一种半自动化和自动化汽车轮毂表面拉丝方法与流程

本发明涉及汽车修理与美容技术领域，尤其涉及一种半自动化和自动化汽车轮毂表面拉丝方法。

背景技术

轮毂(又称钢圈)分为铝合金轮毂和钢制轮毂，铝合金轮毂又分为锻造和铸造，其中铝合金轮毂的疲劳强度、曲服强度都远远高于钢制轮毂，同样环境下铝合金的散热系数是钢的三倍，锻造铝合金轮毂的最大承载能力是钢的五倍。铝合金轮毂有重量轻、省胎、美观的特点，同时铝合金轮毂的安全性要远远高于钢制轮毂。再jit标准下即车辆以50公里时速撞击路边基石只有铝合金轮毂可以保持正常行驶。铝合金轮毂的抗腐蚀性能也大大优于钢制轮毂。总的而言，铝合金轮毂具有以下几个优点：

1.美观大方；

2.轻便、省油；

3.铝合金的伸缩率高，弹性好；

4.散热:铝合金比钢的热传导性好；

5.刚性好，保圆性好，不宜变形，车的各部分磨损就小，适合高速行驶；

6.弹性好，提高车辆行驶中的平顺性，更易于吸收运动中的振动和噪音。

正是铝合金轮毂的以上种种优秀品质，因此在越来越多地应用在各种汽车上。为了增强铝合金轮毂的美感，对轮毂进行表面拉丝处理是一种广泛的处理方式，可以强化铝合金材质的金属光泽效果。

轮毂表面拉丝处理是在轮毂窗口面打磨出类似规则的线纹，起到装饰效果的一种表面处理手段。轮毂拉丝处理需要能够使轮毂实现按要求平稳匀速转动的设备。目前的轮毂拉丝可采用例如数控车床等常规机床实现轮毂的平稳匀速转动，还有数控自动数控车床，能够较高效率的完成轮毂的拉丝加工。

由于汽车日常使用的损耗，免不了对汽车轮毂表面产生伤痕，随着用户对汽车外形品质的要求越来越高，这些伤痕都是不被允许的。因此，对于产生伤痕的汽车轮毂，处理方式要么是更换，要么是修复重新拉丝处理。如果选择更换汽车轮毂，则伴随着会产生巨大的经济成本和资源浪费，因此修复是一种有效而低成本的处理方式。现有的汽车轮毂拉丝操作中主要是在原生产车间进行，在生产线上直接针对成品轮毂进行拉丝处理，一条生产线只针对一种型号的汽车轮毂进行拉丝加工，无法根据实际汽车轮毂各种规格来进行加工，不会有探伤和外形检测，也不会有清洁和伤痕处理，因此相对于修复操作，该处理方法不具有连贯性，且成本及其昂贵。

技术实现要素：

根据背景技术中所指出的问题，基于现实针对汽车轮毂拉丝修复的情况，本发明所要解决的技术问题是提供一种半自动化和自动化汽车轮毂表面拉丝方法，能针对各种规格的汽车轮毂进行相对简单又可靠的表面拉丝修复处理。

本发明技术方案如下：一种半自动化汽车轮毂表面拉丝方法，其特征在于包括如下步骤：

1)前期检查对待处理汽车轮毂的修复情况进行检查，包括失圆度、拉丝加工面损伤深度、焊补情况和整体加工余量的检查，还应该对非拉丝面的漆面完整性进行检查；

2)轮毂装夹对上一步中获得的汽车轮毂进行清洁安装面处理，然后将汽车轮毂初步装夹在主轴夹具端面上，再然后调整同心度，同心度调整好后锁紧汽车轮毂完成装夹；

3)半径测量用半径规由外向内径向依次测量汽车轮毂拉丝面上各弧面的半径，得结果r1到rm，并用记号笔标记出各弧面的起始点位置和结束点位置；

4)对刀并记录坐标值确定车刀的下刀基准位置，包括径向坐标值x1和轴向进刀坐标值z1，确定车刀刀尖的起始点，包括径向坐标值x2和轴向进刀坐标值z2，确定各圆弧的对刀点位置，依次将车刀刀尖移动到所述各弧面的结束点位置，并记录下相应的径向坐标值x3到xn，轴向进刀坐标值z3到zn；

