一种高效铣削钢轨的刀盘的制作方法

本发明涉及铁路维保技术领域，尤其涉及一种高效铣削钢轨的刀盘。

背景技术：

钢轨是铁路轨道的主要组成部件。它的功用在于引导机车车辆的车轮前进，承受车轮的巨大压力，并传递到轨枕上。钢轨必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面。在电气化铁道或自动闭塞区段，钢轨还可兼做轨道电路之用。

随着我国铁路、地铁等轨道交通技术高速的发展、机车车辆轴重的增加、车速的提高，对铁对路线路的质量提出了更高要求，钢轨表面病害的整治已迫在眉睫。

铁路、地铁钢轨使用寿命受控于滚动接触产生的疲劳裂纹和磨耗。疲劳裂纹影响钢轨探伤、轮轨运行状态、增加维护成本、缩短钢轨使用寿命，甚至引起断轨；磨耗，特别上曲线上股侧磨导致钢轨过早下道。为延缓钢轨滚动接触疲劳伤损和磨耗的发展、延长钢轨使用寿命，必须采用现代化的钢轨养修技术来实现。为解决上述钢轨病害，如采用传统的打磨方式，在磨损严重的轨道条件下，需要打磨25遍，而采用铣磨方式，则一遍即可完成。目前，我国在高铁和地铁领域从2009开始引入钢轨铣磨技术，来解决钢轨滚动接触疲劳和磨耗伤损等，并逐渐成为主要修复手段。

目前由于钢轨铣磨车刀盘的局限性，很大程度上影响了铣削作业的效率。一般常见的钢轨铣磨车作业速度在0.3-2Km/h，作业速度最高可能达到5Km/h(此时的铣削作业效果及精度会相应的降低一些)。单次作业切深在0.1-3mm左右。

了解到目前在运营的铁路、地铁等线路的天窗期最长仅有4个小时左右，通常情况留给钢轨修复的时间在2-3小时，短时甚至不足1小时。这样钢轨铣磨车单次作业的里程最多在5-6Km,通常情况的作业里程在2-3Km。其作业效率远远无法满足线上钢轨的修复需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种高效铣削钢轨的刀盘，能够提高钢轨铣削效率，满足线上钢轨修复需求。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种高效铣削钢轨的刀盘，包括刀盘心盘，所述刀盘心盘外套设有刀架体，所述刀架体上设置有若干块刀盘刀粒。

所述刀盘心盘的外圆面上设置有若干个安装槽，所述刀架体设置有数量对应的凸块，所述凸块插入所述安装槽内从而实现将所述刀架体安装至所述刀盘心盘上。

所述刀架体上设置有若干条螺旋槽，所述螺旋槽内设置有所述刀盘刀粒。

所述刀盘刀粒的刀粒尺寸介于砂轮砂粒与铣刀刀片之间。

所述安装槽为梯形凹槽，所述凸块为梯形定位花键，所述凸块插入所述安装槽内用于实现导向定位及力矩的传递。

所述刀盘刀粒的刀粒尺寸为5mm。

所述刀盘刀粒的铣削量介于打磨和铣削之间。

所述刀盘刀粒的铣削量为0.1-0.5mm。

所述螺旋槽的槽宽根据刀粒大小，设计值为两倍的刀粒尺寸大小。

所述螺旋槽的形状由螺升角α和螺旋半径r决定；所述螺旋半径由刀盘直径D所决定，即r＝D；所述螺升角α可根据实际情况自由选择调节。

本发明提供了发明了一种高效铣削钢轨的刀盘，能够提高钢轨铣削效率，满足线上钢轨修复需求，依据线上钢轨常见病害及相关文献资料，为消除不同程度的病害铣削深度也会随之不同，当铣削深度在0.1-0.5mm时即能消除绝大部分的钢轨病害。

