钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置制造方法及图纸

钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置，包括：用于容纳所述钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置的其他组成部分的机架；用于将所述钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置装夹到待加工钢轨待加工面的装夹部分；用于控制所述振动冲击金属表面处理装置的刀头在所述待加工面上沿半n形曲线仿形轨迹动作的横向仿形部分；用于控制所述振动冲击金属表面处理装置刀头在待加工面纵向上的直线行进的纵向行进部分；和提供所述振动冲击金属表面处理装置刀头，提供加工所需的预压力，对钢轨待加工表面进行加工的刀具部分。所述钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置用于对机车钢轨焊接接头焊缝两侧的热影响区进行加工，提高其硬度和耐磨性。

【技术实现步骤摘要】
钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置
本技术属于振动冲击金属表面处理装置
，具体涉及一种机车钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置。
技术介绍
轨道交通是现代交通的重要组成部分，其中钢轨是铁路轨道的主要组成部件，是轨道交通中的重要基础。钢轨的作用是承载和引导机车车辆的车轮前进。机车车辆行进过程中，钢轨承受着来自车轮的巨大压力，并将该压力传递到轨枕上。钢轨必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面，它的表面状况直接关系到列车的运行安全。如图1所示，钢轨的断面形状采用具有最佳抗弯性能的工字形断面，由轨头(1)、轨腰(2)以及轨底(3)三部分组成。其中轨头(1)直接与车轮摩擦接触的受力部分是半n形曲面(4)，该半n形曲面(4)的横断面工作轮廓线是半n形曲线段(40)，半n形曲面(4)包括踏面(41)、R弧(42)和侧面(43)三个部分。机车轨道上的钢轨都是由一定长度的短轨通过焊接方式连接起来的。钢轨焊接包括基地内焊接、铺轨现场焊接以及现场抢修焊接等三种方式。受焊接热的影响，焊接接头热影响区的抗拉强度、硬度、耐磨性、疲劳寿命等力学性能低于钢轨母材，经列车车轮的碾压，接头热影响区磨损快、低踏严重，列车驶过低踏区域时，对钢轨、道床都产生巨大的冲击力，若不及时处理，易产生断轨等事故，严重威胁行车安全。因此，钢轨需要不定期检修更换，工作量大，维护成本高；并且影响轨道交通的运行秩序。有必要在不影响机车正常运行的情况下，对钢轨焊接接头热影响区进行快速金属表面处理，提高其表面硬度等力学性能。钢轨与机车车轮摩擦接触的受力部分是一种非回转的半n形曲面，现有的振动冲击加工方法和加工装置无法直接运用于该待加工部件。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理方法及处理装置。一种钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理方法，包括如下步骤：(1)确定待加工面，所述待加工面是机车车轮与钢轨接触的半n形曲面，所述待加工面的横断面是半n形曲线，所述待加工面的宽度比热影响区的宽度每侧宽出0～100mm；(2)选择钢轨待加工面的加工起始位置，将振动冲击金属表面处理装置的振动冲击刀头设定在所述起始位置；(3)所述振动冲击刀头在所述待加工面的纵向上和横向上同时进行加工，所述振动冲击刀头在纵向上走直线，所述振动冲击刀头在横向上走所述钢轨仿形的半n形曲线(40)，所述振动冲击刀头在纵向和横向上走完所有行程，则所述振动冲击刀头加工轨迹覆盖全部半n形曲面，加工过程结束。优选的，所述步骤(2)的起始位置位于待加工面的边界上；尤其是待加工面的四个顶点中的一个。如图3所示，所述振动冲击刀头在纵向上从左到右或者从右到左每走完一个行程，所述振动冲击刀头在横向上沿钢轨仿形的半n形曲线从前到后或者从后到前走完一个步距a，所述振动冲击刀头在纵向和横向上走完所有行程，则所述振动冲击刀头加工轨迹覆盖全部半n形曲面，即覆盖所有加工面，加工过程结束。所述振动冲击刀头的动力源可以为气动、液压、电磁和机械式等。其中气动冲击刀头加工频率是0～500Hz，液压冲击刀头加工频率是0～2000Hz，电磁冲击刀头加工频率是0～16000Hz，机械式冲击刀头加工频率是0～200Hz。所述步距a为0.01mm～3mm，更优的范围0.1mm～1mm，最优步距a是0.2mm。所述方法步骤(3)中所述振动冲击刀头的同时加工的方式还可以是，如图4所示，所述振动冲击刀头在横向上从后到前或者从前到后每走完一个行程，所述振动冲击刀头在纵向上从左到右或者从右到左走完一个步距a。