CN103167933B - 用于对轮组轴进行滚压的机床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机器，特别是一种机床，该机床用于对轮组轴（5）进行滚压，该轮组轴用于铁道车辆的轮组，该机床在其两个终端的每一个上具有两个用于接纳轮组轴（5）的顶尖部（16），还具有用于驱动轮组轴（20、22）的设备以及两对可以在机床的x、y和z轴方向上移动来对轮组轴（5）的轴颈进行处理的滚压工具，并且具有用于滚压工具的夹具和进给设备。本发明的目的由此实现，制造一种机床，借助该机床可以在压紧轮盘前对铁道车辆的轮组的轮组轴（5）进行滚压。该目的由此实现，滚压工具具有两对以上的滚压辊（14、15、23、25、24、26），其中每对都用于滚压轮组轴（5）的一个确定的纵向区域（轴区域1和2、3或4）。

Description

用于对轮组轴进行滚压的机床
技术领域
本发明涉及一种机器，特别是一种机床，其用于对轮组轴进行滚压，该轮组轴用于铁道车辆的轮组，该机床在其两个终端的每一个上具有两个用于接纳轮组轴的顶尖部，还具有用于驱动轮组轴的设备以及两对可以在机床的x、y和z轴方向上移动来对轮组轴的轴颈进行处理的滚压工具，并且具有用于滚压工具的夹具和进给设备。
背景技术
由DE 808 197已知一种用于对轴部件，特别是轴颈和组轮的紧急开动进行冲压抛光的压花辊。压花辊的工作面由圆柱体构成，在其一侧连接着用于轴颈的大凹弧的大圆倒角，而在另一侧连接着用于轴颈的小凹弧的小圆倒角。压花辊的轴应该在冲压抛光的过程中位于倾斜于轴颈的轴的位置并且在压入轴颈的位置、在轴颈的表面上制造长度延伸的、液滴形状的压印。
在对上述专利的进行申请的时间点，人们将滚压称作“冲压抛光”。当时已知一种机器，借助该机器可以从外侧终端将轮组的两个轴颈都滚压。只对成品的轮组的轴颈进行加工。两对同时与轮组的轴颈啮合的固定压花辊作用于此。通过传输皮带驱动轮组，该皮带绕着轮组的两个皮带轮的其中一个循环。通过已知的机器将轮组的轴颈进行固化，从而使轴颈同时具有改善的表面质量和较高的坚固性，以此一方面避免发生过热一方面避免轴颈断裂。通过该滚压将内应力引入轴颈表面，该应力导致，不会有裂缝生成或者使已经存在的裂缝处于静止状态。最终结果就是提高了轮组的使用寿命。
除了对于轴颈的处理，在DE 843 822中还已知一种用于对圆柱形工件（例如轴部件）进行冲压抛光的设备。该设备具有一个或者多个滚压辊，其中每个滚压辊都安置在一个可转动的支撑架上，该支撑架的转动轴既与滚压辊的切深进给方向垂直，又与工件轴垂直或者近似垂直。借助该设备优先但处理圆柱形的轴，但不排除，可以用该设备滚压轮组轴。
最近，铁道的高速列车的轮组轴的损坏导致人们将更多的注意力转移到对轮组轴的制造工艺上。这里特别需要的就是阻止裂缝的生成。
发明内容
通过将压力内应力引入曲柄的表面可以避免裂缝的产生或者将已经产生的裂缝控制在静止状态，由该认知出发，本发明的目的在于，制造一种机床，借助该机床可以在压紧轮盘前对铁道车辆的轮组的轮组轴进行滚压。轮组轴的已知特点是，其具有多个彼此相连的、直径不同的纵向区域（接下来称之为轴区域）。这里特别需要的就是阻止裂缝的生成。
根据本发明，该目的由此实现，对于该类型的机床中，工具由两对以上的滚压辊组成，其中每对都用于滚压轮组轴的至少一个轴区域。根据优选的实施方式，该工具由双重的三对滚压辊组成。
这里设置，第一对滚压辊用于碾压轴颈和过渡区域，第二对滚压辊用于碾压轮盘的压合座，第三对滚压辊用于从压合座至少到轮组轴的纵向中心对轴身进行碾压。
优选地，第一和第二对滚压辊安放在同一个外壳中。该外壳可以在机床的y方向上移动。通过在y方向上的移动，第一和第二对滚压辊相继咬合。同时该外壳可以绕机床的B轴转动。该转动实现了，可以对轮组轴的各个轴区域之间的过渡区域进行处理。该过渡区域已知设计成凹弧。
第一和第二对滚压辊在机床的z方向上与第三对滚压辊相距事先设定的固定的轴距离。三对滚压辊最终安放在同一个滑座上。该同一个滑座可以在机床的z方向，即进给方向移动。在机床上一共设置两个滑座，轮组轴的两个终端分别安放在这两个滑座上。在对轴区域的滚压过程中，两个滑座以进给速度彼此相向移动。
