高速铁路长轨生产系统研发与应用-焊后粗加工成果

由于焊后处理的钢轨温度很高，温度的变化速度对钢轨的晶相组织的影响很大，因此焊后处理应在室内、棚内或封闭的空间（如可控风冷却通道）内进行。粗调工位采用移动式调直机调直，粗磨工位可采用人工仿形打磨，对焊接接头轨底、轨顶面及两侧面粗打磨（图4-32）。

图4-32　粗铣

经铣削后的焊筋厚度：

轨底上表面：-0.3～0.2mm。粗糙度应能满足无损检测的需要。

轨底下表面：

线路设计速度160km/h及以下：0～1mm。

线路设计速度160km/h以上：0～0.5mm。

轨顶面及轨头侧面作用边0～0.8 mm，非作用边不得有明显台阶。

轨腰等其他部位：0～1.5 mm。

铣削后未达标的焊头可进行二次铣削或人工修整处理，如连续出现3个及以上的接头未达标应查找原因，修整后应满足。

轨头侧面非工作边（含上R角）、轨头下颚、轨底上表面、轨底角边缘应打磨平顺，不得存在明显台阶，不得出现打磨灼伤等伤损。

焊后打磨质量是影响焊接接头几何形状质量的关键因素。粗铣前先要对接头进行检查。粗铣是由夹具部件、水平滑台、铣削头、垂直滑台、液压系统、润滑系统、电气控制及检测系统等部分组成（图4-33）。

图4-33　钢轨焊缝数控铣床

机床的主要技术参数：

工作电源：380V±38V，50Hz。

机床总功率：18kW。

水平滑台行程：220mm，最大运行速度12m/min。

垂直滑台行程：350mm，最大运行速度12m/min。

机床主轴转速：300～480rpm，变频可调。

刀具为鳞状铣刀：直径80mm，定位孔32mm。

小车的走行距离：1 300mm。(www.xing528.com)

机床的定位精度：0.02mm。

机床的重复定位精度：0.01mm。

加工一个接头时间：≤4min。

机床的外形尺寸：3 000mm×2 500mm×2 500mm。

整机重量约：9.5t。

机床轮廓尺寸：3 000mm×2 500mm×2 200mm。

钢轨铣床工作原理如下：

铣削方式采用双头滚铣的形式，加工效率得到了较大的提高，铣削加工示意如图4-34至图4-36所示。

图4-34　钢轨焊缝数控铣床加工示意图

图4-35　钢轨焊缝数控铣床检测示意图

图4-36　机床工作循环图

当被焊后的长钢轨通过外部输送到设备中时，即可操作地基铁轨上的小车，以左右铣头作为“箭矛”参照，平移到“靶的”长形钢轨焊后焊瘤处停。当“箭矛”与“靶的”对准后，启动机床，两端的定位夹具上的下抬起压紧块，通过液压油缸将长形钢轨托起，送至上固定位块处，并测定出S2尺寸，接着通过左右活动定位夹紧块的共同作用，将轨头两侧进行定心压紧，并测量出S1尺寸。在左右活动定位夹紧块装置上附带左右两套辅助测量装置，并测量出S3、S4尺寸。位移量的测量可通过电子尺来实现，将所测量的数据通过数据处理分析后，识别出钢轨的误差情况。此时左右两铣头同时启动，它们分别通过垂直升降装置立柱滑台、水平移动装置水平滑台，按相应的加工轨迹，驱动左右铣头上的铣刀对长钢轨两边焊瘤进行铣削整平。整个过程约为4min。铣削过程中产生的残屑由接屑装置收集，同时机床上的防护装置可有效地防止铣削过程中的残屑飞溅伤人（图4-37）。

图4-37　铣头在铣削中