合金論文鋁合金車輪自動去毛刺工藝

　　改進(jìn)的車輪去毛刺方法目前來看，毛刷法雖有不足，但因其具有柔性好、效率高、兼容性強(qiáng)等諸多優(yōu)點，仍舊是相對可靠的去除毛刺的方法。本篇合金論文擬針對這些不足進(jìn)行改進(jìn)�！�輕合金加工技術(shù)》(LightAlloyFabricationTechnology)雜志創(chuàng)刊1964年，原名為《輕合金加工廠技術(shù)情報》，由中國有色金屬加工工業(yè)協(xié)會主辦，1987年2月省科委和省出版局重新批準(zhǔn)，期刊登記證Z2008號，同年9月再次審批，換取報刊臨時證(LJ)1098號，1988年4月發(fā)給國家統(tǒng)一刊號CN23-1226;1997年5月國際連續(xù)出版物數(shù)據(jù)系統(tǒng)中國國家中心，發(fā)給ISSN證書。國際標(biāo)準(zhǔn)刊號：ISSN1007-7235，國內(nèi)統(tǒng)一刊號：CN23-1226/TG，郵發(fā)代號:14-112，國外發(fā)行代號:4663M，聯(lián)合征定代號:LD231226，面向國內(nèi)外公開發(fā)行，每月20號出版，復(fù)合影響因子：0.370，綜合影響因子：0.204。

　　摘要:毛刷法是目前國內(nèi)外廣泛采用的一種鋁合金車輪去毛刺方法，具有兼容性強(qiáng)、去除效率高等特點，但仍有邊角不均勻、劃傷等缺陷。為此，根據(jù)車輪背腔的結(jié)構(gòu)特點，將刷毛刺區(qū)域進(jìn)行了拆分，并將毛刷動作分解為三個步驟，這就能夠?qū)Ω鲄^(qū)域毛刷的運動參數(shù)進(jìn)行分別控制，使各個毛刷都能夠按照最優(yōu)化的模式進(jìn)行運轉(zhuǎn)，進(jìn)而提高去除毛刺的效率和質(zhì)量。

　　關(guān)鍵詞:車輪;毛刺;毛刷;區(qū)域;動作;分解

　　鋁合金車輪是是按照熔煉—鑄造(或鍛造)—機(jī)械加工(車削、鉆孔)—涂裝等工藝流程進(jìn)行加工、制造的。其中，在機(jī)械加工工序，由于刀具的切削作用，在車輪窗口、減重窩、中心孔等部位(圖1)不可避免地產(chǎn)生形狀不很規(guī)整的、大小不一的毛刺，尤其是車輪背腔窗口部位，毛刺更是嚴(yán)重(圖2)。

　　1常規(guī)的車輪去毛刺方法

　　由于毛刺的存在對后續(xù)涂裝工序及產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響，因此必須進(jìn)行去除。常規(guī)的去毛刺方式很多，主要有人工去毛刺、機(jī)械手或機(jī)床去毛刺、毛刷去毛刺等。人工去毛刺，就是使用旋轉(zhuǎn)銼、刮刀對車輪窗口、中心孔等部位的毛刺逐一進(jìn)行手工去除，現(xiàn)場操作時效率極低且工人勞動強(qiáng)度很大。機(jī)械手或機(jī)床去毛刺，是使用高速銑刀，根據(jù)輪子窗口輪廓形狀，由機(jī)械手或機(jī)床按照預(yù)先設(shè)定的軌跡，程序控制自動去除毛刺，但存在因輪子窗口變形導(dǎo)致的過切或去除不徹底等缺陷，同時，對于窗口較多的車輪，由于軌跡較長，去毛刺效率不是很高。毛刷法，就是利用旋轉(zhuǎn)的毛刷(圖3)對車輪正面和背腔進(jìn)行刷毛刺，這是目前國內(nèi)外廣泛采用的一種車輪去毛刺方法，具有兼容性強(qiáng)、去除效率高、邊角部位過渡圓滑等特點，但仍有去除效果不均勻、劃傷工件表面等缺陷。為便于闡述，以圖4車輪為例進(jìn)行說明。•160•缺陷。

　　2改進(jìn)的車輪去毛刺方法

　　目前來看，毛刷法雖有不足，但因其具有柔性好、效率高、兼容性強(qiáng)等諸多優(yōu)點，仍舊是相對可靠的去除毛刺的方法。本文擬針對這些不足進(jìn)行改進(jìn)。為便于闡述，以圖4車輪為例進(jìn)行說明。

