本實用新型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(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鑄鋼件的熱處理是改善鑄造毛坯內(nèi)部組織的關(guān)鍵工序，輪盤體作為列車制動裝置的關(guān)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(jié)構(gòu)，且輪盤體一側(cè)分布散熱筋及安裝凸臺，屬于不對稱結(jié)構(gòu)，故輪盤體在自由淬火過程中極易發(fā)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(fā)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(chǎn)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(dǎo)致輪盤體上的拐角部位應(yīng)力集中，造成裂紋缺陷，導(dǎo)致輪盤體報廢率增加。

為了解決此問題，針對輪盤體結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，采用將兩塊輪盤體無縫隙對接，并在兩個輪盤體的內(nèi)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(jié)構(gòu)，增加了輪盤體厚度，將組焊好的輪盤體進(jìn)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(chǎn)生。為了保證輪盤體無縫隙組焊，特設(shè)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(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)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(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)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(jìn)電動機(jī)、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(shè)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(nèi)，短軸可相對左支撐立柱轉(zhuǎn)動。軸承套與右側(cè)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(nèi)周向轉(zhuǎn)動又可以在軸承套內(nèi)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(cè)上，長卡爪的作用是固定輪盤體。

短軸左端與步進(jìn)電動機(jī)連接，右端與主動卡盤連接，步進(jìn)電機(jī)帶動短軸自由旋轉(zhuǎn)，輪盤體固定在卡盤上時，整個裝置結(jié)合為一體，步進(jìn)電機(jī)同時帶動輪盤體、被動卡盤以及長軸自由旋轉(zhuǎn)。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(fù)運(yùn)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(jìn)電動機(jī)帶動短軸及主動卡盤自由旋轉(zhuǎn)。

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(zhuǎn)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(cè)，為施焊提供作業(yè)空間，且能夠?qū)崿F(xiàn)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(xiàn)長軸及被動卡盤的回程運(yùn)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?guī)椭鷮崿F(xiàn)當(dāng)長軸旋轉(zhuǎn)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?qū)崿F(xiàn)推動軸延軸線的雙向運(yùn)動，其目的是為長軸的軸向運(yùn)動提供工作壓力及回程拉力。

為了實現(xiàn)上述第二目的，實用新型的技術(shù)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(diào)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(diào)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(yùn)動，通過推力軸承推動長軸運(yùn)動，使2號輪盤體壓于1號輪盤體上，并持續(xù)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(jìn)行內(nèi)外圓的第一處施焊。

第五步：開通步進(jìn)式電動機(jī)，使輪盤體轉(zhuǎn)到第二處焊接位置，進(jìn)行第二處施焊，依次重復(fù)此步驟，直至完成全部焊接過程。

第六步：關(guān)閉氣缸，釋放工作氣室內(nèi)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(nèi)充氣，完成被動卡盤的復(fù)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。

本實用新型的有益效果：

針對輪盤體的薄壁圓盤形狀且一側(cè)分布散熱筋及安裝凸臺呈現(xiàn)出不對稱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本實用新型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(nèi)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(jié)構(gòu)，增加了輪盤體厚度。

本實用新型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(jìn)電機(jī)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(jìn)行轉(zhuǎn)動，方便焊接；具有操作方便，并可根據(jù)輪盤體直徑的大小自如調(diào)動的功能。

采用推力軸承、回程軸套、回程拉盤、推動拉盤的設(shè)計，既保證了長軸的周向旋轉(zhuǎn)又保證了長軸的軸向移動，是本技術(shù)方案的重要創(chuàng)新。

通過調(diào)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(jìn)行組焊，可以靈活的適用不同規(guī)格型號的輪盤體。

采用本實用新型技術(shù)方案中的組焊工裝及使用方法，將組焊好的輪盤體進(jìn)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(chǎn)生，提高了輪盤體成品率。

附圖說明

圖1為本實用新型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(jìn)電動機(jī)，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(jié)合附圖給出的實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)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(jìn)電動機(jī)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(shè)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(nèi)，短軸8可相對左支撐立柱2轉(zhuǎn)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(jìn)電動機(jī)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(jìn)電動機(jī)4帶動短軸8及主動卡盤6自由旋轉(zhuǎn)。

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(zhuǎn)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(cè)，為施焊提供作業(yè)空間，且能夠?qū)崿F(xiàn)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(xiàn)長軸10及被動卡盤9的回程運(yùn)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?guī)椭鷮崿F(xiàn)當(dāng)長軸10旋轉(zhuǎn)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?qū)崿F(xiàn)推動軸15沿軸線的雙向運(yùn)動，其目的是為長軸10的軸向運(yùn)動提供工作壓力及回程拉力。

為了實現(xiàn)上述第二目的，本實用新型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(diào)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(diào)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(yùn)動，通過推力軸承16推動長軸10運(yùn)動，使2號輪盤體壓于1號輪盤體上，并持續(xù)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(jìn)行內(nèi)外圓的第一處施焊。

第五步：開通步進(jìn)式電動機(jī)4，使輪盤體轉(zhuǎn)到第二處焊接位置，進(jìn)行第二處施焊，依次重復(fù)此步驟，直至完成全部焊接過程。

第六步：關(guān)閉氣缸17，釋放工作氣室內(nèi)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(nèi)充氣，完成被動卡盤9的復(fù)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。