最后，滚压工具还可以在x方向上调整位置。通过位置驱动，形成为一对的两个滚压辊同时向轮对轴方向移动。特别是可以同时移动三对滚压辊。通过x方向上的移动还可以施加滚压力。
附图说明
下面详细描述本发明的一个实施例。图中以缩小的尺寸示出了：
图1轮对轴的一半的侧视图，
图2用于对轮对轴进行滚压的机床的基本构造的立体俯视图，
图3借助滚压工具对图1中所示的轮对轴的一半的处理，
图4轮对轴的驱动的截面图，
图5穿过具有三个不同的滚压辊的工具滑座的纵向截面图，
图6工具滑座的立体图，
图7具有一对滚压辊的图6所示的工具滑座的切面图，
图8单个滚压辊的支架，
图9两个垂直相叠的滚压辊的支架，
图10装配有滚压辊的第一个变体，
图11装配有滚压辊的第二个变体，
图12装配有滚压辊的第三个变体。
附图标记说明
1 轴区域1
2 轴区域2
3 轴区域3
4 轴区域4
5 轮组轴
6 纵向中心
7 凹弧
8 第一滑座
9 机床
10 第二滑座
11 底座
12 主轴承
13 尾架
14 滚压辊
15 滚压辊
16 尾架顶尖部
17 中心钻孔
18 卡头螺栓
19 轴向钻孔
20 皮带盘
21 轴承
22 驱动马达
23 滚压辊
24 滚压辊
25 滚压辊
26 滚压辊
27 外壳
28 驱动单元
29 驱动单元
30 主轴驱动
31 驱动马达
32 皮带传动装置
33 皮带传动装置
34 支撑架
35 支撑架
36 外壳
37 外壳
38 弹簧叶片组
39 弹簧叶片组
40 中央主轴
41 过渡区域
42 轴区域起始端
43 轴向距离
具体实施方式
根据图1，此处未示出的轮组的轮组轴5由多个轴区域构成。轴区域1示出了轴颈，轮组借助该轴颈可转动地安装在铁道车辆上。在指向轮组轴5的纵向中心6的方向上，轴区域2接在轴区域1后面。该轴区域2形成轴区域1和轴区域3之间的过渡并且设计成凹弧7。轴区域3形成此处未示出的轮对的轮盘的压合座。轴区域4跟在轴区域3之后，轴区域4具有相对于轴区域3明显减小的直径。轴区域4延伸到轮组轴5的纵向中心6。向轮组轴5的另一个终端继续延伸的是同样的轴区域4、3、2和1，其在此处未示出。
所示的轮组轴5的一半的轴区域1至4将根据图2由机床9的第一滑座8进行处理，而轮组轴5的另一半的轴区域4至1（未示出）由机床9的第二滑座10进行处理。其中两个滑座8和10分别由轴区域1向轮组轴5的纵向中心6的方向相向运动。
由图2还可以看出，在机床9的机器底座11上设置有z方向上可移动的主轴承12和尾架13。在z方向上，第一滑座8位于主轴承12的前面，第二滑座10位于尾架13前面。两个滑座8和10可以不依赖于各自从属的主轴承12和尾架13在z方向上以进给速度移动。可以设置第二个主轴承替代尾架13，第二个主轴承具有与所示的主轴承12完全一样的构造。下面还将阐述主轴承12的结构构造。
图3示出了机器底座11的左半边11’。可以看到图1所示的轮组轴5的左半边夹在主轴承12中。同样可以看到，滑座8具有滚压辊12和15用来对轴区域3和4进行滚压。
图4中所示的主轴承12具有尾架鸡心卡头16，其咬合入轮组轴5的中心钻孔。尾架鸡心卡头16具有卡头螺栓18，尾架鸡心卡头借助该螺栓咬合入轮组轴5的轴向钻孔19。此外尾架鸡心卡头16与皮带盘20旋转固定地连接，该皮带盘通过主轴承12内的轴承21可旋转地安装。通过未示出的皮带传动装置，皮带盘20由驱动马达22驱动旋转并且通过尾架鸡心卡头16和咬合入轮组轴5的卡头螺栓18使轮组轴5共同旋转。
图5示出了在z方向上穿过第二滑座10的纵向截面图。此处可以看到两个垂直方向上相叠的滚压辊23和24以及滚压辊15。滚压辊23和24在共同的外壳27中可旋转地安放（图9）。外壳27可以在垂直的y方向上移动，而滚压辊23和24具有彼此间确定的距离。外壳27可以在y方向上上下移动此外还可以绕B轴转动。驱动单元28用来驱动外壳绕B轴转动和沿y方向移动。滚压辊23和24和它们各自的相对辊25和26设置用于，对轮组轴5的轴区域1和2进行滚压。
