本发明涉及一种防止轮盘体淬火变形的组焊用工装及使用方法，属于热处理技术领域。
背景技术：
铸钢件的热处理是改善铸造毛坯内部组织的关键工序，轮盘体作为列车制动装置的关键零部件，对其变形量及动平衡的要求极高。但是，由于铸钢轮盘体的形状为薄壁圆盘形结构，且轮盘体一侧分布散热筋及安装凸台，属于不对称结构，故轮盘体在自由淬火过程中极易发生翘曲变形，不满足轮盘体的尺寸及平衡要求，使轮盘体报废。
目前为防止轮盘体淬火发生变形，多采用压淬工艺，即在轮盘体淬火过程中采用特殊工装将轮盘体压住，防止轮盘体产生变形。轮盘体在淬火过程中，在外界压力的作用下，虽然变形量得到了很好的控制，但由于轮盘体冷却过程中不能自由收缩，导致轮盘体上的拐角部位应力集中，造成裂纹缺陷，导致轮盘体报废率增加。
为了解决此问题，针对轮盘体结构上的特点，采用将两块轮盘体无缝隙对接，并在两个轮盘体的内外圆处用均匀分布的圆钢棒将其组焊成一个整体，使其变成对称结构，增加了轮盘体厚度，将组焊好的轮盘体进行整体自由淬火，能够很好的解决轮盘体的变形，并且在冷却过程中，由于没有外来的压力阻碍轮盘体收缩，轮盘体在热处理后散热筋拐角并没有裂纹产生。为了保证轮盘体无缝隙组焊，特设计此焊接工装，方便轮盘体组焊，配合完成轮盘体的淬火过程，提高轮盘体成品率。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题为：
一是提供一种操作简单，能够防止轮盘体淬火变形的组焊用工装；
二是提供一种操作简单，能够防止轮盘体淬火变形的组焊用工装的使用方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种轮盘体组焊用工装，包括支撑座、左支撑立柱、右支撑立柱、步进电动机、滚动轴承、主动卡盘、短轴、长卡爪、被动卡盘、长轴、轴承套、回程轴套、回程拉盘、推动拉盘、推动轴、推力轴承、气缸、工作气室、回程气室、气缸支架。
其中支撑座包括左、右两个支撑立柱，左、右两个支撑立柱相对垂直设置在支撑座上。滚动轴承安装在左支撑立柱上滚动轴承和左支撑立柱过盈配合，短轴安装在滚动轴承内，短轴可相对左支撑立柱转动。轴承套与右侧支撑立柱过盈配合，长轴与轴承套间隙配合，长轴既可以在轴承套内周向转动又可以在轴承套内轴向移动，长卡爪分为左右两个，分别嵌在主动卡盘及被动卡盘的相向侧上，长卡爪的作用是固定轮盘体。
短轴左端与步进电动机连接，右端与主动卡盘连接，步进电机带动短轴自由旋转，轮盘体固定在卡盘上时，整个装置结合为一体，步进电机同时带动轮盘体、被动卡盘以及长轴自由旋转。长轴左端与被动卡盘连接；长轴与短轴位于同一条直线上。
回程轴套通过螺栓固定在长轴上，推力轴承安装于回程轴套与推动轴之间，推动轴右端与气缸相连；气缸通过推动轴、推力轴承、推力拉盘以及回程拉盘带动长轴以及被动卡盘沿轴向左右往复运动。
气缸固定于气缸支架上。
短轴通过滚动轴承和左支撑立柱连接，其目的是通过步进电动机带动短轴及主动卡盘自由旋转。
长轴通过轴承套和右支撑立柱连接，其目的是使长轴以及被动卡盘可以自由旋转及延轴向方向自由平移。
长卡爪具有不同的长度，其目的是将轮盘体施焊部位延伸至卡盘外侧，为施焊提供作业空间，且能够实现对不同直径的轮盘体的装夹。
