铁路专用立式车轮车床制造技术

一种用于铁路通用车轮特别是动车组专用车轮的内孔及轮缘踏面的专用加工设备。本设备由床身、回转工作台、立柱、横梁、滑座、镗杆座、镗杆、５－６爪卡盘自动定心机构、电气控制系统、液压系统、数控系统等部件组成。其中床身、立柱为精密铸件箱型结构，保证了本车床的足够刚度与加工精度。安装在回转工作台上的滑块、卡爪通过联动部件连接，可沿径向布置成５－６个卡爪，满足工件的自动定心，镗杆上安装有粗车刀具、精车刀具以及倒角刀具，能实现粗加工，精加工以及倒角一次走行依次完成四种不同切削任务。空心主轴可以安装外置夹具卡紧车轮内孔，在镗杆底部上可以安装专用车刀，完成轮缘及踏面的数控切削。回转工作台的主轴内孔为空心结构，切削废屑由此落入床身底部的排屑机，实现自动排屑功能。横梁升至高点，专用机械手能自动上下工件，使本车床能与车轮传输线无缝连接，实现了自动化流水作业。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种专门用于加工铁路车轮内孔及车轮轮缘踏面的设备，特别指回转 工作台带有5-6个卡爪的电动自动定心卡盘，可安装4-6个刀座的镗杆，通过配置机械手能 够自动上下料以及能实现自动排屑功能的立式专用车床。
技术介绍
目前国内铁路车轮内孔及轮缘踏面的加工，普遍使用通用立式车床，通用立式车 床的使用往往导致车轮内孔及踏面加工工艺尺寸误差大，过渡圆弧不标准，生产效率低 (平均工作节拍高达15分钟每件)，且不同工序切换时要使用多工位回转转刀架来更换刀 具，既浪费时间，准确性也差，另外，通用立式车床不能自动排屑和上下料，无法实现与车轮 传输线的无缝连接。
技术实现思路
本专利技术是用于铁路通用车轮特别是动车组专用车轮的内孔及轮缘踏面的专用加 工设备。专利设备采用独特的镗杆技术，通过数控系统控制，能高效地完成车轮内孔粗加 工、精加工、端面上下倒角等多个工序的连续作业，并能完成轮缘及踏面的数控加工。本专 利设备还具有自动定心功能，可根据定制选用5-6个卡爪的自动定心卡盘。此外，本专利设 备可通过机械手自动上下料，具备自动排屑功能，使工作节拍低于6分钟每件。本专利技术的技术方案是铁路专用立式车轮车床，由床身、回转工作台、立柱、横梁、 滑座、镗杆座、镗杆、5-6爪卡盘自动定心机构、电气控制系统、液压系统、数控系统等组成。自动定心方式安装在回转工作台上的滑块、卡爪通过联动部件连接，可沿径向布 置成5-6个卡爪，满足工件的自动定心，方便操作。径向进刀方式立柱与床身连接成一体，移动滑座安装在立柱上，立柱导轨上下移 动，能沿竖直的Z轴方向上下移动，实现切削深度控制。轴向进刀方式镗杆座安装在移动滑座上，可沿水平的X轴方向移动，实现加工量 的进给。加工过程的实现方式镗杆上安装有粗车刀具、精车刀具以及倒角刀具，能实现粗 加工，精加工以及倒角一次走行依次完成四种不同切削任务。为实现移动滑座沿垂直的Z轴方向移动力量均衡，在立柱左右设置了两个液压缸 与液压系统形成液压平衡机构。空心主轴可以安装外置夹具卡紧车轮内孔，在镗杆底部上可以安装专用车刀，完 成轮缘及踏面的数控切削。排屑功能回转工作台的主轴内孔为空心结构，切削废屑由此落入床身底部的排 屑机，实现自动排屑功能。自动上下料功能横梁升至高点，专用机械手能自动上下工件，使本车床能与车轮 传输线无缝连接，实现了自动化流水作业。附图说明图1铁路专用立式车轮车床的结构示意图3图2铁路专用立式车轮车床的侧视图图3铁路专用立式车轮车床的俯视图图4铁路专用立式车轮车床的旋转工作台结构示意图图5铁路专用立式车轮车床的镗杆结构示意图图中标号如下1、床身 2、回转工作台3、立柱 4、横梁5、滑座 6、丝杠7、齿轮减速器8、镗杆座9、伺服电机10、镗杆11、滚珠丝杠12、液压缸13、卡爪14、车轮工件15、伺服电机16、导轨17、工作台防护罩18、L形滑块19、丝杠螺母20、轴承21、气缸22、空心主轴23、圆锥齿圈24、防尘刮板25、小圆锥齿轮沈、主电机27、车刀观、车刀四、车刀30、螺钉具体实施方式图1、图2描述了本专利技术铁路专用立式车轮车床的总体结构。本设备由床身1、回 转工作台2、立柱3、横梁4、滑座5、镗杆座8、镗杆10等部件组成。其中床身1、立柱3为精 密铸件箱型结构，保证了本车床的足够刚度与加工精度。