CN116871574A - 一种轨道复合加工刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道复合加工刀具，包括第一旋转刀体、第二旋转刀体、上切削单元、下切削单元、第一去接刀棱单元和第二去接刀棱单元，第一旋转刀体、第二旋转刀体均为圆盘状且同轴设置，第一旋转刀体凸出设置于第二旋转刀体的下侧，第二旋转刀体直径小于第一旋转刀体直径，上切削单元装设在第一旋转刀体上以实现轨道的轨顶加工，下切削单元装设在第二旋转刀体上以实现轨道的轨侧加工，第一去接刀棱单元装设在第一旋转刀体上以消除轨顶加工的接刀棱，第二去接刀棱单元装设在第一旋转刀体、第二旋转刀体的结合处以消除轨侧加工的接刀棱，本发明具有可有效消除接刀棱、加工质量好、效率高等优点。

Description

一种轨道复合加工刀具

技术领域

本发明主要涉及金属切削加工领域，尤其涉及一种轨道复合加工刀具。

背景技术

目前，轨道铣削加工普遍采用多片简单的长条形刀片搭接方式进行轨道廓形仿形铣削。存在的问题主要包括：因加工干涉的避让需求，刀片切削刃工作前角为负，切削抗力大且易造成加工硬化，增加额外的机床功率消耗；轨顶、轨侧用多把不同刀具加工，其接刀不易稳定控制，同时受刀片制造精度、刀具磨损不均及振动等因素，导致被加工轨道表面存在接刀棱。针对接刀棱问题，中国专利文献CN108655481A提出了一种一体化铣削方法，旨在解决多组刀具多次加工造成的接刀棱，但对同一刀盘上多组刀片形成的接刀棱仍无法解决。

由于高速铁路对轨道工作面的要求较高，需要人工打磨消除接刀棱缺陷，每根钢轨打磨时间甚至超过其加工时间，加工效率低，同时工人劳动强度高，轨道尺寸一致性也难以保证。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可有效消除接刀棱、加工质量好、效率高的轨道复合加工刀具。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种轨道复合加工刀具，包括第一旋转刀体、第二旋转刀体、上切削单元、下切削单元、第一去接刀棱单元和第二去接刀棱单元，所述第一旋转刀体、第二旋转刀体均为圆盘状且同轴设置，所述第二旋转刀体凸出设置于所述第一旋转刀体的下侧，所述第二旋转刀体直径小于所述第一旋转刀体直径，所述上切削单元装设在所述第一旋转刀体上以实现轨道的轨顶加工，所述下切削单元装设在所述第二旋转刀体上以实现轨道的轨侧加工，所述第一去接刀棱单元装设在所述第一旋转刀体上以消除轨顶加工的接刀棱，所述第二去接刀棱单元装设在所述所述第一旋转刀体、第二旋转刀体的结合处以消除轨侧加工的接刀棱。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述第一去接刀棱单元包括至少一个第一去接刀棱刀片，所述第一去接刀棱刀片的安装位置为替换所述上切削单元与轨侧对应的、径向相邻的至少两个切削刀片。

所述第二去接刀棱单元包括至少一个第二去接刀棱刀片，所述第二去接刀棱刀片的安装位置为替换所述上切削单元与轨顶对应的、径向相邻的至少两个切削刀片。

所述第一去接刀棱刀片的切削刃的运动包络轨迹线高于所述上切削单元中与该第一去接刀棱刀片径向位置相同的切削刀片的运动包络轨迹线，且高出的距离不大于0.03mm。

所述上切削单元的切削刀片、下切削单元的切削刀片、第一去接刀棱刀片以及第二去接刀棱刀片均通过安装螺钉装设在所述相应的刀槽内，且其切削平面均与所述安装螺钉的轴线平行。

所述上切削单元的各切削刀片在径向为错齿排列，所述下切削单元的各切削刀片在径向为错齿排列。

所述上切削单元的各切削刀片的主切削刃具有轴向刃倾角度，所述下切削单元的各切削刀片的主切削刃具有轴向刃倾角度。

所述第一去接刀棱刀片的主切削刃的曲率半径为R1，所述上切削单元上与所述第一去接刀棱刀片径向位置相同的切削刀片的切削刃的曲率半径为r1，所述R1与r1的导线角度差异不大于30′。

所述第二去接刀棱刀片的主切削刃的曲率半径为R2，所述上切削单元上与所述第二去接刀棱刀片径向位置相同的切削刀片的切削刃的曲率半径为r2，所述R2与r2的导线角度差异不大于30′。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的轨道复合加工刀具，包括第一旋转刀体、第二旋转刀体、上切削单元、下切削单元、第一去接刀棱单元和第二去接刀棱单元，第一旋转刀体、第二旋转刀体均为圆盘状且同轴设置，第二旋转刀体凸出设置于第一旋转刀体的下侧，第二旋转刀体直径小于第一旋转刀体直径，上切削单元装设在第一旋转刀体上以实现轨道的轨顶加工，下切削单元装设在第二旋转刀体上以实现轨道的轨侧加工，第一去接刀棱单元装设在第一旋转刀体上以消除轨顶加工的接刀棱，第二去接刀棱单元装设在第一旋转刀体、第二旋转刀体的结合处以消除轨侧加工的接刀棱，通过第一去接刀棱单元和第二去接刀棱单元分别去除轨顶和轨侧的接刀棱，提高了加工质量，避免了人工打磨工序，降低了劳动强度，且第一去接刀棱单元和第二去接刀棱单元与上切削单元均装设在第一旋转刀体上，在轨侧和轨顶加工的同时就能实现去除接刀棱，提高了加工效率，可广泛应用于各种轨道加工。

