CN1173151A - 加工轨道车轮组用的龙门型滚过式车轮车床 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种龙门滚过式车轮车床,用于加工拆自车辆并夹于装在龙门体6尾架27可伸套筒轴28顶尖29上轮组件1的轮2及刹车盘。尾架备有对辊35、35’的压力驱动器31用导轨30,驱动轮2的各对辊以可移动方式安装。装置31的本体31’有上下铰接的双臂杆32,32’,33,33’用轴34固定,臂32’,33’以带弹簧补偿器的油缸37连接于本体31’,辊35,35’不对称地施压于轮2,臂32,33装有辊轴夹持器和驱动器36。该车床还有以关节26连接的地板部21,21’装于支架7上,21’部有抬升轮2用的千斤顶23及抬起地板与轨道齐平的油缸24,而只有部21超过轨道水平。

Description

加工轨道车轮组用的 龙门型滚过式车轮车床

本发明涉及的是龙门型车轮车床，用以对拆自车辆的轮组的车轮及刹车盘的加工，并采用位于龙门尾架上可移动的两套筒轴中心夹持及由设在该轮组轮部切轨面上的摩擦滚轮所驱动。

已知的这类机床，可由例如为3809250的德国专利及号为159898的波兰专利中有所了解，其中有用作轮组夹紧的带中心部可移动套筒轴的两个尾架。该机床还有两个可水平移动的滑动座架，有相对轮组轴线横向(径向)可移动的机床刀片以及两组摩擦驱动的轮，各由四个辊轮组成，相互间相对成对作径向设置并压靠于该车轮。这种解决方法于车轮通过时，以连续方式再行仿制车轮形状过程中能传输相当大的圆周力在轮组的车轮上。然而经验表明，上述的摩擦辊经常引起在加工过的车轮切轨面上切屑的堵塞，而与之伴随的是出现不能允许的加工缺陷。

由德国专利DE 3931747说明书中得知的另外的车床上，则有通过电子控制系统以适当同步方式使起到对各个轮类似千斤顶作用的一个底部支承辊杠杆系统；一个或两个顶部辊的杠杆系统构成了对轮组的一个主摩擦驱动，而在机床的两端处的连接装置中悬挂着该杠杆并为能平稳地将辊压靠于不规则的车轮表面而在靠近辊子处装备有关节及缸体；两个带死顶尖的可移动的套筒轴用以该车轮组件的定心和夹紧。该支承辊子系统由单独马达驱动的两个螺旋齿轮的一个装置构成一个作上下移动的托架。带有至少一个压力辊子的第二托架以带螺旋齿轮和液压缸体可以靠住轮组上下同时位移而相对该底部设置。带上下辊子的两个杠杆托架的相互间行程是同步进行的。固定于该托架杠杆上的、两个上下辊子由与轮组件上轮子滚动接触表面的不规则性迫使，使得具有随动的连带的径向行程。

从欧洲专利EP 0528058的描述中得知，这个发明的另一种变形是执行加工的方法，其中夹在套筒轴中心上的该轮组件由托架杠杆的至少一个摩擦辊、以确定的力压靠到该轮组至少一个轮子的凸缘上。在压力影响下，该辊以不变的方式接触于该凸缘顶的变化的形状，而该切削工具模拟该轮廓的形状并连续地被引导，自轮的切轨面外边到该凸缘的顶部并且平行于轮组轴线引出这些刀具。在随后的阶段，从内面表面开始到该凸缘的顶部加工该凸缘。用摩擦辊子利用至少一个轮子上的凸缘以驱动该轮组件克服了在车轮外周面和摩擦辊子外周表面间接触方式堵塞切屑的危险。在此，“轮外周表面”一词指的是轮子的切轨面，凸缘表面和上述这些面间的表面。对于这样一种方法，可采用德国专利DE 3931747中描述的机床，将该摩擦辊子改用直辊或带圆周槽或半槽，靠着它们的凸缘部以驱动轮子。

接下来，这种方法及机床的已知变形是为欧洲专利EP 537376中所描绘的一种，其中轮组件由中心装置夹持，并采用压靠在轮子切轨面上的摩擦辊驱动。按这种方案，由驱动器提供的至少一个摩擦辊子以确定的力被压靠在轮组件至少一个轮子的切轨面上。在压力作用下的该辊子与径向变化的接触表面保持持久性的接触，外廓形状一部分在加工过程中超出它的接触面，然后进入该接触区内。这样加工过的表面会因靠近该区域未曾排出的切屑的切削深度而离开摩擦辊的接触表面。

这种解决方案的另一种改变是，首先提供该摩擦辊与轮子间该接触区的初始加工，使得有可能得到较大摩擦力的一个平整的接触表面，并因此有较大横截面的切屑。这还可以克服由外力系统的迟滞性所引起的径向力的经常改变。

该发明题目是该机床这种设计的详细描述，其中依附于轮切轨面的外部形状的摩擦驱动轮将不会让造成不允许有的被加工形状的表面缺陷的切屑进到接触区，并提供以使轮组件最小变形的力，及夹紧并对中该轮组件的上料装置、为作经济的外廓切削提供足够的力矩。