所述振动冲击刀头在纵向和横向上走完所有行程，则所述振动冲击刀头加工轨迹覆盖全部半n形曲面，即覆盖所有加工面，加工过程结束。为了实现上述钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理方法，本技术提供一种钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置。如图5和图7所示，钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置，包括：用于容纳所述钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置的其他组成部分的机架(7)；用于将所述钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置装夹到待加工钢轨待加工面的装夹部分，所述装夹部分与所述机架(7)固定连接；用于控制所述振动冲击金属表面处理装置的刀头在所述待加工面上沿半n形曲线仿形轨迹动作的横向仿形部分；用于控制所述振动冲击金属表面处理装置刀头在待加工面纵向上的直线行进的纵向行进部分；和提供所述振动冲击金属表面处理装置刀头，提供加工所需的预压力，对钢轨待加工表面进行加工的振动冲击刀具部分。所述机架(7)可以是任何能够容纳所述钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置其他组成部分的装置。所述机架(7)第一种具体的结构是，如图5所示，包括左仿形板(71)、右仿形板(72)和后连接板(73)，所述左仿形板(71)和所述右仿形板(72)分别与所述后连接板(73)固定连接，所述左仿形板(71)下面设有左卡槽(710)，所述右仿形板(72)下面设有右卡槽(720)，所述左卡槽(710)和所述右卡槽(720)用于容纳待加工钢轨的轨头部分。在所述机架结构的基础上，进一步的，如图7和图8所示，所述左仿形板(71)和所述右仿形板(72)相对的两个内侧面分别设有半n形曲线仿形左轨迹槽(711)和半n形曲线仿形右轨迹槽(721)，所述半n形曲线仿形左轨迹槽(711)和半n形曲线仿形右轨迹槽(721)的形状是待加工钢轨加工面的断面半n形曲线(40)。在所述机架结构的基础上，也可以采用如图5和10所示的结构，代替前述半n形曲线仿形左轨迹槽(711)和半n形曲线仿形右轨迹槽(721)，即在所述左仿形板(71)和所述右仿形板(72)相对的两个内侧面分别设有半n形曲线仿形滑轨(28)，所述半n形曲线仿形滑轨(28)的形状是待加工钢轨加工面的断面半n形曲线(40)。所述装夹部分可以是任何将所述钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置装夹到待加工钢轨待加工位置的装置。装夹部分的第一种结构是：如图7所示，所述的装夹部分包括夹紧气缸(20)、夹块座(15)和夹块(21)，所述夹紧气缸(20)固定在所述后连接板(73)的后面，所述后连接板(73)设有第一通孔(74)；所述夹块座(15)安装在所述后连接板(73)与所述夹紧气缸(20)相对应的另一侧，所述夹块座(15)设置内孔(151)，所述内孔(151)与所述第一通孔(74)位置对应，所述夹紧气缸(20)的第一气缸杆(201)在所述内孔(151)内与所述夹块(21)连接，使所述夹块(21)可在所述内孔(151)中前后滑动。加工过程中，所述夹块(21)在所述第一气缸杆(201)的驱动下沿所述内孔(151)滑动伸出抵靠到待加工钢轨轨头(1)上。在所述夹块(21)和所述左卡槽(710)及所述右卡槽(720)的共同夹紧作用下，将所述钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置夹紧到待加工钢轨上。优选的，所述夹块(21)前端与钢轨轨头(1)抵靠的部分采用与轨头相配合的端面形状。所述装夹部分的第二种结构与上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置，其特征在于，包括：/n——机架，用于容纳所述钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置的其他组成部分；/n——装夹部分，用于将所述钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置装夹到待加工钢轨的待加工面上，所述装夹部分与所述机架固定连接；/n——横向仿形部分，用于控制所述振动冲击金属表面处理装置的刀头在所述待加工面上沿半n形曲线仿形轨迹动作；/n——纵向行进部分，用于控制所述振动冲击金属表面处理装置的刀头在待加工面纵向上的直线行进；/n——振动冲击刀具部分，用于提供所述振动冲击金属表面处理装置的刀头，提供加工所需的预压力，对钢轨待加工表面进行加工。/n

