高端輪轂光整加工概述

2017-7-19 14:55:16

高端鋁合金輪轂光整加工

1. 案例背景
    輪轂制造行業屬于材料、能源、勞動密集型產業,歐美等發達國家對環保的要求較高,目前對這類產品的制造產業己逐步向第三世界轉移。目前,鋁合金輪轂已成為中國具有比較優勢的典型產品,一般來說,高檔、頂級車型均采用拋光輪轂。隨著我國近年來汽車產銷量的快速增長,高檔車型的鋁合金拋光輪轂需求量激增,另外,鋁合金拋光輪轂全球需求量也逐步增加,是國際汽車大廠跨國采購的重點零組件之一。
    國內傳統鋁合金輪轂的拋光一般采用手工方式,工人手持輪轂在電機帶動的磨輪上進行粗磨或手持電、氣動工具進行孔的磨削或精磨,勞動強度很大,加工效率低,每個工人平均每天只能加工2~3只輪轂。環境污染突出,對工人的健康產生嚴重危害。人工打磨輪轂最大的問題是,輪轂表面質量不穩定、一致性差,逐漸無法適應高檔輪轂多輪輻化、個性化的發展趨勢。


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我公司開發的全自動光整生產線

客戶:某高端汽車輪轂制造商;適用范圍:用于17寸以上鋁合金輪轂的表面光整精加工

    國外方面,如德國從2007年左右開始采用機械化的設備代替人工拋光,且已有產品面市,但其單機自動化的生產方式使得加工效率提高有限,不能實現大批量生產。
    中國輪轂業龍頭企業、現世界排名第一的某輪轂制造公司同樣深受傳統輪轂拋光生產方式的困擾,亟待找到新的解決方案實現產業結構升級。廊坊市北方天宇機電技術有限公司審時度勢,在前期已做大量可行性研究分析的基礎上,提出了以“自由磨具光整技術”來改造傳統鋁合金輪轂拋光產業,經過幾百次的光整工藝攻關驗證,結合當今先進的機械、電氣、環保設計理念,開發出了具備世界領先水平的“C410型鋁合金輪轂全自動光整生產線”。

2. 鋁合金輪轂光整加工生產線運行原理
    C410型以流水線的方式實現了對鋁輪轂的組合工藝光整加工。具體通過四步工藝結合方式,達到去除鋁合金輪轂表面研磨痕跡,提高輪轂表面亮度、平整度等綜合質量的目的。
    本生產線共設計10個工位,包括4個加工位,4個清洗位,1個裝卸位和1個空工位,各工位均勻分布在直徑為十多米的圓周上,采用加工、清洗間歇式的光整加工流程設計。
    C410型輪轂光整生產線的布局簡圖如下所示,整個生產線圓形的布局更利于廠房空間的利用,生產線運行時沿順時針方向逐工位旋轉,最后回到裝卸位卸下,完成光整加工。它的運行更像是一種“旋轉木馬”,故也稱之為“木馬生產線”。

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C410型鋁合金輪轂全自動光整生產線布局原理簡圖
(專利號:ZL201320149094.X) 

