雙砂輪車(chē)軸磨削裝置設(shè)計(jì)

張斌斌　馬成穩(wěn)　楊繼珍

(天水星火機(jī)床有限責(zé)任公司技術(shù)中心，甘肅 天水 741024)

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雙砂輪車(chē)軸磨削裝置設(shè)計(jì)

張斌斌馬成穩(wěn)楊繼珍

(天水星火機(jī)床有限責(zé)任公司技術(shù)中心，甘肅 天水 741024)

該裝置用于磨削車(chē)軸。車(chē)軸包括相背的第一端面、第二端面及一個(gè)圓柱狀側(cè)面。雙砂輪車(chē)軸磨削裝置包括撥盤(pán)、用于支承車(chē)軸的第一頂尖及第二頂尖、第一砂輪、第二砂輪及至少一個(gè)減震裝置。車(chē)軸穿過(guò)至少一個(gè)減震裝置且位于減震元件間并能夠在減震裝置內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。減震元件可以防止車(chē)軸沿徑向振動(dòng)，防止砂輪加工的區(qū)域產(chǎn)生表面局部的振紋，從而提高加工精度。

雙砂輪；車(chē)軸；磨削

(Tianshui SPARK Machine Tool Co., Ltd., Tianshui 741024, CHN)

隨著交通工具的高速發(fā)展，高鐵已經(jīng)成為人們出行的重要工具之一。其中動(dòng)車(chē)組車(chē)軸的加工精度直接影響高鐵的安全運(yùn)營(yíng)，目前普遍借助于雙砂輪架數(shù)控車(chē)軸磨床加工車(chē)軸，該機(jī)床采用前置固定工作臺(tái)，由兩砂輪架縱、橫移動(dòng)實(shí)現(xiàn)工件磨削的總體布局。砂輪架主軸由靜壓軸承支撐；砂輪架橫進(jìn)給采用直線導(dǎo)軌；砂輪架縱向進(jìn)給采用開(kāi)式的靜壓導(dǎo)軌；工件由專(zhuān)用中間傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)；機(jī)床配置自動(dòng)測(cè)量?jī)x和軸向定位量?jī)x等專(zhuān)用部件。專(zhuān)門(mén)用于高速列車(chē)車(chē)軸、載重卡車(chē)車(chē)橋，機(jī)車(chē)車(chē)軸的各軸頸外圓、圓弧及端面的磨削。因其所用的砂輪寬度達(dá)到300 mm，磨削力大不說(shuō)，尤其在一次裝夾中，對(duì)車(chē)軸和橋殼軸頭的兩端要利用兩個(gè)砂輪架同時(shí)進(jìn)行磨削，更增加了機(jī)床設(shè)計(jì)和制造難度，因此成為國(guó)內(nèi)磨床行業(yè)一個(gè)多年沒(méi)有攻克的技術(shù)難題。目前，國(guó)內(nèi)廠家大多依賴(lài)少數(shù)進(jìn)口設(shè)備加工高速列車(chē)車(chē)軸、載重卡車(chē)車(chē)橋橋殼。

1　車(chē)軸磨削的現(xiàn)狀

通常車(chē)軸工件兩端需要通過(guò)磨削裝置進(jìn)行磨削加工，磨削裝置通常包括一臺(tái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、安裝驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)一端并由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的頂尖、支承車(chē)軸工件另一端面的頂尖、以及兩個(gè)同時(shí)磨削車(chē)軸工件兩端的左右砂輪。然而磨削過(guò)程中，由于左右砂輪同時(shí)高速旋轉(zhuǎn)、以及車(chē)軸工件以與砂輪相反的方向旋轉(zhuǎn)，在左右砂輪同時(shí)分別對(duì)車(chē)軸工件兩端進(jìn)行磨削時(shí)，工件會(huì)沿徑向產(chǎn)生切削抗力，切削抗力激振工件，振動(dòng)導(dǎo)致的結(jié)果是被兩砂輪加工的區(qū)域會(huì)產(chǎn)生表面局部的振紋，影響車(chē)軸表面粗糙度。

