展品抢鲜看 | 北方天宇为变速箱性能零件提升表面完整性推出批量自动化加工解决方案

双碳目标下，汽车行业是节能降耗的重点领域。汽车传动系统是减排设计的重点部件之一。在新的政策和趋势下，针对当前客户遇到的棘手问题，北方天宇为变速箱性能零件提升表面完整性推出批量自动化加工解决方案。

该自动化加工解决方案可稳定提高客户性能零件（轴齿件）表面接触疲劳强度、提升整机传动效率、消振降噪等装备性能，解决困扰客户装备的各类问题。

▽ 该解决方案名称是什么？

北方天宇：性能零件（轴齿）提升表面完整性批量自动化加工解决方案。

▽ 解决方案是在怎样的行业背景或者市场背景下产生的？

北方天宇：随着我国承诺2030年前实现碳达峰的目标，变速箱减重设计和提高传动系统燃油效率，新能源替代内燃机成为国家导向和行业趋势。随着技术的发展和更新，更轻薄的设计、更高转速和更高传动效率的目标，使变速箱性能零件（轴齿）对表面质量Ra/Rz、残余应力、纹理状态Str、棱边倒圆、清洁度等等提出新的要求。同时新的工艺技术必须满足行业内几十万套/月批量化自动化生产需求，实现高效率工艺稳定的生产。

▽ 该解决方案的优势或者功能是什么？能解决哪些客户需求，或者行业痛点？

北方天宇：该方案的优势包括：

• 同步提升表面完整性：一道工序可同时实现零件表面质量、性能质量、清洁度等多指标提升；

• 高效率：单零件加工节拍30min，批量生产平均1件/min；

• 加工质量稳定：可实现加工质量稳定的连续性生产；

• 批量自动化：可满足与前工序串线自动化生产的要求。

该技术可稳定提高客户性能零件表面接触疲劳强度、提升整机传动效率、消振降噪等装备性能，解决困扰客户装备的各类问题。

▽ 目前，该解决方案取得怎样的效果？客户和市场反馈如何？请列举一个代表性的成功案例？

北方天宇：目前该解决方案已有效的解决了多家客户接触疲劳强度、提升传动效率、消振降噪的问题，效果良好。如某变速箱企业通过该技术，一对运动副的传动效率提升0.2%，整机噪音降低1-2db左右；某变速箱企业通过该技术，有效解决低档运动副表面点蚀问题；某几家变速箱企业通过该技术解决了装备性能问题。

▽ 研发过程中遭遇的难点是什么？为克服这些困难进行了哪些主要工作和未来规划？

北方天宇：研发过程的主要困难包括整套技术的顶层参数化设计、高速滚磨光整加工工艺研发、特种磨料磨具和化学剂的研发、非标自动化装备开发制造等。

自动化生产的前提是工艺稳定性，工艺稳定性的前提是工艺参数化和体系化，我们建立了整套关于滚磨光整的测试标准及指标体系。在本案例研发过程中我们从加工理论、参数化设计方面进行了顶层设计，并对装备参数、磨料磨具、化学剂等性能等进行了系统性的研发和严格的把控；以大量试验数据为依据，我们进行了非标自动化装备的设计开发，同步关注工程细节，从而保证本解决方案自动化批量加工的质量稳定性和可靠性。

以本解决方案中的专用磨具为例，常用的陶瓷结合剂棕刚玉/白刚玉等产品体系无法满足高线速度和高压力加工工况下的性能需求，其中磨削力与磨耗的矛盾、磨削质量与磨削力的矛盾、磨耗与自锐性的矛盾等难以解决。以某厂家零件喷丸后硬化的表面滚磨光整加工为例，采用传统磨具产品在高速加工设备中加工时长要达到4H才能得到理想的结果，采用传统的振动加工设备+传统磨具产品时长更是长达8H以上，显然无法满足客户加工效率需求。

我们通过独特的磨料磨具技术，开发出专用小颗粒磨具产品体系，具有高磨削力、高加工品质、低磨损的特点，同时具有良好的自锐和加工稳定性，使该案例中零件加工时长从4H缩短到30min，并保证了大批量生产的加工稳定性，大幅缩短辅助时间，使批量自动化生产成为可能。在非标装备开发过程中，我们在原型机上进行了多轮的开发验证迭代工作，最终保证非标装备每个部件的成熟性和稳定性，最终实现了自动化生产的目标。

我们现有的非标装备产品是根据不同客户产能定制开发的，我们的规划下一步提高产品的柔性以应对不同客户工艺和产能需求；同时我们进一步深入优化整套工艺，提高生产效率和降低加工成本。

▽ 请谈一下您对这项方案的未来影响和期许！

北方天宇：据2016年的行业调研，国外60%的性能零件都采用滚磨光整加工技术来作为最后的工序，而国内尚待普及。本解决方案可高效稳定低成本批量自动化的解决客户提升性能零部件表面完整性难题。期望通过我们的努力助力中国制造，提升中国品质。

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