本方案提供的刀盘允许铣削深度在0.1-0.5mm，铣削作业速度最快可达10-15Km/h，大大提高了钢轨铣磨车的作业速度，同时又实现了消除病害的效果。

附图说明

通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，本发明的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：

图1是本发明的示意图。

图2是图1中A处结构放大图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。

虽然参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述示例性实施方式做出各种改变。

下面结合附图1至附图2详细说明本发明实施例的技术方案。一种高效铣削钢轨的刀盘，包括刀盘心盘1，所述刀盘心盘1外套设有刀架体2，所述刀架体2上设置有若干块刀盘刀粒3。

所述刀盘心盘1的外圆面上设置有若干个安装槽，所述刀架体2设置有数量对应的凸块，所述凸块插入所述安装槽内从而实现将所述刀架体2安装至所述刀盘心盘1上。

所述刀架体2上设置有若干条螺旋槽，所述螺旋槽内设置有所述刀盘刀粒3。

所述刀盘刀粒3的刀粒尺寸介于砂轮砂粒与铣刀刀片之间。

所述安装槽为梯形凹槽，所述凸块为梯形定位花键，所述凸块插入所述安装槽内用于实现导向定位及力矩的传递。

所述刀盘刀粒3的刀粒尺寸为5mm。

所述刀盘刀粒3的铣削量介于打磨和铣削之间。

所述刀盘刀粒3的铣削量为0.1-0.5mm。

所述螺旋槽的槽宽根据刀粒大小，设计值为两倍的刀粒尺寸大小。

所述螺旋槽的形状由螺升角α和螺旋半径r决定；所述螺旋半径由刀盘直径D所决定，即r＝D；所述螺升角α可根据实际情况自由选择调节。

刀盘刀架体的螺旋槽的详述具体如下：

第一，螺旋槽的槽宽根据刀粒大小，设计值为两倍的刀粒尺寸，即10mm。

第二，螺旋槽的形状由两部分决定，一是螺升角α，另一个是螺旋半径r，螺旋半径由刀盘直径D所决定，r＝D；螺升角α则与设计需求有较大关系。相同直径刀盘，本发明具有更多齿数的特点。

为保证铣削效果，通常刀盘的线速度在200-350m/min，而本发明的刀盘线速度最高可达500m/min以上。

本装置的车速V(加工速度)计算公式如下

VC＝pD·n

其中：

n:刀盘转速(r/min)；

VC:刀盘线速度(m/min)；

D：刀盘直径(m)；

Z:刀盘齿数；

DZ：每齿进给量(mm/齿)。

由公式可知，在相同刀盘直径下，本发明允许的车速即加工速度是通常铣磨车加工速度的2-3倍，大大提升了铣磨车的作业效率。

本发明具有以下几点特点:

第一，目前铣磨车所用的刀盘，其实为铣刀的一种，其刀粒与铣刀的刀片无明显差异，所以具有铣削量大(0.1-3mm)，铣削线速度低(限制了铣磨车作业速度)的特点。而本发明的刀粒大小介于砂轮砂粒与铣刀刀片之间，所以其铣削量(0.1-0.5mm)介于打磨和铣削之间，而其作业速度相较于常规的铣削速度也有成倍的提升。

第二，本方案的刀盘刀架体其外圈开的螺旋槽能填充更多的刀粒，既能延长刀粒使用寿命又能提高作业精度。在作业过程中螺旋槽还可以分担铣削产生的切削力进一步保证了刀粒的使用寿命。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

本发明提供了发明了一种高效铣削钢轨的刀盘，能够提高钢轨铣削效率，满足线上钢轨修复需求，依据线上钢轨常见病害及相关文献资料，为消除不同程度的病害铣削深度也会随之不同，当铣削深度在0.1-0.5mm时即能消除绝大部分的钢轨病害。

本方案提供的刀盘允许铣削深度在0.1-0.5mm，铣削作业速度最快可达10-15Km/h，大大提高了钢轨铣磨车的作业速度，同时又实现了消除病害的效果。