附图说明

图1是本发明轨道复合加工刀具的立体结构图。

图2是本发明轨道复合加工刀具另一视角的立体结构图。

图3是本发明轨道复合加工刀具的上切削单元的一种切削刀片的立体结构图。

图4是本发明轨道复合加工刀具的上切削单元的另一种切削刀片的立体结构图。

图5是本发明轨道复合加工刀具的第一去接刀棱刀片的立体结构图。

图6是本发明轨道复合加工刀具的第二去接刀棱刀片的立体结构图。

图7是本发明轨道复合加工刀具所加工轨道的示意图。

图中各标号表示：

1、第一旋转刀体；2、第二旋转刀体；3、上切削单元；4、下切削单元；5、第一去接刀棱单元；51、第一去接刀棱刀片；6、第二去接刀棱单元；61、第二去接刀棱刀片；7、安装螺钉；8、轨道的轨顶；9、轨道的轨侧。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1至图6示出了本发明轨道复合加工刀具的一种实施例，该实施例的轨道复合加工刀具包括第一旋转刀体1、第二旋转刀体2、上切削单元3、下切削单元4、第一去接刀棱单元5和第二去接刀棱单元6，第一旋转刀体1、第二旋转刀体2均为圆盘状且同轴设置，第一旋转刀体1凸出设置于第二旋转刀体2的下侧，第二旋转刀体2直径小于第一旋转刀体1直径，上切削单元3装设在第一旋转刀体1上以实现轨道的轨顶加工，下切削单元4装设在第二旋转刀体2上以实现轨道的轨侧加工(轨道的结构如图7所示)，第一去接刀棱单元5装设在第一旋转刀体1上以消除轨顶加工的接刀棱，第二去接刀棱单元6装设在第一旋转刀体1、第二旋转刀体2的结合处以消除轨侧加工的接刀棱，通过第一去接刀棱单元5和第二去接刀棱单元6分别去除轨顶和轨侧的接刀棱，提高了加工质量，避免了人工打磨工序，降低了劳动强度，且第一去接刀棱单元5和第二去接刀棱单元6与上切削单元3均装设在第一旋转刀体1上，在轨侧和轨顶加工的同时就能实现去除接刀棱，提高了加工效率，可广泛应用于各种轨道加工。

本实施例中，轨道复合加工刀具包括多组上切削单元3，上切削单元3包括上切削刀片31、上切削刀片32、上切削刀片33、上切削刀片34、上切削刀片35、上切削刀片36、上切削刀片37、上切削刀片38、上切削刀片39、上切削刀片310、上切削刀片311、上切削刀片312和上切削刀片313，其中，上切削刀片31、上切削刀片34、上切削刀片37、上切削刀片310和上切削刀片313大致位于一条径向线上但错位设置，上切削刀片32、上切削刀片35、上切削刀片38和上切削刀片311大致位于一条径向线上但错位设置，上切削刀片33、上切削刀片36、上切削刀片39和上切削刀片312大致位于一条径向线上但错位设置，上切削单元3的多个上切削刀片设置在两条径向线上且错位设置，可以加工多种参数的轨顶，且加工精度高。

本实施例中，第一去接刀棱单元5包括一个第一去接刀棱刀片51，第一去接刀棱刀片51的安装位置为替换上切削单元3与轨侧对应的、径向相邻的至少两个切削刀片，具体而言，第一去接刀棱刀片51设置在某一组上切削单元3的上切削刀片35和上切削刀片38原本的位置，即第一去接刀棱刀片51的第一主切削刃511形成的运动包络轨迹线的末端包络在上切削刀片38的切削刃运动包络线内，第一去接刀棱刀片51的第二主切削刃512形成的运动包络轨迹线的起始端包络在上切削刀片35的切削刃运动包络线内，从而能有效消除轨侧的接刀棱。

本实施例中，第二去接刀棱单元6包括两个第二去接刀棱刀片61，第二去接刀棱刀片61的安装位置为替换上切削单元3与轨顶对应的、径向相邻的至少两个切削刀片，具体而言，第二去接刀棱刀片61设置在某一组上切削单元3的上切削刀片39和上切削刀片312原本的位置，即第二去接刀棱刀片61的第一主切削刃611形成的运动包络轨迹线的末端包络在上切削刀片39的切削刃运动包络线内，第二去接刀棱刀片61的第二主切削刃612形成的运动包络轨迹线的起始端包络在上切削刀片312的切削刃运动包络线内，从而能有效消除轨顶的接刀棱。

