【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于作业运输铣刀，具体涉及一种高速铁路道岔用尖轨、心轨工作边轮廓加工工艺及其刀具，应用于列车运行速度大于200公里/小时的铁路道岔厂内加工使用。
技术介绍
1、道岔在铁路线路中主要起连接和转换功能，其质量可靠性直接影响列车整体运行的安全性和平稳性。
2、目前，道岔中最为核心的钢轨件为尖轨和心轨，这两种轨件分别在转辙器和辙叉部位使用，即在铁路线路钢轨交叉处，尖轨和心轨分别起着连接和过渡的作用，引导车轮从一条线路运行至另一条线路，通过轨件断面宽度和高度沿钢轨纵向的逐渐变化，确保车轮顺利从一根钢轨平稳过渡至另一根钢轨。使用时，尖轨和心轨分别与基本轨和翼轨相互配合，车轮依靠两种轨件完成线路过渡，实现列车运行线路的改变。因此，尖轨和心轨轨头轮廓尺寸和加工精度，直接影响列车过岔运行时的安全性和平顺性，以及尖轨、心轨的受力状态；良好的过渡工况，也可延长轨件的使用寿命。
3、在道岔制造行业中，尖轨和心轨主要以数控设备加工为主，普遍采用仿形刀具的加工模式。加工时，尖轨和心轨钢轨轨头工作边的加工，分为轨头工作边水平铣削和轨顶面垂直铣削两工步完成，最终搭接形成整体轨头工作边轮廓。这种加工方式从理论上分析是可以满足产品检测技术标准要求，但前提是需要设备精度高、运行状态稳定，且对操作人员技能水平要求较高。
4、不仅如此，在产品实际批量生产过程中，由于轨头工作边轮廓负杂，按照现有制造检测技术标准要求，要求轮廓对比精度需要小于0.35mm，样板的测量精度已不能满足此项点的检测要求，且受各工步加工尺寸偏差造成的公差
5、现有技术下，如图1所示工件断面示意图，尖轨、心轨工作边均为细长杆件，并沿长度方向延伸，其高度h和宽度l值逐渐增大，在空间坐标内，其x、y、z三坐标均在变化，其轨迹为三维空间状态。
6、在传统加工工艺中，将此轮廓分为两个工步加工成型，如图2和图3所示，分别在xy平面和xz平面单独加工，最终形成整体轮廓，这种方式在整个工作边轮廓中存在一个刀具衔接点，受机床精度、操作人员技能水平、刀具精度等因素影响，接刀处衔接极易产生不平顺现象，无法有效保证圆弧与斜面相切，难以达到理论设计状态，且批量生产加工精度稳定性差。为解决上述问题，现提出如下技术方案。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题：提供一种高速铁路道岔用轨件工作边轮廓加工工艺及其刀具，解决
技术介绍
中需要解决的问题。
2、本专利技术采用的技术方案：一种高速铁路道岔用轨件工作边轮廓加工工艺，钢轨一次装夹定位后，采用数控铣床，分四个工步，四把刀具完成加工，步骤如下：
3、第一工步，轨头非工作边轮廓加工：采用非工作边成型铣刀加工，分为粗铣和精铣两次加工，粗铣时，轨头宽度预留3mm加工量；精铣时，一次加工成型。
4、第二工步，轨头工作边轮廓加工：采用工作边成型铣刀加工，宽度方向预留1～1.5mm加工余量，一次完成轨头工作边水平刨切加工。
5、第三工步，轨头工作边轮廓成型加工：采用一体成型刀具完成断面宽度大于15mm工作边轮廓加工，分两刀加工成型，第一刀为找正加工，第二刀精加工。
6、第四工步，小断面r13圆弧加工：采用r13成型铣刀，完成15mm断面至尖端轨头r13加工，并保证15mm断面前后r13圆弧铣刀衔接平顺性。
7、上述技术方案中，进一步地：非工作边成型铣刀具有主轴旋转中心ⅰ、刀具切削刃ⅰ；刀具切削刃ⅰ的廓形为一斜面；斜面廓形与被加工轨件成型非工作边断面廓形相同，且非工作边成型铣刀将被加工轨件的待加工部位ⅰ分粗铣和精铣两次加工成型。
8、上述技术方案中，进一步地：工作边成型铣刀具有主轴旋转中心ⅱ和刀具切削刃ⅱ；刀具切削刃ⅱ的廓形为一斜面连接圆弧；斜面连接圆弧的廓形与被加工轨件成型工作边断面廓形相同，且工作边成型铣刀宽度方向预留1～1.5mm加工余量，一次完成轨头工作边水平刨切加工。
9、上述技术方案中，进一步地：一体成型刀具具有主轴旋转中心ⅲ和刀具切削刃ⅲ；刀具切削刃ⅲ的廓形包括圆弧与圆弧连接、圆弧与斜面连接廓形；圆弧与圆弧连接、圆弧与斜面连接廓形与被加工轨件成型工作边断面宽度大于15mm工作边廓形相同，且一体成型刀具第一刀找正，第二刀精加工，分两刀加工成型轨头工作边轮廓。
10、上述技术方案中，优选的：包含工作边轨头水平铣削和垂直铣削两部分；且为数控铣削；任一刀具均具有旋转刀体。
11、上述技术方案中，进一步地：一体成型刀具的刀体廓形从中轴向边缘位置，轮廓线型轴向为喇叭状向外扩散结构。