横梁4沿安装在立柱3上导轨16 滑动，通过伺服电机15、齿轮减速器7、滚珠丝杠11完成垂直的Z轴方向纵向的进给动作； 镗杆座8通过安装在横梁4上的滑座5，以及伺服电机9、丝杠6和直线导轨完成水平的X 轴方向的进给动作。图3、图4描述了回转工作台的结构以及卡爪的布局。回转工作台2通过滚动轴承 安装在空心主轴22上，由主电机沈驱动，通过齿轮组传递力矩，，实现工件回转以及卡爪的 径向位移动作。其中空心主轴22圆周外同心连接有圆锥齿圈23，与齿圈啮合的是沿回转工 作台2径向圆周均勻分布的5-6个小圆锥齿轮25，小圆锥齿轮与传动丝杠为一体化零件， 小圆锥齿轮25上的传动丝杠通过丝杠螺母19带动L形滑块18沿滑槽径向滑动，L形滑块 18上装有卡爪13。夹紧工件时，夹紧气缸21上升推动圆锥齿圈23采用离合形式完成齿圈 与小齿轮的啮合，全部卡爪13同步动作将车轮工件14夹紧，实现对车轮的回转中心自动找 正，自动定心夹紧工件。根据需要回转工作台上可径向均勻布置5-6个卡爪。图5描述了本铁路专用立式车轮车床独特的镗杆结构。镗杆10带有台肩并通过 螺钉30固定在镗杆座8的安装止口上，镗杆开有4-6个车刀座孔，可安装不同功能的车刀， 镗杆走行一次能依次进行粗车，精车，倒角加工。 工序循环开始时，设备的镗杆10当处于行程最顶端，卡盘处于松开状态。通过外 置机械手将工件14放置于回转工作台2上，气动执行主电机沈带动卡爪13定心卡紧工件， 并带动回转工作台高速旋转。此时工作台旋转时工作台防护罩17会自动升起。 连接在立柱3上的横梁4带动镗杆座8走行到开始粗孔加工的位置上，横梁4带动 镗杆10下降，车刀27接触工件，回转工作台2以粗加工速度开始旋转并且镗杆10以粗车 速度进给，开始进行粗加工。粗车完成后，镗杆10继续下降进行精加工，镗杆将车刀观进 给到开始精加工的位置上，回转工作台2以精加工速度开始旋转，镗杆10以精车速度进给。 此时由车刀观完成此工序，之后，由车刀四完成车轮内孔上端面倒角，镗杆结束下降过程， 最后，镗杆上升，带动镗杆底部刀座上的车刀观至车轮内孔下端面，进行下端面倒角。镗杆 10上升至原点。回转工作台2旋转停止，卡盘松开。完成车轮内孔的完整加工工艺过程。 以上过程可根据不同工件的加工要求对工序进行调整或者对车刀进行更换。加工车轮外缘及踏面时，回转工作台上可以安装辅助的内涨式夹具夹住车轮内 孔，镗杆底部安装车刀对车轮轮缘及踏面进行数控加工。车削车轮内孔时，空心主轴22独特的结构使得车削废屑直接落入床身底部，经由 排屑机排至车床外收集容器内。在立柱3左右设置的两个液压缸12与液压系统形成液压平衡机构，实现横梁4的 平稳升降，保证了加工精度。权利要求1.一种铁路专用立式车轮车床，其特征在于有沿竖直Z轴方向移动的滑座，有沿水平 X轴方向移动的镗杆座，带有5-6爪电动卡盘的自动工件定心装置，可安装4-6把刀具的镗 杆立式车床。2.根据权利要求1所述的一种铁路专用立式车轮车床，其特征在于镗杆上有4-6个 车刀刀座。3.根据权利要求1所述的一种铁路专用立式车轮车床，其特征在于回转工作主轴为空心结构。4.根据权利要求2所述的一种铁路专用立式车轮车床，其特征在于回转工作台内部 具有离合以及同步啮合的齿圈齿轮结构。专利摘要一种用于铁路通用车轮特别是动车组专用车轮的内孔及轮缘踏面的专用加工设备。本设备由床身、回转工作台、立柱、横梁、滑座、镗杆座、镗杆、5-6爪卡盘自动定心机构、电气控制系统、液压系统、数控系统等部件组成。其中床身、立柱为精密铸件箱型结构，保证了本车床的足够刚度与加工精度。安装在回转工作台上的滑块、卡爪通过联动部件连接，可沿径向布置成5-6个卡爪，满足工件的自动定心，镗杆上安装有粗车刀具、精车刀具以及倒角刀具，能实现粗加工，精加工以及倒角一次走行依次完成四种不同切削任务。空心主轴可以安装外置夹具卡紧车轮内孔，在镗杆底部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路专用立式车轮车床，其特征在于：有沿竖直Ｚ轴方向移动的滑座，有沿水平Ｘ轴方向移动的镗杆座，带有５－６爪电动卡盘的自动工件定心装置，可安装４－６把刀具的镗杆立式车床。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：辛振涛，
申请(专利权)人：辛振涛，
类型：实用新型
国别省市：11[]