RU2472895C2 - Rail head profile formation method - Google Patents

Rail head profile formation method Download PDF

Info

Publication number
RU2472895C2
RU2472895C2 RU2010133031/11A RU2010133031A RU2472895C2 RU 2472895 C2 RU2472895 C2 RU 2472895C2 RU 2010133031/11 A RU2010133031/11 A RU 2010133031/11A RU 2010133031 A RU2010133031 A RU 2010133031A RU 2472895 C2 RU2472895 C2 RU 2472895C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tool
angle
rail head
rail
head profile
Prior art date
Application number
RU2010133031/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010133031A (en
Inventor
Сергей Александрович Чевычелов
Сергей Геннадьевич Емельянов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority to RU2010133031/11A priority Critical patent/RU2472895C2/en
Publication of RU2010133031A publication Critical patent/RU2010133031A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2472895C2 publication Critical patent/RU2472895C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: rail head profile formation method consists in the fact that energy beam or jet hydro-abrasive liquid, which is supplied under high pressure, is used as a tool. Tool is oriented at an angle relative to rail symmetry axis, at an angle to supply direction and at an angle to axis of oscillating motion of the tool. After that, shaping of rail head profile is performed with the tool, which is provided with oscillating motion relative to the specified axis for subsequent discrete removal of an allowance. The tool at each point of rail head profile lies in the plane that is tangent to the head profile at that point. Amplitude of oscillating motion is determined with a sum angle, contact of tool and processed surface.
EFFECT: improvement of the quality of processed surface, formation of required physical and mechanical properties of surface layer and increase in efficiency is provided.
6 dwg

Description

Изобретение относится к области металлообрабатывающей промышленности.The invention relates to the field of metalworking industry.

Известны способы формирования рабочего профиля головки рельсов шлифованием, строганием, фрезерованием [1].Known methods of forming the working profile of the rail head by grinding, planing, milling [1].

Способ фрезерования дисковыми профильными фрезами, оснащенными сменными многогранными пластинами (СМП) (B23C 3/00 - RU 2001100690/02 C2, 2001), включает фрезерование поверхности катания рельса и одной или двух радиусных поверхностей, сопряженных с боковыми гранями головки. При попутном фрезеровании обрабатывают фрезой одновременно поверхность катания и одну или обе радиусные поверхности, сопряженные с боковыми гранями головки. Предварительно одной фрезой может обрабатываться радиусная поверхность головки рельса со стороны бывшей нерабочей грани.The method of milling disk profile mills equipped with interchangeable polyhedral inserts (SMP) (B23C 3/00 - RU 2001100690/02 C2, 2001), includes milling the rolling surface of the rail and one or two radial surfaces associated with the side faces of the head. In passing milling, a rolling surface and one or both radius surfaces conjugated with the side faces of the head are simultaneously machined with a milling cutter. Previously, the radius surface of the rail head from the side of the former inoperative face can be machined with one mill.

При этом используют дисковые профильные фрезы (B23C 5/14 - RU 2001107733/02 C1, 2001). Фреза содержит зубья из отдельных режущих пластин (СМП), установленных в гнездах, выполненных в корпусе, причем режущие пластины развернуты относительно друг друга по плоскостям их контакта с обеспечением равенства задних углов резания в середине каждой режущей пластины.In this case, disk profile milling cutters are used (B23C 5/14 - RU 2001107733/02 C1, 2001). The milling cutter contains teeth from separate cutting inserts (SMP) mounted in sockets made in the housing, the cutting inserts being deployed relative to each other along the planes of their contact to ensure equality of the rear cutting angles in the middle of each cutting insert.

Недостатками данного способа является сложность изготовления инструмента, низкая стойкость инструмента, обусловленная высокой твердостью обрабатываемого материала, низкое качество обработанной поверхности из-за вибраций, присущих способам с дискретным снятием припуска.The disadvantages of this method are the difficulty of manufacturing the tool, low tool life, due to the high hardness of the processed material, low quality of the processed surface due to the vibrations inherent in the methods with discrete removal of allowance.

Известен способ для шлифования рельсов и устройство для его осуществления (RU №2272858, МПК E01B 31/13).A known method for grinding rails and a device for its implementation (RU No. 2272858, IPC E01B 31/13).

