一种高锰钢整铸辙叉端部装配面加工方法与流程

本发明涉及金属材料加工技术领域，尤其涉及一种高锰钢整铸辙叉端部装配面加工方法。

背景技术：

辙叉是指使车轮由一股钢轨越过另一股钢轨的设备，整铸辙叉是用高锰钢浇铸的整体辙叉。高锰钢是一种锰、碳含量均较高的合金钢，具有较高的强度、良好的冲击韧性，经热处理后，在冲击荷载作用下，会很快产生硬化，使表面具有良好的耐磨性能，同时，由于心轨和翼轨同时浇铸，整体性和稳定性好，被广泛采用。

高锰钢辙叉体积大，重量为0.7～0.5吨，加工过程中存在多次找正装夹、加工误差积累、工件易变形等问题，造成辙叉与线路钢轨连接时轨顶面及工作边存在错牙，增大辙叉在线路施工现场的铺设难度。为便于线路铺设，因此高锰钢辙叉需在出厂前进行试装以保证与线路钢轨正常对接。试装就是用一段长500mm的标准断面钢轨作为试装轨，通过鱼尾板、螺栓与辙叉两端进行连接安装。试装过程就是通过对辙叉间隔铁上下斜面或鱼尾空间上下颚加工留量进行打磨，使得试装轨安装后轨顶面及工作边错牙达到≤0.5mm的标准要求。现有的制造技术采用配装并进行人工配磨，工艺过程操作难度大，效率低。另一方面，如采用大型高精度三轴联动数控机床一次性完成高锰钢辙叉的工作边、轨顶面、轮缘槽及辙叉端部配合面等的加工，则由于工件加工涉及多个工位，设备成本高，工件翻转困难，且加工速度慢，不适用于工厂化批量作业。

技术实现要素：

针对上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种高锰钢整铸辙叉端部装配面加工方法，提高辙叉端部装配面的加工精度。

本发明的技术方案为：

一种高锰钢整铸辙叉端部装配面加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1、通过铣床对高锰钢辙叉的底面、轨顶面及工作边按直线轨迹进行铣削加工，所述工作边为轨头侧面行车作用边；

2、将铣削加工后的高锰钢辙叉转移至数控铣床进行摆放，并采用工件测头对高锰钢辙叉的底面、轨顶面及工作边进行精确测量，以重新定位，形成新的待加工坐标系；

3、针对高锰钢辙叉摆放位置关系，根据精确测量结果，以及高锰钢辙叉端部装配面与已测部位的已有位置关系，建立新的加工坐标，并完成系统调试；

4、根据建立新的加工坐标，选取与高锰钢辙叉端部装配配合的面加工用成形铣刀，对高锰钢辙叉端部装配面进行一次性加工成形，得到所需的高锰钢辙叉端部装配面尺寸。

所述工件测头设置在数控铣床主轴上。

所述步骤2中采用工件测头对高锰钢辙叉的底面、轨顶面及工作边进行精确测量中，采用数控铣床中的工件测头对高锰钢辙叉进行手动或自动测量，测量时，在数控铣床主轴定向状态下，与高锰钢辙叉表面接触后进行测量。

所述步骤2中每个面测量时，探测点不少于4个。

与现有技术比较，本发明的有益效果为：

本发明中针对已完成铸造及热处理的各类高锰钢辙叉的端部装配曲面进行先大致摆放并固定，后针对已完成加工的轨顶面、辙叉工作边部位进行快速测量以重新定位，并形成新的待加工坐标系，同时根据高锰钢辙叉端部配合面待加工部位与上述已测部位的已有位置关系，建立新的加工坐标系，配合专用曲面轮廓成形铣刀进行一次性精确加工成形。有效解决辙叉端部的加工精度以提高其互换性，从而取消人工打磨配装。本发明以大型工件已有曲面部位为基准，完成其它部位的空间曲面的精确加工，解决了大型工件多工位加工时的多次翻身、找正定位难度大的问题，并且实现高锰钢辙叉端部配合面以已有辙叉轨顶面、工作边为基准的高精度机加工，提高了辙叉应用的互换性，降低了加工成本，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明的坐标选取图；

图2是本发明的坐标建立图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种高锰钢整铸辙叉端部装配面加工方法，包括以下步骤：

1、通过铣床对高锰钢辙叉的底面、轨顶面及工作边按直线轨迹进行铣削加工，所述工作边为轨头侧面行车作用边；

2、将铣削加工后的高锰钢辙叉转移至数控铣床进行摆放，并采用工件测 头对高锰钢辙叉的底面、轨顶面及工作边进行精确测量，以重新定位，形成新的待加工坐标系；

本发明中工件测头设置在数控铣床主轴上，采用工件测头对高锰钢辙叉的底面、轨顶面及工作边进行精确测量中，采用数控铣床中的工件测头对高锰钢辙叉进行手动或自动测量，测量时，在数控铣床主轴定向状态下，与高锰钢辙叉表面接触后进行测量。每个面测量时，探测点不少于4个。每个点探测时间不大于5秒，完成定位后，系统调用已调试好的加工程序，采用成形铣刀，沿直线方向一次完成加工。

3、针对高锰钢辙叉摆放位置关系，根据精确测量结果，以及高锰钢辙叉端部装配面与已测部位的已有位置关系，建立新的加工坐标，并完成系统调试；

三个互不平行的平面相交可确立一个新坐标系的坐标原点。因此，所述建立的新坐标系的原点是采用工件测头在高锰钢辙叉指定的已加工面，即三个相交的加工面，也就是前述“已测部位”，测量后确定的。

示例性的，如图1所示，在测头在工作边A、轨顶面B、底面C进行探测，每个平面各探测不少于4个点以确定新坐标系。每个点探测时间不大于5秒，完成定位，形成新的坐标系，如图2所示，图中X、Y、Z为现有设备坐标，X、Y、Z为加工面进行重新测量定位，并建立新的坐标系。

4、根据建立新的加工坐标，选取与高锰钢辙叉端部装配配合的面加工用成形铣刀，对高锰钢辙叉端部装配面进行一次性加工成形，得到所需的高锰钢辙叉端部装配面尺寸。

建立新坐标系时所选取的基准面，如图1中的A、B、C三个平面，与 辙叉端部装配配合面的相对位置关系是一定的，是已知的。建立坐标系的目的是工件由于基准的不同或其它原因，不能一次性在设备上完成所有加工，要第二次上机床进行加工，但由于其体积大，重量大，第二次加工时的找正难度非常大，因此，为精确加工待加工面，就采取了在原有已加工面的基础上，以已加工面为基准，建立新的加工坐标系进行二次加工，从而取消了原有的大型工件二次加工时的找正工序。所以，待加工面与建立新坐标系所需的已选取的加工面存在已知的相对位置关系，只要确定了新坐标系，那么待加工面的加工要求就是已知的了。

对于本领域技术人员而言，显然能了解到上述具体实施例只是本发明的优选方案，因此本领域的技术人员对本发明中的某些部分所可能作出的改进、变动，体现的仍是本发明的原理，实现的仍是本发明的目的，均属于本发明所保护的范围。