[发明专利]再成形钢轨轨头轮廓的加工方法

说明书

技术领域

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加工方法，特別是铁路钢轨轨头轮廓再成形的加工方法。

背景技术

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。

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

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。

本发明的第一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：

a₁. 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；

d₁．在另一根钢轨的纵向分别布置至少一组啮合铣刀盘；

e₁．在另一根钢轨纵向前方布置一组啮合成形铣刀盘Ⅰ，钢轨纵向后方布置一组啮合成形铣刀盘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；

g₁．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。

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。

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。

更优选的是，依次进行步骤a₁ b₁ c₁ f₁ g₁ h₁，完成单根钢轨的加工。

优选的是，步骤b₁、步骤d₁、步骤f₁和步骤e₁中所述啮合成形铣刀盘Ⅰ包括至少两个互相啮合的铣刀盘。

更优选的是，所述啮合成形铣刀盘Ⅰ的铣刀盘沿钢轨横向布置。

优选的是，所述铣刀盘装有铣刀片。

更优选的是，所述啮合成形铣刀盘Ⅰ包括2n个互相啮合的铣刀盘，其中n≧1。