　　2.1常規(guī)毛刷法的原理及特點分析

　　(1)對于車輪背腔而言，在不同半徑位置處的的線速度不一樣。毛刷是以一定的角速度旋轉(zhuǎn)的(圖4箭頭方向)，因此不同半徑處的毛刷的線速度是不一樣的。最外邊緣的線速度較高(C區(qū))，切削力大，去除毛刺效果劇烈;反之，靠近中心位置的線速度較低(A區(qū))，切削力稍小，去除毛刺效果稍差，這使得靠近車輪中心部位的邊角位置毛刺處理效果不好。實際工作時，為了兼顧整體效果，就會造成A區(qū)略顯欠缺和C區(qū)稍有過度的結(jié)果。(2)對于窗口不同區(qū)域，毛刷和車輪之間的相對運動方向不一樣。毛刷是一個整體結(jié)構(gòu)，刷絲是一撮一撮均勻地埋植于底板上的(圖3)。正常工作時，毛刷覆蓋車輪窗口圍繞車輪周轉(zhuǎn)行進(jìn)去除毛刺，是單一的運行軌跡。對于窗口B區(qū)域處于刷輪中央部位，由于毛刺與毛刷行進(jìn)方向是垂直(或者近似垂直)的，因此去除毛刺效果很好;而對于窗口A、C區(qū)域處于刷輪邊緣部位，由于毛刺與毛刷行進(jìn)方向是平行的，或者說毛刷是順著它行進(jìn)的，所以對它形成的切削力相對較小，這也是邊角部位毛刺處理效果較差的原因之一。(3)對于造型復(fù)雜、窗口較多、窗口長而窄的輪型，效果不好。隨著客戶需求差異化、個性化的增多，造型復(fù)雜、長而窄的窗口也經(jīng)常出現(xiàn)。對于這樣的車輪，目前毛刷基本無法勝任。這主要是由于窗口過分狹長，刷絲伸入不到窗口中去，不能有效地處理這些部位，因而不會有理想的刷毛刺效果。(4)當(dāng)毛刷旋轉(zhuǎn)時，經(jīng)常刷到輪輞。由于車輪背腔造型的特點，一般來說，刷輪最外沿的刷絲偏高。此時，當(dāng)毛刷旋轉(zhuǎn)時，由于離心力的作用，刷絲會向外甩起，因而會刷到輪輞部位，造成輪輞部位表面劃痕、色差、紋路不均等缺陷，這也是不允許的。

　　2.2改進(jìn)的車輪去毛刺方法———三工位法

　　據(jù)以上可知，毛刷法雖然具有柔性好、兼容性強(qiáng)等優(yōu)點，但結(jié)構(gòu)上的不足之處也造成了產(chǎn)品質(zhì)量難以提升的瓶頸。針對這些不足之處，提出一種改進(jìn)的利用毛刷去車輪毛刺的方案———三工位法。就是根據(jù)車輪窗口形狀的特點，將原來1個工位1個毛刷全覆蓋刷毛刺工作，分解為3個工位、3個毛刷，并使用不同形狀的毛刷，采用不同的工作模式，將毛刺去除。具體過程仍以圖4為例進(jìn)行說明。(1)區(qū)域分解:將需要刷毛刺的部位，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行區(qū)域拆分。將車輪背腔窗口部位按照結(jié)構(gòu)的不同分為A、B、C三個區(qū)域(圖4)。對于A區(qū)域，窗口一般相對狹小，車輪背腔形狀變化起伏也較大，有拐角存在，刷毛刺時線速度偏低，容易出現(xiàn)刷力不足現(xiàn)象;對于B區(qū)域，窗口一般很開闊，車輪背腔形狀變化起伏平緩，刷毛刺時一般效果很好;對于C區(qū)域，雖然窗口較開闊，但車輪背腔形狀變化起伏也較大，也有拐角存在，刷毛刺時線速度偏高，容易出現(xiàn)過刷現(xiàn)象。(2)動作分解，速度優(yōu)化:將以前一個毛刷進(jìn)行的工作，利用三組毛刷分別進(jìn)行。根據(jù)不同部位的結(jié)構(gòu)特點，制作針對性強(qiáng)的毛刷，采用不同的去除方式。對于A區(qū)域，采用雙刷方式，刷絲直立分布并左右滑移，有效針對狹窄拐角(圖5);對于C區(qū)域，采用斜刷方式，重點針對背腔和輪輞連接部位(圖6);對于B區(qū)域，仍舊采用圖3所示的現(xiàn)有毛刷，主要針對窗口中間的平緩區(qū)域。需要特別指出的是，動作分解的目的，除了針對背腔結(jié)構(gòu)特點外，更關(guān)鍵的是能夠分別控制各個毛刷的運動參數(shù)，使各個毛刷都能夠按照最優(yōu)化的模式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而提高去除毛刺的效率和質(zhì)量，比如，靠近車輪中心的A區(qū)域高速運轉(zhuǎn)、遠(yuǎn)離中心的C區(qū)域低速運轉(zhuǎn)、正反轉(zhuǎn)控制、滑移控制、間斷控制等等。

　　3設(shè)備簡介

　　圖7即為設(shè)備示意圖。圖中，左側(cè)工位為雙直刷工位，右側(cè)工位為斜刷工位。實際工作時，車輪在輸送帶的拖動下首先抵達(dá)雙直刷工位，接著負(fù)責(zé)居中定位的4個V形滾輪向中間移動，并順勢將車輪進(jìn)行居中定位，然后滾輪帶動車輪旋轉(zhuǎn)，最后雙直刷上升、旋轉(zhuǎn)、左右滑移，完成A區(qū)域毛刺的去除工作。當(dāng)左側(cè)工作完成后，輸送帶拖動車輪進(jìn)入右側(cè)斜刷工位，工作步驟和左側(cè)基本相同，唯一的區(qū)別是斜刷上升，完成C區(qū)域毛刺的去除工作。當(dāng)這兩個工位完成后，進(jìn)入第三工位，進(jìn)行B區(qū)域毛刺的去除工作。該工位和目前常規(guī)設(shè)備完全相同，在此不再贅述。圖8為實際設(shè)備在現(xiàn)場工作的圖片。實際使用時，由于將刷毛刺區(qū)域進(jìn)行了拆分，因此能夠有針對性的對各個區(qū)域去除毛刺;同時，由于將動作分解為3個步驟，這就能夠?qū)Ω鱾�毛刷的運動參數(shù)進(jìn)行分別控制，使各個毛刷都能夠按照最優(yōu)化的模式進(jìn)行運轉(zhuǎn)，進(jìn)而提高去除毛刺的效率和質(zhì)量。

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