本發明涉及一種防止輪盤體淬火變形的組焊用工裝及使用方法，屬于熱處理技術領域。
背景技術：
鑄鋼件的熱處理是改善鑄造毛坯內部組織的關鍵工序，輪盤體作為列車制動裝置的關鍵零部件，對其變形量及動平衡的要求極高。但是，由于鑄鋼輪盤體的形狀為薄壁圓盤形結構，且輪盤體一側分布散熱筋及安裝凸臺，屬于不對稱結構，故輪盤體在自由淬火過程中極易發生翹曲變形，不滿足輪盤體的尺寸及平衡要求，使輪盤體報廢。
目前為防止輪盤體淬火發生變形，多采用壓淬工藝，即在輪盤體淬火過程中采用特殊工裝將輪盤體壓住，防止輪盤體產生變形。輪盤體在淬火過程中，在外界壓力的作用下，雖然變形量得到了很好的控制，但由于輪盤體冷卻過程中不能自由收縮，導致輪盤體上的拐角部位應力集中，造成裂紋缺陷，導致輪盤體報廢率增加。
為了解決此問題，針對輪盤體結構上的特點，采用將兩塊輪盤體無縫隙對接，并在兩個輪盤體的內外圓處用均勻分布的圓鋼棒將其組焊成一個整體，使其變成對稱結構，增加了輪盤體厚度，將組焊好的輪盤體進行整體自由淬火，能夠很好的解決輪盤體的變形，并且在冷卻過程中，由于沒有外來的壓力阻礙輪盤體收縮，輪盤體在熱處理后散熱筋拐角并沒有裂紋產生。為了保證輪盤體無縫隙組焊，特設計此焊接工裝，方便輪盤體組焊，配合完成輪盤體的淬火過程，提高輪盤體成品率。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題為：
一是提供一種操作簡單，能夠防止輪盤體淬火變形的組焊用工裝；
二是提供一種操作簡單，能夠防止輪盤體淬火變形的組焊用工裝的使用方法。
為了實現上述目的，本發明的技術方案是：
一種輪盤體組焊用工裝，包括支撐座、左支撐立柱、右支撐立柱、步進電動機、滾動軸承、主動卡盤、短軸、長卡爪、被動卡盤、長軸、軸承套、回程軸套、回程拉盤、推動拉盤、推動軸、推力軸承、氣缸、工作氣室、回程氣室、氣缸支架。
其中支撐座包括左、右兩個支撐立柱，左、右兩個支撐立柱相對垂直設置在支撐座上。滾動軸承安裝在左支撐立柱上滾動軸承和左支撐立柱過盈配合，短軸安裝在滾動軸承內，短軸可相對左支撐立柱轉動。軸承套與右側支撐立柱過盈配合，長軸與軸承套間隙配合，長軸既可以在軸承套內周向轉動又可以在軸承套內軸向移動，長卡爪分為左右兩個，分別嵌在主動卡盤及被動卡盤的相向側上，長卡爪的作用是固定輪盤體。
短軸左端與步進電動機連接，右端與主動卡盤連接，步進電機帶動短軸自由旋轉，輪盤體固定在卡盤上時，整個裝置結合為一體，步進電機同時帶動輪盤體、被動卡盤以及長軸自由旋轉。長軸左端與被動卡盤連接；長軸與短軸位于同一條直線上。
回程軸套通過螺栓固定在長軸上，推力軸承安裝于回程軸套與推動軸之間，推動軸右端與氣缸相連；氣缸通過推動軸、推力軸承、推力拉盤以及回程拉盤帶動長軸以及被動卡盤沿軸向左右往復運動。
氣缸固定于氣缸支架上。
短軸通過滾動軸承和左支撐立柱連接，其目的是通過步進電動機帶動短軸及主動卡盤自由旋轉。
長軸通過軸承套和右支撐立柱連接，其目的是使長軸以及被動卡盤可以自由旋轉及延軸向方向自由平移。
長卡爪具有不同的長度，其目的是將輪盤體施焊部位延伸至卡盤外側，為施焊提供作業空間，且能夠實現對不同直徑的輪盤體的裝夾。
推動軸上帶有推動拉盤，其目的是將回程拉力傳遞至回程拉盤上。