Недостатком способа является низкая производительность, а для правки профильного абразивного круга требуется использование специального профильного бруска, который необходимо изготавливать для каждого профиля рельса.The disadvantage of this method is low productivity, and for editing the profile abrasive wheel requires the use of a special profile bar, which must be made for each profile of the rail.

Известен способ шлифования рельсов [2], при котором рельсошлифовальным поездом формируется профиль головки рельсов.A known method of grinding rails [2], in which the rail-grinding train forms the profile of the rail head.

Недостатком способа является низкое качество обработанной поверхности, так как в этом способе используют непрофильные абразивные круги, вследствие чего профиль головки рельса аппроксимируют дискретными прямолинейными участками, вершины которых при эксплуатации являются концентраторами напряжений, снижающими срок службы рельсов.The disadvantage of this method is the low quality of the machined surface, since non-profile abrasive wheels are used in this method, as a result of which the rail head profile is approximated by discrete straight sections, the vertices of which during operation are stress concentrators that reduce the service life of the rails.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение качества обработанной поверхности, формирование требуемых физико-механических свойств поверхностного слоя, повышение производительности.The technical problem to which the invention is directed is to improve the quality of the treated surface, the formation of the required physical and mechanical properties of the surface layer, and increase productivity.

Технический результат достигается тем, что в качестве инструмента используют:The technical result is achieved by the fact that as a tool use:

- непрерывный энергетический луч, в качестве которого используют луч лазера, плазмы, электронный или другой луч, который позволяет удалять поверхностный слой материала головки рельса и формировать требуемый геометрический профиль;- a continuous energy beam, which is used as a laser beam, plasma, electron or other beam, which allows you to remove the surface layer of the material of the rail head and form the desired geometric profile;

- струю гидроабразивной жидкости, которую подают под высоким давлением.- a jet of hydroabrasive fluid, which is supplied under high pressure.

Инструмент 1 располагают под углом относительно оси симметрии рельса 3, под углом к направлению подачи 5 и под углом к оси колебательного движения инструмента 2, после чего осуществляют формообразование профиля вогнутой производящей линией, которую получают при колебательном перемещении инструмента относительно заданной оси. В каждой точке профиля головки рельса инструмент лежит в плоскости, касательной к профилю в этой точке. Удаление припуска производят дискретно и при перемещении рельса заданный профиль формируют на всей головке рельса.The tool 1 is placed at an angle relative to the axis of symmetry of the rail 3, at an angle to the feed direction 5 and at an angle to the axis of the oscillatory movement of the tool 2, after which the profile is formed by a concave producing line, which is obtained by oscillating movement of the tool relative to a given axis. At each point of the rail head profile, the tool lies in a plane tangent to the profile at that point. The removal of the allowance is made discretely and when moving the rail, a predetermined profile is formed on the entire rail head.

В частном случае, если обрабатываемый участок профиля головки рельса задан гиперболической кривой, то траектория перемещения инструмента есть дуга окружности радиуса R1 (Фиг.2), в остальных случаях траектория перемещения инструмента определяется прямыми касательными в каждой точке обрабатываемого профиля.In the particular case, if the processed section of the profile of the rail head is defined by a hyperbolic curve, then the tool path is an arc of a circle of radius R1 (Figure 2), in other cases, the tool path is defined by straight tangents at each point of the processed profile.

При обработке энергетическим лучом параметры излучения назначают таким образом, чтобы при термическом воздействии на поверхность головки рельса получать требуемые физико-механические свойства поверхностного слоя при заданном качестве обработанной поверхности и максимальной производительности. Для этого в зону обработки могут быть дополнительно введены различные вещества (например, кислород).When processing with an energy beam, the radiation parameters are assigned in such a way as to obtain the required physical and mechanical properties of the surface layer during thermal treatment of the rail head surface with a given quality of the processed surface and maximum productivity. For this, various substances (for example, oxygen) can be added to the treatment zone.

При обработке струей гидроабразивной жидкости в зоне удаления припуска не происходит образования теплоты, которая приводила бы к изменению первоначальных физико-механических свойств поверхностного слоя головки рельса.When treated with a jet of hydroabrasive fluid in the area where the allowance is removed, heat does not form, which would lead to a change in the initial physical and mechanical properties of the surface layer of the rail head.

