xì)，形成致密的纖維狀，并形成殘余壓應(yīng)力層，硬度和強(qiáng)度提高，改善了車軸表面的耐磨性、耐蝕性和配合性。

目前，軌道車輛用車軸生產(chǎn)廠家的車軸滾壓強(qiáng)化主要采用數(shù)控車床或人工依據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)通過(guò)普通車床刀架位置裝夾小圓弧滾壓刀具對(duì)車軸圓弧段和直線段進(jìn)行表面強(qiáng)化，數(shù)控車床則適合進(jìn)行5kN以下的拋光滾壓，滾壓力小，強(qiáng)化效果不明顯，而且普通車床在滾壓過(guò)程中滾壓力不可控，自動(dòng)化程度較低，難以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需求。

中國(guó)專利文獻(xiàn)CN200910187662公開(kāi)了車軸卸荷槽成型滾壓加工裝置，在普通車床上通過(guò)安裝液壓轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)給裝置，使?jié)L壓頭與工件表面加工時(shí)實(shí)時(shí)調(diào)整，使?jié)L壓頭始終與工件表面法向接觸，此方法雖然通過(guò)法向滾壓方式實(shí)現(xiàn)了工件的圓弧面、圓柱面和圓錐面，但在滾壓過(guò)程中無(wú)法實(shí)現(xiàn)滾壓力數(shù)據(jù)監(jiān)控；中國(guó)專利文獻(xiàn)CN109079422A也公開(kāi)了一種軸類工件數(shù)控滾壓裝置，通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)控制各伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)軸類圓柱面進(jìn)行滾壓，通過(guò)應(yīng)變片監(jiān)測(cè)滾壓頭與工件之間的作用，雖然實(shí)現(xiàn)了滾壓力監(jiān)控，無(wú)法實(shí)現(xiàn)車軸多圓弧段、多直線段的連續(xù)強(qiáng)力滾壓強(qiáng)化，兩個(gè)專利均未對(duì)強(qiáng)力滾壓做說(shuō)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于車軸強(qiáng)化的強(qiáng)力數(shù)控滾壓機(jī)床。本機(jī)床可進(jìn)行車軸自動(dòng)定位夾緊，通過(guò)數(shù)控程序?qū)崿F(xiàn)車軸軸身過(guò)渡圓弧段和直線段表面高精度強(qiáng)力數(shù)控滾壓強(qiáng)化，并對(duì)滾壓過(guò)程的滾壓力進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控，提高了車軸強(qiáng)力滾壓強(qiáng)化加工的自動(dòng)化程度及加工效率，有效保證了車軸的可靠性，提高車軸的使用壽命。

本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于車軸強(qiáng)化的強(qiáng)力數(shù)控滾壓機(jī)床，其特征在于，包括床身、主軸系統(tǒng)、Z向進(jìn)給系統(tǒng)、X向進(jìn)給系統(tǒng)、滾壓裝置、液壓尾座、數(shù)控系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)；所述主軸系統(tǒng)、Z向進(jìn)給系統(tǒng)、液壓尾座設(shè)置在所述床身上，所述X向進(jìn)給系統(tǒng)為兩組對(duì)稱布置的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，設(shè)置在所述Z向進(jìn)給系統(tǒng)的滑枕上，所述滾壓裝置相對(duì)設(shè)置在所述X向進(jìn)給系統(tǒng)兩組進(jìn)給機(jī)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，所述數(shù)控系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)控制車軸的自動(dòng)定位夾緊，控制所述液壓尾座的移動(dòng)和伸縮，控制所述主軸系統(tǒng)帶動(dòng)車軸旋轉(zhuǎn)，控制所述X、Z向進(jìn)給系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)進(jìn)行精確定位，帶動(dòng)所述滾壓裝置對(duì)車軸軸身圓弧段與直線段施加滾壓力，并對(duì)滾壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控反饋，實(shí)現(xiàn)車軸強(qiáng)力數(shù)控滾壓強(qiáng)化加工。