回程軸套上帶有回程拉盤，其目的是將回程拉力傳遞至長軸上，實現長軸及被動卡盤的回程運動。
所述的推動拉盤與回程拉盤之間裝有推力軸承，其目的是通過推力軸承將氣缸推力作用在長軸上，且幫助實現當長軸旋轉時推動軸保持靜止。
所述的氣缸為雙向氣缸，具有工作氣室和回程氣室，能夠實現推動軸延軸線的雙向運動，其目的是為長軸的軸向運動提供工作壓力及回程拉力。
為了實現上述第二目的，發明的技術方案是：一種操作簡單的能夠防止輪盤體淬火變形的組焊用工裝的使用方法，包括以下步驟：
第一步：將1號輪盤體通過起吊裝置放置于主動卡盤上，用長卡爪夾緊固定于主動卡盤上，通過長卡爪調整其位置，使1號輪盤體的圓心與短軸的圓心重合。
第二步：將2號輪盤體通過起吊裝置放置于被動卡盤上，用長卡爪夾緊固定于被動卡盤上，通過卡爪調整其位置，使其與1號輪盤體圓心重合。
第三步：開動氣缸使工作氣室充氣，推動軸向主動卡盤方向運動，通過推力軸承推動長軸運動，使2號輪盤體壓于1號輪盤體上，并持續提供壓力，直至1號輪盤體與2號輪盤體緊密壓合。
第四步：取一根圓鋼棒，用長鉗夾持，并搭接于兩個輪盤體的外圓處，進行內外圓的第一處施焊。
第五步：開通步進式電動機，使輪盤體轉到第二處焊接位置，進行第二處施焊，依次重復此步驟，直至完成全部焊接過程。
第六步：關閉氣缸，釋放工作氣室內的壓力，去除作用在輪盤體上的壓力。
第七步：打開被動卡盤上的長卡爪。
第八步：開動氣缸使回程氣室內充氣，完成被動卡盤的復位。
第九步：打開主動卡盤上的長卡爪，用起吊裝置將組焊好的輪盤體取下，完成組焊工作。
本發明的有益效果：
針對輪盤體的薄壁圓盤形狀且一側分布散熱筋及安裝凸臺呈現出不對稱的結構特點，本發明的組焊工裝將兩塊輪盤體無縫隙對接，并在兩個輪盤體的內外圓處用均勻分布的圓鋼棒將其組焊成一個整體，使其變成對稱結構，增加了輪盤體厚度。
本發明的防止輪盤體淬火變形的組焊用工裝，采用了氣缸壓緊裝置，保證對接輪盤體之間無縫隙的對接。
采用步進電機使無縫對接的輪盤體在組焊過程中，可以按照既定的步驟進行轉動，方便焊接；具有操作方便，并可根據輪盤體直徑的大小自如調動的功能。
采用推力軸承、回程軸套、回程拉盤、推動拉盤的設計，既保證了長軸的周向旋轉又保證了長軸的軸向移動，是本技術方案的重要創新。
通過調整長卡爪的長度及在卡盤的位置，可以對不同直徑的輪盤體進行組焊，可以靈活的適用不同規格型號的輪盤體。
采用本發明技術方案中的組焊工裝及使用方法，將組焊好的輪盤體進行整體自由淬火，能夠很好的解決輪盤體的變形，并且在冷卻過程中，由于沒有外來的壓力阻礙輪盤體收縮，輪盤體在熱處理后散熱筋拐角并沒有裂紋產生，提高了輪盤體成品率。
附圖說明
圖1為本發明一種輪盤體組焊用工裝的圖例。
其中1-支撐座，2-左支撐立柱，3-右支撐立柱，4-步進電動機，5-滾動軸承，6-主動卡盤，7-長卡爪，8-短軸，9-被動卡盤，10-長軸，11-軸承套，12-回程軸套，13-回程拉盤，14-推動拉盤，15-推動軸，16-推力軸承，17-氣缸，18-回程氣室，19-工作氣室，20-氣缸支架。
具體實施方式
以下結合附圖給出的實施例對本發明作進一步詳細的說明。