5)编程并建立程序将以上步骤中记录的数据完整地输入数控车床，建立一个新的汽车轮毂加工程序；

6)创建文件根据车型、汽车轮毂尺寸和轮毂花式造型进行命名建立单次程序文件归档；

7)拉丝加工首先通过数控车床根据所编程序在汽车轮毂上走一遍空刀，看运动轨迹是否吻合，以检验程序的正确性，验证完后分别通过粗车和精车对汽车轮毂拉丝面进行加工，车刀加工完后拆卸汽车轮毂，加工完毕。

采用以上技术方案，步骤1中为了获得满足后续工艺操作的汽车轮毂，需要对待处理的汽车轮毂表面进行检查。步骤2中的装夹是将需要处理的汽车轮毂进行装夹固定，便于处理。步骤3中获取需要处理的汽车轮毂表面各个弧面的半径以及标定起始点。步骤4取定整个汽车轮毂在后续加工中道具的起始点坐标位置，对刀点位置以及各个弧面的加工结束点坐标位置。步骤5到步骤6中通过在控制计算机上完成档案建立。步骤7中根据控制计算机里面的程序，控制加工刀具进行转动拉丝加工。

具体地，所述步骤4中确定车刀的下刀基准位置包括如下步骤：

1)准确安装车刀；

2)采用手动方式将车刀刀尖移动到汽车轮毂最大外圆向里2mm-3mm处，确定此时刀尖的径向位置数据，即为x1；

3)采用手动方式将车刀刀尖沿着轴向朝汽车轮毂方向移动至接触汽车轮毂端面，用手顺着切削方向转动汽车轮毂，让车刀刀尖在汽车轮毂端面画圆，确保车刀刀尖能够在汽车轮毂端面划出一个连续不间断的整圆，确定此时车刀刀尖的轴向位置数据，即为z1；

4)用纸笔记录下数控车床操作显示屏上显示的对应坐标值x1和z1。

本优化方案中具体给出了如何控制刀具来确定符合本发明要求的基准位置的方法。

具体地，所述步骤4中确定车刀刀尖的起始点包括如下步骤：

1)采用手动方式将车刀刀尖移动到汽车轮毂最大外圆处，用手顺着切削方向转动汽车轮毂，让车刀刀尖在汽车轮毂外圆上画圆，确保形成没有间断的连续切削为止，车刀刀尖的位置即为起始点，对应的径向和轴向位置数据，即为x2和z2；

2)记录下此时数控车床操作显示屏上显示的坐标值x2和z2。

本优化方案中具体给出了如何控制刀具来确定符合本发明要求的起始点的方法。

具体地，所述步骤4中确定各圆弧的对刀点位置包括如下步骤：

1)采用手动方式依次将车刀刀尖移动到汽车轮毂拉丝面各圆弧面结束点记号处，用手顺着切削方向转动汽车轮毂，让车刀刀尖在汽车轮毂端面上画圆，确保形成没有间断的连续切削为止，车刀刀尖的位置即为各圆弧面的结束点位置，对应的径向和轴向位置数据，即为x3到xn和z3到zn，其中，最后一个数值即为结束点；

2)记录下此时数控车床操作显示屏上显示的坐标值x3到xn和z3到zn。

本优化方案中具体给出了如何控制刀具来确定符合本发明要求的各个圆弧面终止点的方法。

具体地，在步骤2中同心度调整的具体操作是把划针安装在刀架上，把针尖靠近轮毂的外沿处，用手转动轮毂，并查看针尖与轮毂外沿的间隙变化状况，间隙大处偏差远，并用木槌垂直反方向敲击，使得轮毂微量径向移动来调整同心度的偏差，使得间隙差异小于0.6mm。