Отсутствие механического взаимодействия между рельсом и инструментом позволяет избежать явления технологической наследственности, а следовательно, повысить качество получаемой поверхности. Затраты на обработку энергетическим лучом или струей гидроабразивной жидкости существенно ниже чем при фрезеровании и шлифовании.The absence of mechanical interaction between the rail and the tool avoids the phenomenon of technological heredity, and therefore, to improve the quality of the resulting surface. The cost of processing with an energy beam or a jet of hydroabrasive liquid is significantly lower than when milling and grinding.

Использование непрерывного энергетического луча или непрерывной струи гидроабразивной жидкости позволяет осуществлять обработку с высокой производительностью.The use of a continuous energy beam or a continuous jet of waterjet fluid allows processing with high productivity.

Способ поясняется чертежами: на Фиг.1 изображена схема установки инструмента под углом к оси его колебательного движения, на Фиг.2 изображена схема установки инструмента на требуемом расстоянии от оси колебательного движения, на Фиг.3 изображена схема установки инструмента под углом к оси симметрии рельса, на Фиг.4 изображена схема установки инструмента под углом к направлению подачи, на Фиг.5 изображена схема обработки головки рельса, на Фиг.6 изображена схема формирования полного профиля головки рельса производящими линиями двух инструментов.The method is illustrated by drawings: figure 1 shows a diagram of the installation of the tool at an angle to the axis of its oscillatory movement, figure 2 shows a diagram of the installation of the tool at the required distance from the axis of the oscillatory movement, figure 3 shows a diagram of the installation of the tool at an angle to the axis of symmetry of the rail , Fig. 4 shows a diagram of a tool installation at an angle to the feed direction, Fig. 5 shows a processing diagram of a rail head, Fig. 6 shows a diagram of the formation of a complete profile of a rail head by production lines of two tools ntov.

Практическую реализацию способа осуществляют следующим образом.The practical implementation of the method is as follows.

Инструмент 1 устанавливают под углом α к оси его колебательного движения 2 на заданном расстоянии L и на минимальном расстоянии R2 от обработанной поверхности 6 головки рельса 4. Ось колебательного движения 2 устанавливают под углом β к оси симметрии рельса 3 и под углом γ к направлению подачи 5. Затем при колебательном движении инструмента с частотой n относительно оси происходит формирование заданного профиля головки рельса производящими линиями 8 вдоль линии контакта 7 от начальной точки до конечной. При этом инструмент, перемещаясь из положения I в положение II, образует угол контакта σ.Tool 1 is installed at an angle α to the axis of its vibrational movement 2 at a predetermined distance L and at a minimum distance R2 from the machined surface 6 of the rail head 4. The axis of vibrational movement 2 is set at an angle β to the axis of symmetry of rail 3 and at an angle γ to the feed direction 5 Then, with the oscillatory movement of the tool with a frequency n relative to the axis, a predetermined profile of the rail head is formed by producing lines 8 along the contact line 7 from the starting point to the end. In this case, the tool, moving from position I to position II, forms a contact angle σ.

Инструмент перемещают таким образом, что он совершает колебательные движения только на дуге окружности, ограниченной суммарным углом контакта σΣ.The tool is moved in such a way that it performs oscillatory movements only on an arc of a circle bounded by the total contact angle σ Σ .

Figure 00000001
Figure 00000001

где σ - угол контакта луча с обрабатываемым материалом,where σ is the angle of contact of the beam with the processed material,

σ1 - угол врезания,σ 1 - angle of incidence,

σ2 - угол перебега.σ 2 is the angle of run.

Расположение инструмента под углом β относительно оси симметрии рельса и под углом γ к направлению подачи необходимо для формирования профиля головки рельсов с различными геометрическими параметрами.The location of the tool at an angle β relative to the axis of symmetry of the rail and at an angle γ to the feed direction is necessary for forming the profile of the rail head with various geometric parameters.

Необходимый угол наклона инструмента относительно оси вращения α определяют по формуле:The required angle of inclination of the tool relative to the axis of rotation α is determined by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где: R2, R3 - радиусы производящей поверхности, формируемой инструментом, в соответствующих точках кривой профиля головки рельса, мм;where: R 2 , R 3 are the radii of the producing surface formed by the tool, at the corresponding points of the profile curve of the rail head, mm;

x3 - координата по оси Х соответствующей точки кривой профиля головки рельса, мм.x 3 - coordinate along the X axis of the corresponding point of the curve of the profile of the rail head, mm

При этом знак угла α не влияет на геометрические параметры получаемого гиперболического профиля головки рельса.Moreover, the sign of the angle α does not affect the geometric parameters of the resulting hyperbolic profile of the rail head.