本实施例中，第一去接刀棱刀片51的切削刃的运动包络轨迹线高于上切削单元3中与该第一去接刀棱刀片51径向位置相同的切削刀片的运动包络轨迹线，通常高出的距离不大于0.03mm，保证既能完全消除轨顶加工的接刀棱，又满足轨顶加工的精度要求。

本实施例中，上切削单元3的切削刀片、下切削单元4的切削刀片、第一去接刀棱刀片51以及第二去接刀棱刀片61均通过安装螺钉7装设在相应的刀槽内，且其切削平面均与安装螺钉7的轴线平行。

本实施例中，上切削单元3的各切削刀片在径向为错齿排列，下切削单元4的各切削刀片在径向为错齿排列。

本实施例中，上切削单元3的各切削刀片的主切削刃具有轴向刃倾角度，下切削单元4的各切削刀片的主切削刃具有轴向刃倾角度，以避免在第一旋转刀体1、第二旋转刀体2上额外地摆放轴向刃倾角而增加装夹空间，进而可实现更多组切削刃的设置，延缓切削单元的磨损。

本实施例中，第一去接刀棱刀片51的主切削刃的曲率半径为R1，上切削单元3上与第一去接刀棱刀片51径向位置相同的切削刀片的切削刃的曲率半径为r1，R1与r1的导线角度差异不大于30′。

本实施例中，第二去接刀棱刀片61的主切削刃的曲率半径为R2，上切削单元3上与第二去接刀棱刀片61径向位置相同的切削刀片的切削刃的曲率半径为r2，R2与r2的导线角度差异不大于30′。

考虑成本和可转位刀片成形工艺，第一去接刀棱刀片51和第二去接刀棱刀片61的主切削刃均不宜过长，但不短于上切削单元3切削刀片的刃边长度。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种轨道复合加工刀具，其特征在于：包括第一旋转刀体(1)、第二旋转刀体(2)、上切削单元(3)、下切削单元(4)、第一去接刀棱单元(5)和第二去接刀棱单元(6)，所述第一旋转刀体(1)、第二旋转刀体(2)均为圆盘状且同轴设置，所述第一旋转刀体(1)凸出设置于所述第二旋转刀体(2)的下侧，所述第二旋转刀体(2)直径小于所述第一旋转刀体(1)直径，所述上切削单元(3)装设在所述第一旋转刀体(1)上以实现轨道的轨顶加工，所述下切削单元(4)装设在所述第二旋转刀体(2)上以实现轨道的轨侧加工，所述第一去接刀棱单元(5)装设在所述第一旋转刀体(1)上以消除轨顶加工的接刀棱，所述第二去接刀棱单元(6)装设在所述第一旋转刀体(1)、第二旋转刀体(2)的结合处以消除轨侧加工的接刀棱。

2.根据权利要求1所述的轨道复合加工刀具，其特征在于：所述第一去接刀棱单元(5)包括至少一个第一去接刀棱刀片(51)，所述第一去接刀棱刀片(51)的安装位置为替换所述上切削单元(3)与轨侧对应的、径向相邻的至少两个切削刀片。

3.根据权利要求2所述的轨道复合加工刀具，其特征在于：所述第二去接刀棱单元(6)包括至少一个第二去接刀棱刀片(61)，所述第二去接刀棱刀片(61)的安装位置为替换所述上切削单元(3)与轨顶对应的、径向相邻的至少两个切削刀片。

4.根据权利要求2或3所述的轨道复合加工刀具，其特征在于：所述第一去接刀棱刀片(51)的切削刃的运动包络轨迹线高于所述上切削单元(3)中与该第一去接刀棱刀片(51)径向位置相同的切削刀片的运动包络轨迹线。

5.根据权利要求4所述的轨道复合加工刀具，其特征在于：所述上切削单元(3)的切削刀片、下切削单元(4)的切削刀片、第一去接刀棱刀片(51)以及第二去接刀棱刀片(61)均通过安装螺钉(7)装设在所述相应的刀槽内，且其切削平面均与所述安装螺钉(7)的轴线平行。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的轨道复合加工刀具，其特征在于：所述上切削单元(3)的各切削刀片在径向为错齿排列，所述下切削单元(4)的各切削刀片在径向为错齿排列。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的轨道复合加工刀具，其特征在于：所述上切削单元(3)的各切削刀片的主切削刃具有轴向刃倾角度，所述下切削单元(4)的各切削刀片的主切削刃具有轴向刃倾角度。

8.根据权利要求2或3所述的轨道复合加工刀具，其特征在于：所述第一去接刀棱刀片(51)的主切削刃的曲率半径为R1，所述上切削单元(3)上与所述第一去接刀棱刀片(51)径向位置相同的切削刀片的切削刃的曲率半径为r1，所述R1与r1的导线角度差异不大于30′。

9.根据权利要求3所述的轨道复合加工刀具，其特征在于：所述第二去接刀棱刀片(61)的主切削刃的曲率半径为R2，所述上切削单元(3)上与所述第二去接刀棱刀片(61)径向位置相同的切削刀片的切削刃的曲率半径为r2，所述R2与r2的导线角度差异不大于30′。