一种自动化汽车轮毂表面拉丝方法，其特征在于包括如下步骤：

1)前期检查对待处理汽车轮毂的修复情况进行检查，包括失圆度、拉丝加工面损伤深度、焊补情况和整体加工余量的检查，还应该对非拉丝面的漆面完整性进行检查；

2)开机启动启动数控车床；

3)轮毂装夹对第一步中获得的汽车轮毂进行清洁安装面处理，然后将汽车轮毂初步装夹在数控车床的主轴夹具端面上，再然后调整同心度，同心度调整好后锁紧汽车轮毂完成装夹；

4)自动扫描探测建立程序首先安装固定扫描探测装置，所述探测装置为探针探测装置或激光探测装置或红外线探测，把所述扫描探测装置正确地固定在支架上，确保扫描探测装置垂直于轮毂拉丝面进行扫描探测,选择轮毂中拉丝面最完好的辐条作为探测样本,将这根辐条转到探测运行轨迹对应的位置；然后确定起始点，用手柄将探测点移动到轮毂拉丝面的内孔边缘处，在主机上输入开始和探测指令；再然后确定结束点，用手柄将探测点移动到轮毂拉丝面的最外缘处，在主机上输入终点指令，将控制和指示手柄调到z轴，并转动手柄，待显示器上显示出的z轴对应数据为70-80为止，并以此作为安全高度的数据指令在主机输入，等待所述探测装置自动回到起始点位置，保存以上自动探测获得的数据文件；接下来自动探测，再次在主机上输入开始探测指令，探测装置将自动沿着轮毂拉丝曲面从起始点逐点探测至结束点，系统将自动生成拉丝面弧度坐标数据；最后建立g代码文件，打开系统软件，打开坐标文件，打开之前保存的数据文件，利用系统软件进行分析，根据数据分析出所形成的图形和轮毂曲面是否一致，如果有差异则进行数据修复或者重新探测，当确认图形和轮毂曲面一致时则通过系统软件生成代码，即完成g代码建立，并自动储存在系统内，程序自动生成；

5)创建文件根据车型、汽车轮毂尺寸和轮毂花式造型进行命名建立单次程序文件归档；

6)拉丝加工首先，载入g代码，点击打开g代码，载入第四步探测生成的g代码文件；其次，装刀，在支架上装上车刀；然后，对刀，用手柄将刀尖移动到轮毂拉丝起点位置，使得刀尖与加工面之间留有1～2mm的距离，点击数控车床上的对刀完成按钮，并点击开始加工按钮，检验刀尖轨迹与拉丝面的吻合度；再然后，粗加工，选择进给速度和进刀量进行粗加工，至拉丝面全部为新切削面；最后，精加工，调整进给速度和进刀量，进行精加工，至拉丝面完整光亮无瑕疵。

7)结束加工完毕，拆除轮毂。

具体地，在步骤3中同心度调整的具体操作是把划针安装在刀架上，把针尖靠近轮毂的外沿处，用手转动轮毂，并查看针尖与轮毂外沿的间隙变化状况，间隙大处偏差远，并用木槌垂直反方向敲击，使得轮毂微量径向移动来调整同心度的偏差，使得间隙差异小于0.6mm。

有益效果：本发明构思新颖且设计合理，分为半自动和自动的操作工艺流程，适应于各种规格的汽车轮毂，针对汽车轮毂表面损毁进行表面拉丝的修复，包括前期的清洁、整形、焊补、探伤、打磨、涂装等七个处理步骤，各个环节和步骤处理全面，并利用了数控加工的方式，以保证表面拉丝纹路深度控制的精确，一整套工艺流程下来十分连贯，效率高，工艺精良，修复效果良好，为客户降低了经济成本，为社会提供了一种更加节省资源的轮毂处理方式。

附图说明

图1是本发明实施例一中轮毂的示意图。

图2是本发明中半自动化和自动化的拉丝工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

实施例一

一种半自动化汽车轮毂表面拉丝方法，通过如下步骤来完成

1)前期检查对待处理汽车轮毂的修复情况进行检查，包括失圆度、拉丝加工面损伤深度、焊补情况和整体加工余量的检查，还应该对非拉丝面的漆面完整性进行检查，其中检测失圆度不大于1.2mm，检测拉丝加工面损伤深度深度不大于1.5mm。