由图6可以看出，在外壳37中可转动地安装在滑座10中的滚压辊15（图8）和相对辊14为此设置，对轮组轴5的轴区域3和4进行处理。滚压辊14和15以及23至26不能被驱动，而是驱动轮组轴5使它们旋转。驱动单元28和29作用为，使滚压辊23和24以及25和26围绕B轴转动。另外两个驱动单元作用为，在y方向上垂直推动滚压辊23、24以及25、26。滚压辊23、25形成第一对滚压辊（图10），滚压辊24、26（图11）形成第二对滚压辊，滚压辊14、15形成第三对滚压辊（图12）。
为了将两个驱动单元28和29从x方向移动到轮组轴5上，设置主轴驱动30，其在图7中再一次特别示出。驱动马达31通过皮带传动装置32和33将主轴驱动30导入。所有滚压辊14、15和23至26的移动在x方向上同时进行。为此主轴驱动30在x方向上向着轮组轴5或者在滚压完成后从轮组轴5返回地移动具有外壳27、36和37的两个支撑架34和35，滚压辊23至26以及14和15分别可旋转的安装于该外壳中。相对于主轴驱动30，两个支撑架34和35得到弹簧叶片组38和39的支撑。通过弹簧叶片组38和39，滚压辊14、15和23至26能够在有限范围内跟随圆形的不规律性以及轮组轴5的形状。优选地，主轴驱动30在x方向内，即其可以在这个方向内在滑座8至10内移动至多5mm。以此实现，平衡可能存在的滚压辊14、15和23至26的直径差别，而不需要额外向系统施加力。
在机床的z方向，两个滑座8和10的滚压辊14、15和23至26分别具有一个固定的距离43（图5）。也就是说，外壳27和支撑架34和35具有彼此固定的侧面距离。因此主轴驱动30（图7中所示用于移动滚压辊14和15）以同样的方式对滚压辊23和24以及其相对辊25和26同样起作用。为了在机床的z方向上使两个滑块8和10进给运动而设置中央主轴40，其穿过底座11的纵向中心延伸并且由驱动（未示出）带动其转动。
在滚压操作的开始时刻，滚压辊23和25碾压轴区域1和2，其中，滚压辊23和25是为了处理过渡区域7和41而围绕B轴转动。同时滚压辊14和15碾压轴区域4的起始端42。在完成对轴区域1和2的固定辊压之后，滚压辊23和25通过垂直（y）方向的移动从咬合中脱离出来，而滚压辊24和26发生咬合。滚压辊24和26接着碾压轴区域3，轮组轴5和轮盘之间的压合座位于该轴区域。同时，滚压辊14和15向着轮组轴5的纵向中心6方向移动，处理轴区域4。

Claims (8)

1.一种机床，所述机床用于对轮组轴进行滚压，所述轮组轴用于铁道车辆的轮组，所述机床具有两个用于接纳轮组轴的终端，一个终端为尾架(13)，一个终端为咬合入所述轮组轴的中心钻孔的尾架鸡心卡头(16)，所述机床还具有用于驱动轮组轴的设备以及两对能够在机床的x、y和z轴方向上移动来对轮组轴的轴颈进行处理的滚压工具，并且具有用于滚压工具的夹具和进给设备，其特征在于，
-每对滚压工具由三对滚压辊(14、15；23、25；24、26)构成，
-其中第一对滚压辊(23、25)用于对轴颈和过渡区域进行滚压，
-第二对滚压辊(24、26)用于对轮盘的压合座进行滚压并且
-第三对滚压辊(14、15)用于从压合座至少到轮组轴(5)的纵向中心(6)对轴身进行滚压。
2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，形成第一对和第二对的滚压辊(23、25；24、26)设置在一个公共外壳(27)中。
3.根据权利要求2所述的机床，其特征在于，所述外壳(27)可以在机床(9)的y方向移动。
4.根据权利要求2所述的机床，其特征在于，所述外壳(27)可以绕机床(9)的B轴转动。
5.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，所述第一对和第二对滚压辊(23、25；24、26)在机床(9)的z方向上与第三对滚压辊(14、15)相距预先设定的轴向距离(43)。
6.根据权利要求5所述的机床，其特征在于，所述三对滚压辊(14、15；23、25；24、26)设置在共同的滑座上。
7.根据权利要求6所述的机床，其特征在于，所述共同的滑座在机床(9)的z方向上可以移动。
8.根据权利要求7所述的机床，其特征在于，每个所述共同的滑座对应轮组轴(5)的一个终端。
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