按本发明的机床中，有装在平行机床纵轴线、尾架导轨上的两对辊子(各对用于该轮组件的被驱动轮)的可移动式压力夹紧装置。各个夹紧驱动装置包括本体和通过轴装于该本体的铰接的(向上和向下)顶底双臂杠杆。这些顶底杠杆的臂可从该机床纵轴离开更远，并通过带摩擦辊的压力补偿器的缸体与该本体相联结。一对摩擦辊子彼此按径向相对设置并被夹紧在夹持器上轴承中所装的轴上，装在臂中的杠杆则离该纵轴线更近。每个辊子提供有各自的驱动并且其对轮的压力值不同，并依切削力作用值的变化而变化，并存在于穿过机床纵轴线的不同平面内，偏离滑台运动(带刀具)的垂直平面并仍穿过该纵轴线。

机床还有以转动方式装于该支架、并设在龙门架和轮组件之下的地板。该地板有用一个关节相连的两部分。一部分装备有抬升千斤顶和缸体，其第二端固定于该基部以抬升地板至道轨水平，然后只对带抬升千斤顶的那部分作用，而该部分还起到将轮组件推卸出机床而至道轨上去的作用。该机床的压力驱动装置中，与相对于杠杆转动轴上杠杆转体轴心线垂直的平面，垂直于该装置的导轨对称轴形成的平面以及机床的纵轴线，并且相对该顶驱动辊不对称定位的各个底驱动辊位于对切屑有防护作用的区域内，以该轮的横截表面看形成例如对转动体的覆盖，越过该辅助辊。机床中，该抬升千斤顶的运动、抬升及中心轴上轮组件轴线的对正的循环与测量头的移动有电子方式的相关。

本发明以附图表示的操作实例作更为详细的说明，其中图1从前方表示了本发明机床的右半部，图2为按图1机床中按I-I的局部横剖侧视图，图3为图1机床的顶视图，图4为放大的按图1W向看的压力驱动装置，图5为作用于轮上的外力系统示意图，和图6为按图5的力的多边形图。

按本发明的机床中，由于具有以轴线18为对称的结构而于图中只显示了机床的一半。图1至3中的机床有以龙门形式的本体6，它由建立于基础上的两个支架7引出并与中部8相连接。每个支架有装于其前垂直表面上的尾架体27并装配有已知的装置(装有顶尖29的可延伸套筒轴28用以夹持并将轮组件1定心于机床轴线17上)。与此相似，龙门本体6的中部8有公知的导轨9，用于沿轴线17可移动定位的滑动座架9’装到该前部表面，它装备有滑台11和12、可在正交于轴线17的垂直面上作可移动的定位，以及一个测量头(图未示)。该滑动座架9’的水平位移是通过一个旋转螺帽的驱动器13实现的，螺帽在装在本体6的该部分8的轴承中的固定丝杠10上。各个滑台11，12的径向运动由它们的驱动器14以相似的方式实现，包括有螺旋滚珠传动装置，带齿皮带传动装置及带频率调整的交流马达。滑台11提供有装夹型的复合刀具，被设计来加工装在轮组件轴2上刹车盘的侧表面。

滑台12备有装夹式复合刀具15，16，能加工出各轮2的外形及侧面4、5。该双侧刀具16可被刀具15替换相对机床轴线17作纵向和横向位移。尾架27装在正交于轴线17相对垂直面倾斜位置上的导轨30上，有为各轮2用的压力驱动装置31，以其可沿轴线17移动方式设置。各轮2的装置31包括本体31’，以铰接方式与装于其轴34上的(上下)成对的顶32、32’和底33、33’双臂杠杆相连接。离轴线17更远的该杠杆的臂部32’、33’通过例如为弹簧式的压力补偿器(储能器)与缸体37相连接，对与本体31’相对设置的轮2切轨面3的径向不均度作出反应。离轴线17近的该杠杆臂部32、33上，有夹持器和固定的驱动器36，轴装在夹持器上的轴承中并带有被夹紧的摩擦辊35、35’。该辊子35、35’彼此以直径方向相对设置，把由缸体37所作用的、存在于穿过轴线17的不同平面38、39上的、并过轴线17相对滑台11、12运动的垂直平面倾斜的大小不同的力40、41，施加于该轮2的切轨面3上。驱动各轮2的摩擦力42、43与抵靠于轮2切轨面3的辊子35、35’上的压力40、41是成比例的。各辊35、35’的轴驱动器34包括有，例如双向作用的行星减速装置和无级变速的异步电机。

压靠于轮2切轨面3上的辊子35、35’的不同值的压力40、41乃是随着圆周切削力44在切削过程中的变化而变化的。这种变化受控于缸体37的液压系统的比例阀。由悬置杠杆32、32’、33、33’的轴线所确定的平面垂直于由导轨30对称轴所确定的平面以及机床轴线17，作用于轮2的外力40，42，41，43，44，45(图6)多边形产生的合力48作用于各个回转中心29上，它比轮组件1的重量46要小。