本步骤中针对需要加工的汽车轮毂进行检查，其中针对弧形表面的失圆度要求不大于1.2mm，表面损伤深度不大于1.5mm，焊补情况和整体的加工余量要满足后续的加工标准。失圆度是指对应圆形金属材横断面上最大与最小直径的差值，也称为椭圆度，属于公知常识。失圆度的检测为现有技术，为本领域技术人员所知晓。除此之外，还要对非拉丝加工面进行检查，主要是漆面，如果需要补漆，应该在此步骤中完成。本步骤设置的目的是为了保证轮毂除了要符合后续的拉丝加工的要求，还要在整体上符合成品的要求，因为在拉丝加工完成后基本就全部完成处理。

2)轮毂装夹对上一步中获得的汽车轮毂进行清洁安装面处理，然后将汽车轮毂初步装夹在主轴夹具端面上，再然后调整同心度，同心度调整好后锁紧汽车轮毂完成装夹，同心度调整的具体操作是把划针安装在刀架上，把针尖靠近轮毂的外沿处，用手转动轮毂，并查看针尖与轮毂外沿的间隙变化状况，间隙大处偏差远，并用木槌垂直反方向敲击，使得轮毂微量径向移动来调整同心度的偏差，使得间隙差异小于0.6mm。

本步骤中在装夹时要确保主轴夹具和轮毂安装平面之间的清洁和平整，无异物影响。具体装夹方式可以采用中心螺杆和锥形螺母将汽车轮毂压紧到主轴夹具的端面上。需要指出的是，此处的中心螺杆和锥形螺母，均是设置在对应的装夹机构上面的，装夹机构对汽车轮毂进行装夹固定。装夹机构具体的结构形式和设置形式，可以根据加工线的实际情况来实际设计，针对轮毂的形状和结构特征，通过中心螺杆穿过轮毂中心的孔，并利用锥形螺母就可以将汽车轮毂固定在装夹机构上。由于本发明的主题是工艺，对于具体的装置不做额外的陈述。

为了固定加强固定，还可以设置多组螺杆和螺母的结构来对汽车轮毂进行固定，结合到汽车轮毂上的安装孔，可以利用螺杆穿过该安装孔一端连接到装夹机构上，另一端通过螺母将汽车轮毂进行紧固。这种多组螺杆和螺母的配合固定，要成圆形排布，均匀地固定汽车轮毂。为了为了留足操作余量，每组固定螺栓的转矩控制在0.5公斤米到1公斤米。

本步骤中调整同心度的方法具体是，将划针放在数控车床刀架上，把针尖靠近汽车轮毂的外沿处，用手转动轮毂，并查看针尖与轮毂外沿的间隙变化状况，间隙大处偏差远，并用木槌垂直反方向敲击，使得轮毂微量径向移动来调整同心度的偏差，使得间隙差异小于0.6mm。这种是一种优选的，具体的对中，调整同心度的方法，是为了保证后续车削加工的精度。

本步骤中，同心度符合要求后再将各组固定螺栓拧紧到转矩范围为8公斤米到10公斤米，再次检查同心度是否符合要求，符合要求后再取下汽车轮毂中心的锥形螺母和中心螺杆，如此便完成了汽车轮毂的装夹。

3)半径测量用半径规由外向内径依次测量汽车轮毂拉丝面上各弧面的半径，得结果r1到rm，并用记号笔标记出各弧面的起始点位置和结束点位置。m是实际的弧面段数。

如图1所示，本实施例中所选用的汽车轮毂具有四段圆弧面，本步骤中首先选用对刀基准点1作为第一段圆弧的半径测量起始点，第一段圆弧结束点3作为测量的结束点，同时第一段圆弧结束点3也是第二段圆弧的起始点，第二段圆弧结束点4作为第二段圆弧的结束点，和第三段圆弧的起始点。第三段圆弧结束点5作为第三段圆弧的结束点和第四段圆弧的起始点，结束点6作为第四段圆弧的结束点。利用半径规对各个圆弧面依次进行半径测量，测出半径值r1、r2、r3、和r4，并记录。在测量的同时，还要用记号笔标出各起始点和结束点的位置。