12、上述技术方案中，进一步地：刀具切削刃的刀片均采用螺旋搭接方式；不同规格的刀片在刀体上错位布置，相互交错搭接，布置多条完整的切削刃；并使切削刃在刀体上螺旋交错布置，刀体每旋转一定角度就能形成一次完整切削。
13、本专利技术还请求保护一种高速铁路道岔用轨件工作边轮廓加工刀具，为任一加工工艺所使用的刀具。
14、本专利技术与现有技术相比的优点：
15、1、本专利技术采用特制一体成型刀具，按照道岔制造技术标准要求，在批量生产过程中，可实现轨件工作边实际加工轮廓与理论轮廓对比偏差小于0.2mm，满足检测技术标准0.35mm要求，在批量生产过程中，轮廓检验能持续保持100％合格率。
16、2、本专利技术轨头工作边轮廓成型原理，有效降低设备精度和操作人员技能水平对轨件加工轮廓精度的影响，消除因人员技能水平层次不齐，造成的产品质量不稳定现象；在轮廓加工成型过程中，一体成型刀具切削刃整体处于切削状态，可有效控制轨头成型轮廓精度。
17、3、本专利技术四工步加工工艺，降低设备轴向间隙等不稳定性对产品质量的影响，有效提高尖轨、心轨轨头轮廓加工精度控制和质量稳定性，满足批量生产需求，其加工过程控制措施可适用于全系道岔产品轨件加工，适合推广。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高速铁路道岔用轨件工作边轮廓加工工艺，其特征在于：钢轨一次装夹定位后，采用数控铣床，分四个工步，四把刀具完成加工，步骤如下：
2.根据权利要求1所述加工工艺，其特征在于：所述非工作边成型铣刀(1)具有主轴旋转中心Ⅰ(11)、刀具切削刃Ⅰ(12)；所述刀具切削刃Ⅰ(12)的廓形为一斜面；所述斜面廓形与被加工轨件成型非工作边断面(7)廓形相同，且所述非工作边成型铣刀(1)将被加工轨件的待加工部位Ⅰ(14)分粗铣和精铣两次加工成型。
3.根据权利要求1所述加工工艺，其特征在于：所述工作边成型铣刀(2)具有主轴旋转中心Ⅱ(21)和刀具切削刃Ⅱ(22)；所述刀具切削刃Ⅱ(22)的廓形为一斜面连接圆弧；所述斜面连接圆弧的廓形与被加工轨件成型工作边断面(5)廓形相同，且所述工作边成型铣刀(2)宽度方向预留1～1.5mm加工余量，一次完成轨头工作边水平刨切加工。
4.根据权利要求1所述加工工艺，其特征在于：所述一体成型刀具(3)具有主轴旋转中心Ⅲ(31)和刀具切削刃Ⅲ(32)；所述刀具切削刃Ⅲ(32)的廓形包括圆弧与圆弧连接、圆弧与斜面连接廓形；所述圆
5.根据权利要求1所述加工工艺，其特征在于：包含工作边轨头水平铣削和垂直铣削两部分；且为数控铣削；任一刀具均具有旋转刀体。
6.根据权利要求1或4所述加工工艺，其特征在于：所述一体成型刀具(3)的刀体廓形从中轴向边缘位置，轮廓线型轴向为喇叭状向外扩散结构。
7.根据权利要求1所述加工工艺，其特征在于：刀具切削刃的刀片均采用螺旋搭接方式；不同规格的刀片在刀体上错位布置，相互交错搭接，布置多条完整的切削刃；并使切削刃在刀体上螺旋交错布置，刀体每旋转一定角度就能形成一次完整切削。
8.一种高速铁路道岔用轨件工作边轮廓加工刀具，其特征在于：为权利要求1-7任一所述加工工艺所使用的刀具。
...【技术特征摘要】
1.一种高速铁路道岔用轨件工作边轮廓加工工艺，其特征在于：钢轨一次装夹定位后，采用数控铣床，分四个工步，四把刀具完成加工，步骤如下：
2.根据权利要求1所述加工工艺，其特征在于：所述非工作边成型铣刀(1)具有主轴旋转中心ⅰ(11)、刀具切削刃ⅰ(12)；所述刀具切削刃ⅰ(12)的廓形为一斜面；所述斜面廓形与被加工轨件成型非工作边断面(7)廓形相同，且所述非工作边成型铣刀(1)将被加工轨件的待加工部位ⅰ(14)分粗铣和精铣两次加工成型。
3.根据权利要求1所述加工工艺，其特征在于：所述工作边成型铣刀(2)具有主轴旋转中心ⅱ(21)和刀具切削刃ⅱ(22)；所述刀具切削刃ⅱ(22)的廓形为一斜面连接圆弧；所述斜面连接圆弧的廓形与被加工轨件成型工作边断面(5)廓形相同，且所述工作边成型铣刀(2)宽度方向预留1～1.5mm加工余量，一次完成轨头工作边水平刨切加工。
4.根据权利要求1所述加工工艺，其特征在于：所述一体成型刀具(3)具有主轴旋转中心ⅲ(31)和刀具切...
【专利技术属性】
技术研发人员：严安宁，王雄，董宏斌，吴军侠，杨宇青，张虎，姚远，范香春，
申请(专利权)人：中铁宝桥集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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