【技术特征摘要】
1.钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置，其特征在于，包括：
——机架，用于容纳所述钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置的其他组成部分；
——装夹部分，用于将所述钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置装夹到待加工钢轨的待加工面上，所述装夹部分与所述机架固定连接；
——横向仿形部分，用于控制所述振动冲击金属表面处理装置的刀头在所述待加工面上沿半n形曲线仿形轨迹动作；
——纵向行进部分，用于控制所述振动冲击金属表面处理装置的刀头在待加工面纵向上的直线行进；
——振动冲击刀具部分，用于提供所述振动冲击金属表面处理装置的刀头，提供加工所需的预压力，对钢轨待加工表面进行加工。


2.根据权利要求1所述的钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置，其特征在于，所述机架(7)包括左仿形板(71)、右仿形板(72)和后连接板(73)，所述左仿形板(71)和所述右仿形板(72)分别与所述后连接板(73)固定连接，所述左仿形板(71)下面设有左卡槽(710)，所述右仿形板(72)下面设有右卡槽(720)，所述左卡槽(710)和所述右卡槽(720)用于容纳待加工钢轨的轨头部分。


3.根据权利要求2所述的钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置，其特征在于，所述左仿形板(71)和所述右仿形板(72)相对的两个内侧面分别设有半n形曲线仿形左轨迹槽(711)和半n形曲线仿形右轨迹槽(721)，所述半n形曲线仿形左轨迹槽(711)和半n形曲线仿形右轨迹槽(721)的形状是待加工钢轨加工面的断面半n形曲线(40)。


4.根据权利要求2所述的钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置，其特征在于，所述左仿形板(71)和所述右仿形板(72)相对的两个内侧面分别设有半n形曲线仿形滑轨(28)，所述半n形曲线仿形滑轨(28)的形状是待加工钢轨加工面的断面半n形曲线(40)。


5.根据权利要求2、3或者4所述的钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置，其特征在于，所述的装夹部分包括夹紧气缸(20)、夹块座(15)和夹块(21)，所述夹紧气缸(20)固定在所述后连接板(73)的后面，所述后连接板(73)设有第一通孔(74)；所述夹块座(15)安装在所述后连接板(73)与夹紧气缸(20)相对应的另一侧，所述夹块座(15)设置内孔(151)，所述内孔(151)与所述第一通孔(74)位置对应，所述夹紧气缸(20)的第一气缸杆(201)在所述内孔(151)内与所述夹块(21)连接，使所述夹块(21)可在所述内孔(151)中前后滑动。


6.根据权利要求5所述的钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置，其特征在于，所述夹块(21)前端与钢轨轨头(1)抵靠的部分采用与轨头相配合的端面形状。


7.根据权利要求2、3或者4所述的钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置，其特征在于，所述的装夹部分包括夹紧油缸(27)、夹块座(15)和夹块(21)，所述夹紧油缸(27)固定在所述后连接板(73)的后面，所述后连接板(73)设有第一通孔(74)；所述夹块座(15)安装在所述后连接板(73)与所述夹紧油缸(27)相对应的另一侧，所述夹块座(15)设置内孔(151)，所述内孔(151)与所述第一通孔(74)对应，所述夹紧油缸(27)的油缸杆在所述内孔(151)内与所述夹块(21)连接，使所述夹块(21)可在所述内孔(151)中前后滑动。


8.根据权利要求3所述的钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置，其特征在于，所述横向行进部分包括仿形动作板(8)和第一贯穿式步进电机(16)，所述仿形动作板(8)左右两端与嵌入所述半n形曲线仿形左轨迹槽(711)和所述半n形曲线仿形右轨迹槽(721)并可在所述左轨迹槽(711)和所述右轨迹槽(721)内自由转动或者自由移动的部件连接；所述第一贯穿式步进电机(16)绕安装轴(11)可转动的安装在所述机架(7)的所述后连接板(73)上，所述安装轴(11)的轴向与待加工钢轨的纵向同向，所述第一贯穿式步进电机(16)的第一丝杆(22)的一端与所述仿形动作板(8)转动连接；所述振动冲击刀具部分横向位置固定、纵向位置可移动的安装在所述仿形动作板(8)上。


9.根据权利要求3所述的钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置，其特征在于，所述横向行进部分包括仿形动作板(8)和第一伺服液压缸(24)，所述仿形动作板(8)左右两端与嵌入所述半n形曲线仿形左轨迹槽(711)和所述半n形曲线仿形右轨迹槽(721)并可在所述左轨迹槽(711)和所述右轨迹槽(721)内自由转动或者自由移动的部件连接；所述第一伺服液压缸(24)绕安装轴(11)可转动的安装在所述机架(7)的所述后连接板(73)上，所述安装轴(11)的轴向与待加工钢轨的纵向同向，所述第一伺服液压缸(24)的第一液压杠杆(241)的一端与所述仿形动作板(8)转动连接；所述振动冲击刀具部分横向位置固定、纵向位置可移动的安装在所述仿形动作板(8)上。


10.根据权利要求8或者9所述的钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置，其特征在于，所述嵌入所述半n形曲线仿形左轨迹槽(711)和所述半n形曲线仿形右轨迹槽(721)并可在所述左轨迹槽(711)和所述右轨迹槽(721)内自由转动或者自由移动的部件是滑轮(12)。


11.根据权利要求4所述的钢轨焊接接头振动冲击金属表面处理装置，其特征在于，所述横向行进部分包括仿形动作板(8)和第一贯穿式步进电机(16)，所述仿形动作板(8)左右两端与嵌入所述半n形曲线仿形滑轨(28)中的曲线滑块(29)连接，所述第一贯穿式步进电机(16)绕安装轴(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红霞，王阳，
申请(专利权)人：济南豪特创新管理咨询合伙企业有限合伙，
类型：新型
国别省市：山东;37