杭机以高铁速度为高铁建设研发轨道板磨床-浙江省经济师协会.docVIP

杭机以“高铁速度”为高铁建设研发轨道板磨床 卢曙火 王忠民 杭州机床集团于2001年经改制成立，其前身是创建于1951年的著名磨床研究制造企业---杭州机床厂，现已发展成为国内大型精密数控机床装备制造商，浙江省龙头骨干企业。 杭州机床集团与浙江省经济建设投资公司共同出资合作共建的杭机股份有限公司，是一家按照高标准设计建设运营的现代装备制造企业，面积10万多平方米，主要生产大型、精密、数控磨床。 最快38分钟，杭州人就能在上海逛街，上海人就能在杭州游西湖中铁十二局嘉善板厂2010年6月1日完成了最后一块轨道板的打磨，顺利完成了铁道部沪杭高铁公司的轨道板生产任务。嘉善板厂全欢呼，烟花鞭炮120块，并且加工的平直精度很高。 现代高速铁路是以重型钢轨和混凝土枕为基础的有碴轨道结构，在列车速度达到250-350km/h时能够确保行车的安全。但有碴轨道在列车载荷反复作用下轨道残余变形积累很快，导致轨道高低的不平顺，影响了旅客乘坐的舒适性；同时也增大了轨道养护维修的工作量，加大了铁路后期的经济投入，使铁路建设和运营的整体成本提高。为了提高轨道在高速运行条件下的稳定性和耐久性，减少轨道后期维修，实现有效降低整体成本的目的，就必须改变轨下基础的结构形式，对轨道路基提出了高精度、高稳定性、少维修。轨道轨道、X轴方向水平旋转（A轴），也可分别绕Z轴方向垂直旋转（C轴） ，有17个轴数控。 并采用接触式自动测量和激光非接触式自动测量等先进技术。 为了在轨道板上雕刻识别码，机床上设有一个雕刻电主轴，位于右垂直拖板的右侧面直线滚动导轨上，当轨道板结束磨削工件并测量合格后，雕刻主轴在气缸的推动下伸出，通过X、Y2、Z2三轴联动雕刻轨道板识别码。在雕刻主轴上有冷却喷嘴，加工过程中有冷却液对刀具进行冷却。 机床的液压系统由液压站与德国生产的液压油缸及MOOG比例伺服阀组成，专用于轨道板磨床。其主要作用为混凝土轨道板支撑、夹紧和A、C摆锁紧。 液压站具有高低压力控制、液位控制、温度控制等多项保护。 机床数控系统采用德国西门子公司数字式SINUMERIK 840D CNC系统，12寸显示屏，共有14个控制轴。各伺服电机轴分别控制横梁的纵向运动、两磨头的横向进给、垂直升降、倾斜度调整（A轴）和垂直轴旋转（C轴）、其中纵向运动和横向运动都有4个控制轴。测量装置及雕刻铣头都采用气动装置送达工作位置。各直线数控轴均采用海德汉线性光栅，旋转轴采用磁栅尺进行全闭环控制。SIEMENS S7-300控制液压工作台的信号处理，压力调节，系统配有网修接口，可通过ISDN经用户网络对机床诊断，系统还具备数据传输和软件通讯接口。 机床加工轨道板时的运动是这样的：横梁沿双床身架上的导轨作纵向运动；在横梁上有左右横向拖板，左右横向拖板沿横梁导轨作横向运动；左右横向拖板前部分别有左右垂直拖板，垂直拖板沿横向拖板上的导轨作垂直升降运动。左垂直拖板右侧装有测量装置（接触式和非接触式均有），右垂直拖板左侧装有测量装置，右垂直拖板右侧装有雕刻铣头。左右垂直拖板下方各有一个磨头，磨头具有倾斜度调整装置，并能垂直旋转轴旋转。 混凝土轨道板通过输送系统送入并固定在液压工作台的加工位置上，用油缸自动调平，保证工件处于自然无应力状态。用金刚石成形砂轮对轨道板承载型面进行成形磨削。 高速铁路对轨道板精度的加工技术要求很高，磨削后轨道板表面所有200个数据精度都需控制在0.1mm之内，所有的磨削数据通过MS SQL2008数据库进行记录和备份，使得高速铁路上的每块轨道板都有身份记录和证明。 三、技术创新点和用户评价 杭州机床集团在研发轨道板磨床的过程中，在消化吸收先进技术的基础上，高度重视技术自主创新，取得多项创新技术成果。 1、获得了3项国家专利局授予的专利技术：龙门框架式整体移动方式的“横梁移动式数控磨床”；磨头回转轴大扭矩锁紧机构的“机床回转机构液压盘式锁紧置”；对9吨的重载工件采用先进的液压式自动承重、自动校平及无应力夹持技术的“大型工件液压支承调平夹紧装置”等获得国家专利局授予的实用新型专利。 2、采用双齿轮电子消隙结构，保证各主要进给轴的传动精度； 3、机床自动化程度高：（1）自动生成加工程序，自动磨削；（2）自动送料，自动定位、调平、夹紧；自动测量并判别合格与否；（3）自动记录数据；（4）自动雕刻轨道板ID号。 MKB7025数控轨道板磨床研制的样机安装使用后，经过生产验证考核，通过了铁道部有关部门的“上道认证”。 经沪杭线、杭甬线、杭宁线等轨道板用户使用后认为： （1）杭州机床集团研发的轨道板板磨床机床使用情况良好，各项指标均达到设计要求。 （2）该机床磨削加工的轨道板，其轮廓精度、表面粗糙度及加工效率均能满足用户的生产需要。每天打板100以上。 （3）该机床可替代同类进口加工设备，其主要精