2　雙砂輪車(chē)軸磨削裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理

雙砂輪車(chē)軸磨削裝置100(如圖1)，用于磨削車(chē)軸200，車(chē)軸200為圓柱狀并具有一中心軸AA，車(chē)軸200包括相背的第一端面201、第二端面202及一個(gè)圓柱狀側(cè)面203。雙砂輪車(chē)軸磨削裝置100包括驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、安裝于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)一端并由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的撥盤(pán)10、用于夾持車(chē)軸的第一頂尖20及第二頂尖30、第一砂輪40、第二砂輪50及減震裝置60；第一頂尖20固定設(shè)置于撥盤(pán)10內(nèi)并由撥盤(pán)10帶動(dòng)車(chē)軸200轉(zhuǎn)動(dòng)，第一頂尖20及第二頂尖30分別抵靠于所述車(chē)軸200的第一端面201及第二端面202；第一砂輪40及第二砂輪50分別用于磨削所述側(cè)面203的兩端(即所述側(cè)面203靠近第一端面201及第二端面202的位置)；減震裝置60內(nèi)設(shè)有位于車(chē)軸200外且與車(chē)軸200接觸的減震元件61，車(chē)軸200穿過(guò)減震裝置60且位于減震元件61間并能夠在減震裝置60內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。

減震裝置60(如圖2)位于車(chē)軸200的中部位置，減震裝置60包括一個(gè)底座62、一個(gè)支撐減震裝置的體63，減震元件61為軸承，如圖2。該軸承套于車(chē)軸200的中部并與車(chē)軸200的側(cè)面203中部接觸，且車(chē)軸200可以在該軸承內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。在其他實(shí)施方式中，減震元件61為柱狀滾子或球形滾珠并位于支撐體63的內(nèi)側(cè)壁與車(chē)軸200的側(cè)面203之間并與車(chē)軸200的側(cè)面接觸。在其他實(shí)施方式中，減震元件還可以是海綿、橡膠等柔性材料。

第一頂尖20及第二頂尖30均由金屬制成且大致為錐形，其中第二頂尖30安裝在一支撐架上(圖未示)并能夠在該支撐架上轉(zhuǎn)動(dòng)。頂尖孔204(圖3所示)的中心軸與車(chē)軸200的中心軸AA同軸，兩頂20和30尖支撐車(chē)軸200。

磨削時(shí)，由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)撥盤(pán)10轉(zhuǎn)動(dòng)，撥盤(pán)10通過(guò)第一頂尖20帶動(dòng)車(chē)軸200轉(zhuǎn)動(dòng)，第二頂尖30隨車(chē)軸200轉(zhuǎn)動(dòng)，第一砂輪40及第二砂輪50分別由相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，然后磨削車(chē)軸的兩端。減震裝置內(nèi)設(shè)有位于車(chē)軸外且與車(chē)軸接觸的減震元件，如此，第一砂輪及第二砂輪分別用于磨削所述車(chē)軸工件側(cè)面及兩端時(shí)，可以防止車(chē)軸沿徑向振動(dòng)，防止砂輪加工的區(qū)域會(huì)產(chǎn)生表面局部的振紋，從而提高加工精度。

如圖3所示，雙砂輪車(chē)軸磨削裝置還包括設(shè)置于撥盤(pán)內(nèi)的銷(xiāo)釘70，第一端面還開(kāi)設(shè)有多個(gè)供銷(xiāo)釘70插入的均勻分布的錐銷(xiāo)孔205。銷(xiāo)孔205為錐孔，銷(xiāo)釘70包括銷(xiāo)釘頭部71及錐端72，通過(guò)錐銷(xiāo)端72插入錐孔205?？墒箵鼙P(pán)帶動(dòng)車(chē)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)接觸緊密，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有間隙，減小車(chē)軸本身的晃動(dòng)量，并且便于裝卸工件(車(chē)軸)。

3　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上裝置的應(yīng)用，對(duì)解決車(chē)軸頸產(chǎn)生波紋問(wèn)題有良好的效果，能明顯改善車(chē)軸軸頸表面的粗糙度，而且成本比較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。

[1]本公司車(chē)軸磨床產(chǎn)品圖紙.

[2]《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》組.機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)(3)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1997.

[3]戴曙.金屬切削機(jī)床[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

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Design of double wheel axle grinding device

ZHANG Binbin, MA Chengwen, YANG Jizhen

The device is used for grinding the axle. Axle includes the first end and second end face and a cylindrical side which is reverse. Double wheel axle grinding device includes dial, first and second center used for supporting axle, first grinding wheel, the second grinding wheel and at least one damping device. Axle is located between the suspension components through the at least one damping device and can be moved within the shock absorbing device. Axle damping element can prevent the radial vibration, prevent partial surface vibration grain in grinding wheel processing area, to improve the machining accuracy.

double wheel; axle; grinding

TH123

B

張斌斌，男，1980年生，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)。

(編輯孫德茂)(2015-08-18)

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