При реализации способа происходит чередование встречной и попутной схем обработки.When implementing the method, the oncoming and associated processing schemes are alternated.

Траектория перемещения инструмента на участке суммарного угла контакта может быть дугой окружности радиуса R1, в этом случае получают участок профиля головки рельса в виде гиперболической кривой. При необходимости формирования участков профиля головки рельсов, представленных отрезком прямой, дугой окружности или другой кривой, а также их совокупностью, траектория перемещения луча в плоскости А, перпендикулярной оси его колебательного движения (см. Фиг.5), будет представлять собой кривую, через которую проходят все прямые, касательные к получаемому профилю головки рельса.The trajectory of the tool in the area of the total contact angle can be an arc of a circle of radius R1, in this case, receive the profile section of the rail head in the form of a hyperbolic curve. If necessary, the formation of sections of the profile of the rail head, represented by a segment of a straight line, an arc of a circle or another curve, as well as their combination, the path of the beam in the plane A, perpendicular to the axis of its oscillatory motion (see Figure 5), will be a curve through which all the straight lines tangent to the resulting rail head profile pass.

Для формирования полного профиля головки рельса от правой боковой поверхности до левой боковой поверхности без переустановки используют два инструмента, которые располагают слева и справа относительно оси симметрии рельса.To form a complete profile of the rail head from the right side surface to the left side surface without reinstalling, two tools are used that are located on the left and right relative to the axis of symmetry of the rail.

Для формирования специальных профилей рельса используют два или более инструмента, которые располагают под соответствующими углами относительно оси симметрии рельса и каждый из которых формирует часть заданного профиля головки рельса.To form special rail profiles, two or more tools are used that are positioned at respective angles relative to the axis of symmetry of the rail and each of which forms part of a given profile of the rail head.

Список используемой литературыBibliography

1. Мелентьев Л.П., Порошин В.П., Фадеев С.И. Содержание и ремонт рельсов. М.: Транспорт, 1977, 160 с.1. Melentyev L.P., Poroshin V.P., Fadeev S.I. Maintenance and repair of rails. M .: Transport, 1977, 160 p.

2. Альбрехт В.Г. Профильная обработка рельсов шлифовальными поездами с активными рабочими органами. Альбрехт В.Г., Крысанов Л.Г., Абдурашитов А.Ю., Шмига Ю.Н. М.: ТЕХИНВЕСТ, 1999.2. Albrecht V.G. Profile processing of rails by grinding trains with active working bodies. Albrecht V.G., Krysanov L.G., Abdurashitov A.Yu., Shmiga Yu.N. M .: TECHINVEST, 1999.

Claims (1)

Способ формирования профиля головки рельсов, включающий поступательное перемещение рельса для обработки всей поверхности головки рельса, отличающийся тем, что в качестве инструмента для обработки заданного участка профиля головки рельса используют: непрерывный энергетический луч или непрерывную струю гидроабразивной жидкости, подаваемую под высоким давлением, при этом инструмент ориентируют под углом относительно оси симметрии рельса, под углом к направлению подачи и под углом к оси колебательного движения инструмента, после чего осуществляют формообразование профиля головки рельса инструментом, которому задают колебательное движение относительно заданной оси для последовательного дискретного удаления припуска, при этом в каждой точке профиля головки рельса инструмент лежит в плоскости касательной к профилю головки в этой точке, при этом амплитуда колебательного движения определяется суммарным углом контакта
σΣ=σ+σ1+σ2,
где σ - угол контакта инструмента с обрабатываемым материалом, σ1 - угол врезания, σ2 - угол перебега,
для получения профиля головки рельсов с новыми геометрическими параметрами изменяют значения одного или всех углов ориентирования инструмента - угла относительно оси симметрии рельса, угла относительно направления подачи, угла относительно оси колебательного движения инструмента. A method for forming a rail head profile, including translational movement of the rail for processing the entire surface of the rail head, characterized in that as a tool for processing a given section of the rail head profile, a continuous energy beam or a continuous jet of hydro-abrasive liquid supplied under high pressure is used, wherein the tool orient at an angle relative to the axis of symmetry of the rail, at an angle to the direction of feed and at an angle to the axis of the oscillatory movement of the tool, then there is a shaping of the rail head profile with a tool that sets the oscillatory motion relative to a given axis for sequential discrete removal of allowance, while at each point of the rail head profile the tool lies in the plane tangent to the head profile at this point, while the amplitude of the vibrational motion is determined by the total contact angle
σ Σ = σ + σ 1 + σ 2 ,
where σ is the angle of contact of the tool with the processed material, σ 1 is the angle of incidence, σ 2 is the angle of run,
in order to obtain a rail head profile with new geometric parameters, the values of one or all of the tool orientation angles are changed — the angle relative to the axis of symmetry of the rail, the angle relative to the feed direction, the angle relative to the axis of the oscillatory movement of the tool.
RU2010133031/11A 2010-08-05 2010-08-05 Rail head profile formation method RU2472895C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010133031/11A RU2472895C2 (en) 2010-08-05 2010-08-05 Rail head profile formation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010133031/11A RU2472895C2 (en) 2010-08-05 2010-08-05 Rail head profile formation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010133031A RU2010133031A (en) 2012-02-10
RU2472895C2 true RU2472895C2 (en) 2013-01-20