如圖1所示，一種輪盤體組焊用工裝，包括支撐座1、左支撐立柱2、右支撐立柱3、步進電動機4、滾動軸承5、主動卡盤6、短軸8、長卡爪7、還包括被動卡盤9、長軸10、軸承套11、回程軸套12、回程拉盤13、推動拉盤14、推動軸15、推力軸承16、氣缸17、回程氣室18、工作氣室19、氣缸支架20。
其中支撐座1上固定了左支撐立柱2和右支撐立柱3，左支撐立柱2和右支撐立柱3相對設置且均與支撐座1垂直。滾動軸承5安裝在左支撐立柱2上，滾動軸,5和左支撐立柱2過盈配合，短軸8安裝在滾動軸承6內，短軸8可相對左支撐立柱2轉動。長軸10與軸承套11間隙配合連接。軸承套11與右支撐立柱3過盈配合。
長卡爪7嵌在主動卡盤6及被動卡盤9上，短軸8左端與步進電動機4連接，右端與主動卡盤6過盈配合連接。長軸10左端與被動卡盤9過盈配合，回程軸套12通過螺栓固定在長軸10上，推力軸承16安裝于回程軸套12與推動軸15之間。推動軸15右端與氣缸17相連，氣缸17固定于氣缸支架20上。
如圖1所示，所述的短軸8通過滾動軸承5和左支撐立柱2連接，其目的是通過步進電動機4帶動短軸8及主動卡盤6自由旋轉。
如圖1所示，所述的長軸10通過軸承套11和右支撐立柱3連接，其目的是使長軸10以及被動卡盤9可以自由旋轉及延軸向方向自由平移。
如圖1所示，所述的長卡爪7具有不同的長度，其目的是將輪盤體施焊部位延伸至卡盤外側，為施焊提供作業空間，且能夠實現對不同直徑的輪盤體的裝夾。
如圖1所示，所述的推動軸15上帶有推動拉盤14，其目的是將回程拉力傳遞至回程拉盤13上。
如圖1所示，所述的回程軸套12上帶有回程拉盤13，其目的是將回程拉力傳遞至長軸10上，實現長軸10及被動卡盤9的回程運動。
如圖1所示，所述的推動拉盤14與回程拉盤13之間裝有推力軸承16，其目的是通過推力軸承16將氣缸17推力作用在長軸10上，且幫助實現當長軸10旋轉時推動軸15保持靜止。
如圖1所示，所述的氣缸17為雙向氣缸，具有回程氣室18和工作氣室19，能夠實現推動軸15沿軸線的雙向運動，其目的是為長軸10的軸向運動提供工作壓力及回程拉力。
為了實現上述第二目的，本發明的組焊工裝的工作步驟是：
第一步：將1號輪盤體通過起吊裝置放置于主動卡盤6上，用長卡爪7夾緊固定于主動卡盤6上，通過長卡爪7調整其位置，使1號輪盤體的圓心與短軸8的圓心重合。
第二步：將2號輪盤體通過起吊裝置放置于被動卡盤9上，用長卡爪7夾緊固定于被動卡盤9上，通過長卡爪7調整其位置，使其與1號輪盤體圓心重合。
第三步：開動氣缸17使工作氣室19充氣，推動軸15向主動卡盤6方向運動，通過推力軸承16推動長軸10運動，使2號輪盤體壓于1號輪盤體上，并持續提供壓力。
第四步：取一根圓鋼棒，用長鉗夾持，并搭接于兩個輪盤體的外圓處，進行內外圓的第一處施焊。
第五步：開通步進式電動機4，使輪盤體轉到第二處焊接位置，進行第二處施焊，依次重復此步驟，直至完成全部焊接過程。
第六步：關閉氣缸17，釋放工作氣室內的壓力，去除作用在輪盤體上的壓力。
第七步：打開被動卡盤9上的長卡爪7。
第八步：開動氣缸17使回程氣室18內充氣，完成被動卡盤9的復位。
第九步：打開主動卡盤6上的長卡爪7，用起吊裝置將組焊好的輪盤體取下，完成組焊工作。