4)对刀并记录坐标值确定车刀的下刀基准位置，包括径向坐标值x1和轴向进刀坐标值z1，确定车刀刀尖的起始点，包括径向坐标值x2和轴向进刀坐标值z2，确定各圆弧的对刀点位置，依次将车刀刀尖移动到所述各弧面的结束点位置，并记录下相应的径向坐标值x3到xn，轴向进刀坐标值z3到zn，本实施例中n值为6。

如图1所示，本步骤中，首先是需要确定对刀基准点1的位置。依次包括如下的步骤：

a)准确安装车刀；

b)采用手动方式将车刀刀尖移动到汽车轮毂最大外圆向里2mm-3mm处，确定此时刀尖的径向位置数据，即为x1；

c)采用手动方式将车刀刀尖沿着轴向朝汽车轮毂方向移动至接触汽车轮毂端面，用手顺着切削方向转动汽车轮毂，让车刀刀尖在汽车轮毂端面画圆，确保车刀刀尖能够在汽车轮毂端面划出一个连续不间断的整圆，确定此时车刀刀尖的轴向位置数据，即为z1；

d)用纸笔记录下数控车床操作显示屏上显示的对应坐标值x1和z1，该坐标即为起始点的坐标数据。

然后确定刀尖的起始点2的位置，具体包括按照如下步骤：

a)采用手动方式将车刀刀尖移动到汽车轮毂最大外圆处，用手顺着切削方向转动汽车轮毂，让车刀刀尖在汽车轮毂外圆上画圆，确保形成没有间断的连续切削为止，车刀刀尖的位置即为起始点，对应的径向和轴向位置数据，即为x2和z2；

b)记录下此时数控车床操作显示屏上显示的坐标值x2和z2。

确定好起始点2的位置后，就要依次确定第一段圆弧结束点3、第二段圆弧结束点4、第三段圆弧结束点5和结束点6。具体确定每个点的步骤如下：

a)采用手动方式依次将车刀刀尖移动到汽车轮毂拉丝面各圆弧面结束点记号处，用手顺着切削方向转动汽车轮毂，让车刀刀尖在汽车轮毂端面上画圆，确保形成没有间断的连续切削为止，车刀刀尖的位置即为各圆弧面的结束点位置，对应的径向和轴向位置数据，即为x3到xn和z3到zn，其中，最后一个数值即为结束点，在本实施例中n值为6；

b)记录下此时数控车床操作显示屏上显示的坐标值x3到xn和z3到zn，在本实施例中n值为6。

5)编程并建立程序将以上步骤中记录的数据完整地输入数控车床，建立一个新的汽车轮毂加工程序。

在数控车床的控制计算机里面设计对应的加工程序，并根据程序的设定输入指令，包括以上步骤中得到的各个点的坐标，以及各圆弧面的半径数据。

6)创建文件根据车型、汽车轮毂尺寸和轮毂花式造型进行命名建立单次程序文件归档。

本步骤中主要是给对应汽车轮毂建立数据档案，储存在计算机中备用。

7)拉丝加工首先通过数控车床根据所编程序在汽车轮毂上走一遍空刀，看运动轨迹是否吻合，以检验程序的正确性，验证完后分别通过粗车和精车对汽车轮毂拉丝面进行加工，其中粗车的进刀量为0.1mm-0.2mm，精车的进刀量为0.03mm-0.07mm，车刀加工完后拆卸汽车轮毂，加工完毕。

本步骤中具体利用程序控制车刀自动进行加工，分为粗车和精车两个部分，车出拉丝纹路，以达到最好的加工效果。

如图2所示，在具体加工过程中，需要获取新的加工数据采用以上步骤进行操作。

在本实施例中，所采用的数控车床为用于汽车轮毂拉丝的加工车床，设置有适配汽车轮毂的装夹工具，同时具有设置加工参数，并安装加工参数进行加工的能力。数控机床技术是一门成熟的工业技术，在机床的设计上，包括机械部分和数码控制部分，采用现有技术均可以完成。半自动化拉丝的意思是通过手工测量汽车轮毂表面的数据，并录入到车床的电脑里面，创建新的程序并保存，用于后续的汽车轮毂加工。