推动轴上带有推动拉盘，其目的是将回程拉力传递至回程拉盘上。
回程轴套上带有回程拉盘，其目的是将回程拉力传递至长轴上，实现长轴及被动卡盘的回程运动。
所述的推动拉盘与回程拉盘之间装有推力轴承，其目的是通过推力轴承将气缸推力作用在长轴上，且帮助实现当长轴旋转时推动轴保持静止。
所述的气缸为双向气缸，具有工作气室和回程气室，能够实现推动轴延轴线的双向运动，其目的是为长轴的轴向运动提供工作压力及回程拉力。
为了实现上述第二目的，发明的技术方案是：一种操作简单的能够防止轮盘体淬火变形的组焊用工装的使用方法，包括以下步骤：
第一步：将1号轮盘体通过起吊装置放置于主动卡盘上，用长卡爪夹紧固定于主动卡盘上，通过长卡爪调整其位置，使1号轮盘体的圆心与短轴的圆心重合。
第二步：将2号轮盘体通过起吊装置放置于被动卡盘上，用长卡爪夹紧固定于被动卡盘上，通过卡爪调整其位置，使其与1号轮盘体圆心重合。
第三步：开动气缸使工作气室充气，推动轴向主动卡盘方向运动，通过推力轴承推动长轴运动，使2号轮盘体压于1号轮盘体上，并持续提供压力，直至1号轮盘体与2号轮盘体紧密压合。
第四步：取一根圆钢棒，用长钳夹持，并搭接于两个轮盘体的外圆处，进行内外圆的第一处施焊。
第五步：开通步进式电动机，使轮盘体转到第二处焊接位置，进行第二处施焊，依次重复此步骤，直至完成全部焊接过程。
第六步：关闭气缸，释放工作气室内的压力，去除作用在轮盘体上的压力。
第七步：打开被动卡盘上的长卡爪。
第八步：开动气缸使回程气室内充气，完成被动卡盘的复位。
第九步：打开主动卡盘上的长卡爪，用起吊装置将组焊好的轮盘体取下，完成组焊工作。
本发明的有益效果：
针对轮盘体的薄壁圆盘形状且一侧分布散热筋及安装凸台呈现出不对称的结构特点，本发明的组焊工装将两块轮盘体无缝隙对接，并在两个轮盘体的内外圆处用均匀分布的圆钢棒将其组焊成一个整体，使其变成对称结构，增加了轮盘体厚度。
本发明的防止轮盘体淬火变形的组焊用工装，采用了气缸压紧装置，保证对接轮盘体之间无缝隙的对接。
采用步进电机使无缝对接的轮盘体在组焊过程中，可以按照既定的步骤进行转动，方便焊接；具有操作方便，并可根据轮盘体直径的大小自如调动的功能。
采用推力轴承、回程轴套、回程拉盘、推动拉盘的设计，既保证了长轴的周向旋转又保证了长轴的轴向移动，是本技术方案的重要创新。
通过调整长卡爪的长度及在卡盘的位置，可以对不同直径的轮盘体进行组焊，可以灵活的适用不同规格型号的轮盘体。
采用本发明技术方案中的组焊工装及使用方法，将组焊好的轮盘体进行整体自由淬火，能够很好的解决轮盘体的变形，并且在冷却过程中，由于没有外来的压力阻碍轮盘体收缩，轮盘体在热处理后散热筋拐角并没有裂纹产生，提高了轮盘体成品率。
附图说明
图1为本发明一种轮盘体组焊用工装的图例。
其中1-支撑座，2-左支撑立柱，3-右支撑立柱，4-步进电动机，5-滚动轴承，6-主动卡盘，7-长卡爪，8-短轴，9-被动卡盘，10-长轴，11-轴承套，12-回程轴套，13-回程拉盘，14-推动拉盘，15-推动轴，16-推力轴承，17-气缸，18-回程气室，19-工作气室，20-气缸支架。
具体实施方式