底辊35’位于该切屑防护区，该区域由轮2的横剖表面和切屑排出侧的擦拭辊47上的一个旋转盖形成。顶辊35在切削工具之前从上方定位，相对于该轮组件1的回转轮形成被动的、楔形表面。于两支架7之间、道轨25水平以下的空间19内设置有地板21，21’，并通过采用固定于支架7上的装置20得以安装。地板部分21’装备有轮组件1用的抬升千斤顶23和缸体24，以自定位方式装在该基础上，而为了能相对其转轴22使地板21、21’转向一侧而从如图2中实线所示的接近垂直的该位置转至以虚线所示的位置，而使地板部21、21’与轨道25相接延伸。两部分21和21’与关节26连接，为的是使两部分相互间有一个小的顶平面的倾斜。带有轮组件1用的抬升千斤顶的地板部分21’还起到轮组件推卸器的作用，在外形加工循环完成后，当缸体24动作时遂相对水平地板部21向上转动该部21’，于是自动地滚出轮组而至道轨25上。该抬升千斤顶23的运动，在抬升并使轮组件1定心对着顶尖29的轴线的循环中，是以一种电子方式与该径向移动的测量头(图中未示)相关联的。地板部21、21’在上部位置时，隐蔽于该中部8之下，遂构成了加工中产生的切屑用的一个斜槽。马达驱动器13的带滚珠螺帽的滑架9，带马达驱动器14的滑台11、12，带马达驱动器36的各驱动摩擦辊35、35’以及抬升千斤顶23的油缸和油缸24、37都各自以电缆连接到装备有中央操纵板的机床控制的数控机床(CNC)系统上。CNC系统则由该主机(图未示)控制。

名称目录1、       轮组件2、       轮组件的轮3、       轮的切轨面4、       内向表面5、       外向表面6、       龙门本体7、       支架8、       中部9、       导轨9’、     滑动座架10、      丝杠11、      滑台12、      外滑台13、      滚珠螺帽驱动器14、      滑台驱动器15、      刀具16、      双侧刀具17、      机床纵轴线18、      机床横轴线19、      空间20、      装配装置21，21’、地板部分22、      地板旋转轴23、      抬升千斤顶24、      缸体25、      轨道26、      关节27、      尾架28、      套筒轴29、      回转中心30、      导轨31、      压力驱动装置31’、    本体32，32’、顶部杠杆臂33，33’、底部杠杆臂34、      杠杆轴35，35’、驱动辊36、      辊子驱动器37、      油缸38、      平面39、      平面40、      顶辊压力41、      底辊压力42、      摩擦力43、      摩擦力44、      起作用的切削力45、      被动力46、      轮组件重力47、      辅助擦拭辊48、      合力

Claims (3)

1、一种龙门滚过式车轮车床，用于拆自道轨车辆的轮组件的轮子及刹车盘的加工，轮组被夹紧于两个中心顶尖上，顶尖设在带套筒轴的两个尾架上，尾架装在支架的表面上，连接支架的上部有一个中部，中部设置有带刀具滑台的滑动座架、产生滑架的纵向和径向运动的装置、滑台和测量头，并且还装备有于龙门本体下部并以转动方式夹紧到该支架上的地板，其特征为它具有两对辊子(35，35’)的驱动压力装置(31’)，每一对用于一个被驱动轮(2)、以可沿该轴线(17)移动的方式安装在尾架(27)的导轨(30)上；并且它具有铰接的(上和下)双臂顶(32，32’)和底(33，33’)杠杆，通过轴(34)装到各个本体(31’)上，该臂(32’，33’)通过缸体(37)与压力(40，41)补偿器连接到本体(31’)上，辊子以相互直径方向相对设置并装在有轴承的夹持器内的轴上，夹持器装配在靠近轴线(17)的杠杆臂(32，33)上，还设置有供各辊子(35，35’)转动的驱动器(36)，而辊子对轮(2)的压力的数值(40，47)是不同的，随着切削力(44)大小的变化而变化，该力存在于穿过轴线(17)的不同平面(38，39)上并通过机床轴线(17)、而从刀具滑台运动的垂直平面偏转于一侧，地板部分(21，21’)与关节(26)连接，并在该部分(21’)上设置有为轮(2)准备的抬升千斤顶(23)和将地板(21，21’)抬升到道轨(25)水平的缸体(24)，而只有该部分(21’)起到把轮组件(1)推出机床而至该道轨上的工件自动拆卸器作用。

2、按权利要求1的车轮车床，其特征为其中横穿辊子(35，35’)的偏移杠杆(32，32’，33，33’)所在轴(34)轴心线形成的该平面，垂直于尾架导轨(30)和本体(31’)的对称轴线所在的平面和机床轴线(17)，而各个底摩擦辊(35’)对应顶辊(35)则以不对称方式设置，其位置该切屑防护区域内，该切屑防护区域由轮(2)的横剖面和一个在擦拭辊(47)上的转动盖形成。

3、按权利要求1至2中之一的车轮车床，其特征为其中该抬升千斤顶(23)的运动，其中抬升和对正该轮组件(1)于顶尖(29)的轴线上的该循环是与该测量头的移动以电子方式相关联的。

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