实施例二

如图2所示，一种自动化汽车轮毂表面拉丝方法，其特征在于包括如下步骤：

1)前期检查对待处理汽车轮毂的修复情况进行检查，包括失圆度、拉丝加工面损伤深度、焊补情况和整体加工余量的检查，还应该对非拉丝面的漆面完整性进行检查，在步骤1中检测拉丝加工面损伤深度深度不大于1.5mm，其中检测失圆度不大于1.2mm；

2)开机启动启动数控车床；

3)轮毂装夹对第一步中获得的汽车轮毂进行清洁安装面处理，然后将汽车轮毂初步装夹在数控车床的主轴夹具端面上，再然后调整同心度，同心度调整好后锁紧汽车轮毂完成装夹；同心度调整的具体操作是把划针安装在刀架上，把针尖靠近轮毂的外沿处，用手转动轮毂，并查看针尖与轮毂外沿的间隙变化状况，间隙大处偏差远，并用木槌垂直反方向敲击，使得轮毂微量径向移动来调整同心度的偏差，使得间隙差异小于0.6mm；

4)自动扫描探测建立程序首先安装固定扫描探测装置，所述探测装置为探针探测装置或激光探测装置或红外线探测，把所述扫描探测装置正确地固定在支架上，确保扫描探测装置垂直于轮毂拉丝面进行扫描探测,选择轮毂中拉丝面最完好的辐条作为探测样本,将这根辐条转到探测运行轨迹对应的位置；然后确定起始点，用手柄将探测点移动到轮毂拉丝面的内孔边缘处，在主机上输入开始和探测指令；再然后确定结束点，用手柄将探测点移动到轮毂拉丝面的最外缘处，在主机上输入终点指令，将控制和指示手柄调到z轴，并转动手柄，待显示器上显示出的z轴对应数据为70-80为止，并以此作为安全高度的数据指令在主机输入，等待所述探测装置自动回到起始点位置，保存以上自动探测获得的数据文件；接下来自动探测，再次在主机上输入开始探测指令，探测装置将自动沿着轮毂拉丝曲面从起始点逐点探测至结束点，系统将自动生成拉丝面弧度坐标数据；最后建立g代码文件，打开系统软件，打开坐标文件，打开之前保存的数据文件，利用系统软件进行分析，根据数据分析出所形成的图形和轮毂曲面是否一致，如果有差异则进行数据修复或者重新探测，当确认图形和轮毂曲面一致时则通过系统软件生成代码，即完成g代码建立，并自动储存在系统内，程序自动生成；

5)创建文件根据车型、汽车轮毂尺寸和轮毂花式造型进行命名建立单次程序文件归档；

6)拉丝加工首先，载入g代码，点击打开g代码，载入第四步探测生成的g代码文件；其次，装刀，在支架上装上车刀；然后，对刀，用手柄将刀尖移动到轮毂拉丝起点位置，使得刀尖与加工面之间留有1～2mm的距离，点击数控车床上的对刀完成按钮，并点击开始加工按钮，检验刀尖轨迹与拉丝面的吻合度；再然后，粗加工，选择进给速度和进刀量进行粗加工，至拉丝面全部为新切削面；最后，精加工，调整进给速度和进刀量，进行精加工，至拉丝面完整光亮无瑕疵。

7)结束加工完毕，拆除轮毂。

在本实施例中g代码为车床计算机里面的内置程序，即为车床加工的控制程序，通过扫描探测装置扫描探测得到的数据被载入到g代码中，直接形成加工的执行命令。扫描探测装置可以是探针式扫描探测装置，激光式扫描探测装置或红外线扫描探测装置，如果采用探针式的扫描探测装置，则在安装车刀时，需要将该扫描探测装置取下，然后再安装车刀。扫描探测装置为用来直接和车床计算机连接，并能够通过机械物理的方式和光学的方式探测汽车轮毂表面，并生成坐标数据，作为后续加工的原始数据。自动化拉丝的意思是通过扫描探测装置自动对汽车轮毂表面进行扫描探测，并获得相应的加工数据，区别于实施例一中的手工获得数据和录入数据。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。