以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种轮盘体组焊用工装，包括支撑座1、左支撑立柱2、右支撑立柱3、步进电动机4、滚动轴承5、主动卡盘6、短轴8、长卡爪7、还包括被动卡盘9、长轴10、轴承套11、回程轴套12、回程拉盘13、推动拉盘14、推动轴15、推力轴承16、气缸17、回程气室18、工作气室19、气缸支架20。
其中支撑座1上固定了左支撑立柱2和右支撑立柱3，左支撑立柱2和右支撑立柱3相对设置且均与支撑座1垂直。滚动轴承5安装在左支撑立柱2上，滚动轴,5和左支撑立柱2过盈配合，短轴8安装在滚动轴承6内，短轴8可相对左支撑立柱2转动。长轴10与轴承套11间隙配合连接。轴承套11与右支撑立柱3过盈配合。
长卡爪7嵌在主动卡盘6及被动卡盘9上，短轴8左端与步进电动机4连接，右端与主动卡盘6过盈配合连接。长轴10左端与被动卡盘9过盈配合，回程轴套12通过螺栓固定在长轴10上，推力轴承16安装于回程轴套12与推动轴15之间。推动轴15右端与气缸17相连，气缸17固定于气缸支架20上。
如图1所示，所述的短轴8通过滚动轴承5和左支撑立柱2连接，其目的是通过步进电动机4带动短轴8及主动卡盘6自由旋转。
如图1所示，所述的长轴10通过轴承套11和右支撑立柱3连接，其目的是使长轴10以及被动卡盘9可以自由旋转及延轴向方向自由平移。
如图1所示，所述的长卡爪7具有不同的长度，其目的是将轮盘体施焊部位延伸至卡盘外侧，为施焊提供作业空间，且能够实现对不同直径的轮盘体的装夹。
如图1所示，所述的推动轴15上带有推动拉盘14，其目的是将回程拉力传递至回程拉盘13上。
如图1所示，所述的回程轴套12上带有回程拉盘13，其目的是将回程拉力传递至长轴10上，实现长轴10及被动卡盘9的回程运动。
如图1所示，所述的推动拉盘14与回程拉盘13之间装有推力轴承16，其目的是通过推力轴承16将气缸17推力作用在长轴10上，且帮助实现当长轴10旋转时推动轴15保持静止。
如图1所示，所述的气缸17为双向气缸，具有回程气室18和工作气室19，能够实现推动轴15沿轴线的双向运动，其目的是为长轴10的轴向运动提供工作压力及回程拉力。
为了实现上述第二目的，本发明的组焊工装的工作步骤是：
第一步：将1号轮盘体通过起吊装置放置于主动卡盘6上，用长卡爪7夹紧固定于主动卡盘6上，通过长卡爪7调整其位置，使1号轮盘体的圆心与短轴8的圆心重合。
第二步：将2号轮盘体通过起吊装置放置于被动卡盘9上，用长卡爪7夹紧固定于被动卡盘9上，通过长卡爪7调整其位置，使其与1号轮盘体圆心重合。
第三步：开动气缸17使工作气室19充气，推动轴15向主动卡盘6方向运动，通过推力轴承16推动长轴10运动，使2号轮盘体压于1号轮盘体上，并持续提供压力。
第四步：取一根圆钢棒，用长钳夹持，并搭接于两个轮盘体的外圆处，进行内外圆的第一处施焊。
第五步：开通步进式电动机4，使轮盘体转到第二处焊接位置，进行第二处施焊，依次重复此步骤，直至完成全部焊接过程。
第六步：关闭气缸17，释放工作气室内的压力，去除作用在轮盘体上的压力。
第七步：打开被动卡盘9上的长卡爪7。
第八步：开动气缸17使回程气室18内充气，完成被动卡盘9的复位。
第九步：打开主动卡盘6上的长卡爪7，用起吊装置将组焊好的轮盘体取下，完成组焊工作。