新型組合裝夾系統(tǒng)的設(shè)計與應用

羅長江

（中鐵寶橋集團有限公司，陜西寶雞 721006）

0 引言

隨著我國高速鐵路的迅速發(fā)展，高鐵對高速大號碼道岔的性能、質(zhì)量等方面要求越來越高，近而對其生產(chǎn)加工的設(shè)備，工裝夾具等及配套方面都提出了更高要求。

1 尖軌結(jié)構(gòu)及加工分析

XKU9720×520/2 數(shù)控定梁雙龍門移動鋼軌銑床是專門用于加工道岔尖軌的專用銑床。其工作臺長達56 m，雙龍門上共有4 個大功率銑削頭，可同時加工4 根尖軌。放置在其上面加工的尖軌件（道岔產(chǎn)品核心部件）的長度一般要21 m 左右，有的甚至達到40 多米長。其銑削加工之前形狀如圖1 所示，銑削部位示意圖及實物圖如圖2 和圖3 所示，如此超細長桿件怎樣才能在銑床的工作臺上能很牢靠，很方便的裝夾固定，以保證銑削加工的質(zhì)量，從而要求一種夾具與銑床配套使用來很好完成生產(chǎn)加工。

實際生產(chǎn)過程中的術(shù)語：①一刨，尖軌非工作邊軌底水平切削；②二刨，尖軌軌頭非工作邊水平切削；③三刨，尖軌軌頭工作邊水平切削；④五刨，尖軌軌頭垂直切削。

圖1 60AT 尖軌進行銑削加工之前的形狀

2 傳統(tǒng)裝夾方式

圖2 尖軌銑削部位示意

傳統(tǒng)的尖軌加工裝夾及定位機構(gòu)如圖4 所示，主要由定位座，電磁吸盤，側(cè)推螺桿座，側(cè)推螺桿等組成。其采用定位座單側(cè)死定位，用強力電磁吸盤吸住（吸力15 kg/cm2）軌底進行垂直方向的定位及加緊，水平方向依靠側(cè)推螺桿手動夾緊。其完成尖軌的一、二、三，五刨的加工需要進行兩次裝夾定位，在加工軌底一刨時由天車吊料人工將鋼軌倒放（鋼軌頭在下，軌底在上）在電磁吸盤上，軌腰由定位座支撐定位，再由工人手動擰緊側(cè)推螺桿夾緊后進行切削，當加工二、三，五刨時再將側(cè)推螺桿松開把鋼軌翻過來正放，進行定位夾緊后經(jīng)行軌頭部分切削加工。

圖3 尖軌實物

3 新型組合夾具的裝夾方式

圖4 單側(cè)工作臺裝夾結(jié)構(gòu)

這種裝夾方式的結(jié)構(gòu)由電控永磁吸盤，導磁塊，上料缸，下料缸和托料缸等組成（圖5）。分別在兩側(cè)工作臺上各通長布置了電控永磁吸盤和間隔布置上下料油缸及托料油缸，其布置劃分為4 個區(qū)域，可以實現(xiàn)各分區(qū)的單獨控制及聯(lián)合控制，適合所有軌型、各種長度尖軌產(chǎn)品的加工。

該夾具系統(tǒng)工作過程：先將托料缸升起到位→吊車將工件放在托料輥上→上料油缸伸出將軌件推到位后→電控永磁吸盤進行充磁，軌腰軌底同時被導磁塊傳來的吸力吸緊→上料油缸和托料油缸縮回→機床執(zhí)行加工程序?qū)壍走M行銑削完成一刨的加工→軌底加工完成后上料油缸伸出，低壓泵卸荷，高壓泵保壓→機床開始執(zhí)行鋼軌頭部的加工程序→工件加工完成后托料缸升起→電控永磁吸盤完成退磁→下料油缸將鋼軌推出→托料缸、下料缸退回原位。

4 結(jié)語

電永磁吸盤與液壓缸輔助相結(jié)合的新型夾具系統(tǒng)在道岔加工中的應用相比常規(guī)夾具有很多獨特的優(yōu)勢。

（1）極大減少生產(chǎn)過程中的輔助時間，減輕了工人的勞動強度。原來的裝夾系統(tǒng)需人工手動進行許多側(cè)推螺桿擰緊或松開費時費力；現(xiàn)在的裝夾系統(tǒng)充磁與消磁的轉(zhuǎn)換過程只需（1～2）s，裝夾與松開加工件的效率非常高。

圖5 單側(cè)工作臺裝夾結(jié)構(gòu)

（2）切削過程中實現(xiàn)了一次定位裝夾完成對軌頭工作邊，非工作邊，軌頂及軌底的全部強力銑削加工，避免了鋼軌多次裝夾定位，提高了加工效率，更是提高了產(chǎn)品的加工精度。

（3）夾緊力（吸持力）均勻分布在工件底部和腰部，切削振動極小，一方面可使工件表面加工質(zhì)量穩(wěn)定；另一方面可大大降低由于切削振動給刀具和機床造成的損害，從而提高刀具和機床使用壽命。

（4）基本上不耗能，安全性高。從電磁吸盤和電控永磁吸盤自身特性來看，電磁吸盤是通過電流來形成電磁場來產(chǎn)生吸力，而電控永磁系統(tǒng)的基本工作原理就是利用不同永磁材料的不同特性，通過電控系統(tǒng)對內(nèi)部磁路的分布進行控制與轉(zhuǎn)換，使永磁磁場在系統(tǒng)內(nèi)部自身平衡，在工作中不需要電能，只靠永磁吸力夾持工件，避免了電磁系統(tǒng)在突然斷電和拖線損壞時磁力喪失而出現(xiàn)工件脫落的危險。

基于以上優(yōu)勢，這種新型的利用電控永磁和液壓缸輔助夾具系統(tǒng)將很快在道岔制造行業(yè)中進行廣泛應用。