3. 鋁輪轂光整工藝/裝備突破
    ●我公司開發的鋁合金輪轂光整工藝在輪轂拋光和光整加工領域實現了諸多創新:
自主研發了具備國際領先水平的 “鋁合金輪轂主軸傾斜式自由磨具光整成套工藝” 該工藝屬世界首創,已申請了國家發明專利,歐盟發明專利的申請正在審核當中。
    ●可以使鋁合金輪轂的表面粗糙度提高至少2個等級,Ra值可達0.1μm以下。徹底打破了光整行業多年無法消除的壁壘,即“工件原始粗糙度提升等級不超過兩個等級”。從而大大拓展了光整技術的前景。
    ●該光整工藝使鋁合金輪轂表面達到鏡面效果,其亮度可與國際名車(如法拉利、蘭博基尼、勞斯萊斯等)用輪的亮度相媲美。
    ●鋁合金輪轂的腐蝕量能夠降低為人工方式的1/10以內,大大提高了輪轂的耐腐蝕性能,超越了國際最先進技術的產品。
    ●成本及效率優勢:該光整工藝的加工效率是國外成熟工藝效率的八倍;加工成本僅是國外成熟工藝的六分之一且是傳統手工拋光加工成本的三分之一。
    ●我公司研發配制的新型磨液、磨料實現了突破。
    ●創造性的采用圓環形的“木馬型”的總體布局,工件裝卸在同一工位進行,減少人工,或僅配置單臺機器人即可實現工裝裝卸,同時便于輔助裝備的安排和布局。
    ●為生產線配套的磨料在線清洗系統是我公司在光整行業領域的重大創新,在一定程度上解決了光整加工磨料處理的難題。
    ●創新的水循環系統設計,高效實現磨液水溶液中的雜質的固液分離,達到光整用水溶液的循環再利用,做到環境友好型生產。

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光整加工后的鋁合金輪轂 

4. 經濟效益
    鋁合金輪轂光整工藝和生產線是我公司光整技術與產業化、規?;a方式完美結合的成功案例。它徹底改變了舊的生產方式、促進企業技術進步和高端輪轂產品升級換代。生產線加工的高端輪轂已成功打入國際市場,世界知名汽車制造商如美國福特、美國通用等競相訂購。我公司開發的全自動光整生產線,助力客戶公司產品附加值大幅提升:
    ●原手工拋光單個輪轂的成本為85元/個,采用光整生產線后,單個輪轂成本降低為35元/個。
    ●以福特公司22寸輪轂為例,生產線加工的輪轂單個售價比原手工拋光輪轂售價高80美元。
    ●生產線加工效率是國外成熟工藝效率的8倍;加工成本僅是國外成熟工藝的1/6,且是傳統手工拋光加工成本的1/3。
    ●最為重要的是:經過我公司開發的全自動光整生產線加工出的輪轂,其表面粗糙度、平整度、亮度、光澤等指標均達到或超過國際水平,并且耐腐蝕性指標也遠超手工拋光同類產品。

5. 輪轂光整加工系列化產品

  在輪轂光整加工的工藝及裝備上,北方天宇公司已走在國內外同行的前列。

  最早開發的旋軸式輪轂光整裝備——Z500/Z1000以單機自動化的方式進行工藝探索,取得了輪轂光整工藝的新突破。

  在此基礎上,北方天宇公司同時開發了LGA/LGB型兩種型號高效的原理性試驗樣機進行工藝的進一步改良和光整加工生產線的初步探索。

  在鋁合金輪轂光整工藝定型后,基于高效規?;a的需求,在多方案論證的基礎上并結合機械及電氣方面最新的科技成果,開發了“C410型鋁合金輪轂全自動光整生產線”。

  以C410型鋁合金輪轂全自動光整生產線及工藝為基礎,為進一步提升加工效率、改善加工適用性及可靠性,提出了全新的“集群式光整加工”思想,設計開發了新型的“DQ500型多軸驅動式輪轂光整生產線”。

  創新永無止境, 北方天宇公司在鋁合金輪轂光整加工產業化上更進一步。截止今日,新型的“錐旋式輪轂光整生產線”已完成論證并正在制造過程中。該生產線在高產能的基礎上更加注重加工質量,更為完善的光整工藝使得鋁合金輪轂的光整質量得到了質的提升。

6. 案例小結

  高端鋁合金輪轂光整加工工藝及生產線裝備是北方天宇公司為光整加工行業做出的最高貢獻,是中國創造的優秀典范。已超越國際目前已有的最先進水平,技術成熟度正不斷提高。

  北方天宇公司希望與各行業精英企業開展深入合作,共商光整加工產業化大計,為客戶產品創造更大價值。

7.案例

某廠輪轂經光整拋光后,呈現漫反射金屬質感,噴涂后鹽霧試驗耐腐蝕性提高3倍。圖為后對比圖,其效果得到客戶認可。


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