高端轮毂光整加工概述

2017-7-19 14:55:16

高端铝合金轮毂光整加工

1. 案例背景
    轮毂制造行业属于材料、能源、劳动密集型产业,欧美等发达国家对环保的要求较高,目前对这类产品的制造产业己逐步向第三世界转移。目前,铝合金轮毂已成为中国具有比较优势的典型产品,一般来说,高档、顶级车型均采用抛光轮毂。随着我国近年来汽车产销量的快速增长,高档车型的铝合金抛光轮毂需求量激增,另外,铝合金抛光轮毂全球需求量也逐步增加,是国际汽车大厂跨国采购的重点零组件之一。
    国内传统铝合金轮毂的抛光一般采用手工方式,工人手持轮毂在电机带动的磨轮上进行粗磨或手持电、气动工具进行孔的磨削或精磨,劳动强度很大,加工效率低,每个工人平均每天只能加工2~3只轮毂。环境污染突出,对工人的健康产生严重危害。人工打磨轮毂最大的问题是,轮毂表面质量不稳定、一致性差,逐渐无法适应高档轮毂多轮辐化、个性化的发展趋势。


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我公司开发的全自动光整生产线

客户:某高端汽车轮毂制造商;适用范围:用于17寸以上铝合金轮毂的表面光整精加工

    国外方面,如德国从2007年左右开始采用机械化的设备代替人工抛光,且已有产品面市,但其单机自动化的生产方式使得加工效率提高有限,不能实现大批量生产。
    中国轮毂业龙头企业、现世界排名第一的某轮毂制造公司同样深受传统轮毂抛光生产方式的困扰,亟待找到新的解决方案实现产业结构升级。廊坊市北方天宇机电技术有限公司审时度势,在前期已做大量可行性研究分析的基础上,提出了以“自由磨具光整技术”来改造传统铝合金轮毂抛光产业,经过几百次的光整工艺攻关验证,结合当今先进的机械、电气、环保设计理念,开发出了具备世界领先水平的“C410型铝合金轮毂全自动光整生产线”。

2. 铝合金轮毂光整加工生产线运行原理
    C410型以流水线的方式实现了对铝轮毂的组合工艺光整加工。具体通过四步工艺结合方式,达到去除铝合金轮毂表面研磨痕迹,提高轮毂表面亮度、平整度等综合质量的目的。
    本生产线共设计10个工位,包括4个加工位,4个清洗位,1个装卸位和1个空工位,各工位均匀分布在直径为十多米的圆周上,采用加工、清洗间歇式的光整加工流程设计。
    C410型轮毂光整生产线的布局简图如下所示,整个生产线圆形的布局更利于厂房空间的利用,生产线运行时沿顺时针方向逐工位旋转,最后回到装卸位卸下,完成光整加工。它的运行更像是一种“旋转木马”,故也称之为“木马生产线”。

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C410型铝合金轮毂全自动光整生产线布局原理简图
(专利号:ZL201320149094.X) 

3. 铝轮毂光整工艺/装备突破
    ●我公司开发的铝合金轮毂光整工艺在轮毂抛光和光整加工领域实现了诸多创新:
自主研发了具备国际领先水平的 “铝合金轮毂主轴倾斜式自由磨具光整成套工艺” 该工艺属世界首创,已申请了国家发明专利,欧盟发明专利的申请正在审核当中。
    ●可以使铝合金轮毂的表面粗糙度提高至少2个等级,Ra值可达0.1μm以下。彻底打破了光整行业多年无法消除的壁垒,即“工件原始粗糙度提升等级不超过两个等级”。从而大大拓展了光整技术的前景。
    ●该光整工艺使铝合金轮毂表面达到镜面效果,其亮度可与国际名车(如法拉利、兰博基尼、劳斯莱斯等)用轮的亮度相媲美。
    ●铝合金轮毂的腐蚀量能够降低为人工方式的1/10以内,大大提高了轮毂的耐腐蚀性能,超越了国际最先进技术的产品。
    ●成本及效率优势:该光整工艺的加工效率是国外成熟工艺效率的八倍;加工成本仅是国外成熟工艺的六分之一且是传统手工抛光加工成本的三分之一。
    ●我公司研发配制的新型磨液、磨料实现了突破。
    ●创造性的采用圆环形的“木马型”的总体布局,工件装卸在同一工位进行,减少人工,或仅配置单台机器人即可实现工装装卸,同时便于辅助装备的安排和布局。
    ●为生产线配套的磨料在线清洗系统是我公司在光整行业领域的重大创新,在一定程度上解决了光整加工磨料处理的难题。
    ●创新的水循环系统设计,高效实现磨液水溶液中的杂质的固液分离,达到光整用水溶液的循环再利用,做到环境友好型生产。

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光整加工后的铝合金轮毂 

4. 经济效益
    铝合金轮毂光整工艺和生产线是我公司光整技术与产业化、规模化生产方式完美结合的成功案例。它彻底改变了旧的生产方式、促进企业技术进步和高端轮毂产品升级换代。生产线加工的高端轮毂已成功打入国际市场,世界知名汽车制造商如美国福特、美国通用等竞相订购。我公司开发的全自动光整生产线,助力客户公司产品附加值大幅提升:
    ●原手工抛光单个轮毂的成本为85元/个,采用光整生产线后,单个轮毂成本降低为35元/个。
    ●以福特公司22寸轮毂为例,生产线加工的轮毂单个售价比原手工抛光轮毂售价高80美元。
    ●生产线加工效率是国外成熟工艺效率的8倍;加工成本仅是国外成熟工艺的1/6,且是传统手工抛光加工成本的1/3。
    ●最为重要的是:经过我公司开发的全自动光整生产线加工出的轮毂,其表面粗糙度、平整度、亮度、光泽等指标均达到或超过国际水平,并且耐腐蚀性指标也远超手工抛光同类产品。

5. 轮毂光整加工系列化产品

  在轮毂光整加工的工艺及装备上,北方天宇公司已走在国内外同行的前列。

  最早开发的旋轴式轮毂光整装备——Z500/Z1000以单机自动化的方式进行工艺探索,取得了轮毂光整工艺的新突破。

  在此基础上,北方天宇公司同时开发了LGA/LGB型两种型号高效的原理性试验样机进行工艺的进一步改良和光整加工生产线的初步探索。

  在铝合金轮毂光整工艺定型后,基于高效规模化生产的需求,在多方案论证的基础上并结合机械及电气方面最新的科技成果,开发了“C410型铝合金轮毂全自动光整生产线”。

  以C410型铝合金轮毂全自动光整生产线及工艺为基础,为进一步提升加工效率、改善加工适用性及可靠性,提出了全新的“集群式光整加工”思想,设计开发了新型的“DQ500型多轴驱动式轮毂光整生产线”。

  创新永无止境, 北方天宇公司在铝合金轮毂光整加工产业化上更进一步。截止今日,新型的“锥旋式轮毂光整生产线”已完成论证并正在制造过程中。该生产线在高产能的基础上更加注重加工质量,更为完善的光整工艺使得铝合金轮毂的光整质量得到了质的提升。

6. 案例小结

  高端铝合金轮毂光整加工工艺及生产线装备是北方天宇公司为光整加工行业做出的最高贡献,是中国创造的优秀典范。已超越国际目前已有的最先进水平,技术成熟度正不断提高。

  北方天宇公司希望与各行业精英企业开展深入合作,共商光整加工产业化大计,为客户产品创造更大价值。

7.案例

某厂轮毂经光整抛光后,呈现漫反射金属质感,喷涂后盐雾试验耐腐蚀性提高3倍。图为后对比图,其效果得到客户认可。


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