Family

ID=45853315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010133031/11A RU2472895C2 (en) 2010-08-05 2010-08-05 Rail head profile formation method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2472895C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0266167A1 (en) * 1986-10-31 1988-05-04 Herb Joseph John Seguin Insitu energy beam processing of railroad track and equipment for increasing service lifetime
RU1542121C (en) * 1988-01-04 1994-11-30 Суровин Вячеслав Константинович Device for strengthening roll surface of railroad rail
WO2005080686A1 (en) * 2004-02-23 2005-09-01 Sandro Favilli Hardening process using laser in railway applications and relative equipment

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0266167A1 (en) * 1986-10-31 1988-05-04 Herb Joseph John Seguin Insitu energy beam processing of railroad track and equipment for increasing service lifetime
RU1542121C (en) * 1988-01-04 1994-11-30 Суровин Вячеслав Константинович Device for strengthening roll surface of railroad rail
WO2005080686A1 (en) * 2004-02-23 2005-09-01 Sandro Favilli Hardening process using laser in railway applications and relative equipment

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010133031A (en) 2012-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2969393B1 (en) Rail re-profiling method
CN108698900B (en) Method for edge finishing of a glass element and glass element finished according to this method
US9040870B2 (en) Device for re-contouring a gas turbine blade
RU2471034C1 (en) Method and device for cutting with edfinite geometry cutting edge
US20190240753A1 (en) Method and apparatus for producing toothed blades
CN203471022U (en) Tool rest type milling assembly for periphery forming
RU2472895C2 (en) Rail head profile formation method
RU2607065C2 (en) Method and device for machining longitudinal edges of metal workpieces
RU2456144C2 (en) Method of forming rail head profile
CN111455748A (en) Online one-step forming rail milling equipment and method for steel rail profile
CN110711829B (en) Steel wire shot cutting machine
CN105478818A (en) Machine tool for machining saw gaps of saw blade and saw blade with saw gaps
RU2715923C1 (en) Vibratory cutter for processing railway wheel pairs and cutting plate
RU99785U1 (en) TRAIN FOR PROCESSING THE WORKING SURFACE OF THE HEAD OF BOTH RAILS
RU2291929C2 (en) Method of forming profile of rail head by forming cutters furnished with change polyhedral blades and milling cutters for rail forming
RU90800U1 (en) ABRASIVE CIRCLE FOR PROCESSING RAIL HEAD
RU100934U1 (en) RAIL HEAD SURFACE MACHINE
RU120907U1 (en) COMBINED SHAVER
RU2420624C2 (en) Railroad rail, procedure for treatment of hyperbolic rails and cutter for realisation of this procedure
Guseinov et al. New design for end grinding wheels
US20240084520A1 (en) Device and method for grinding a profile
US676695A (en) Machine for preparing rails for rerolling.
RU101044U1 (en) TRAIN FOR GRINDING A WORKING SURFACE OF THE HEAD OF BOTH RAILS
CN104612005B (en) Machining method for re-forming rail head contour
TW202300277A (en) Unit to deburr and round edges in a surface grinding machine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121002