淺議先進(jìn)研磨技術(shù)與裝備

人工打磨在過去幾十年的生產(chǎn)歷程中，研磨工藝通常是采用人工加工具的方法實(shí)施的，刮刀、銼刀、電動(dòng)、氣動(dòng)工具等（圖1），這種方式存在的問題是顯而易見的：效率低，質(zhì)量次，環(huán)境差，甚至有極大的安全隱患，昆山中榮爆炸就是典型的大批量人工拋光產(chǎn)生的重大事故?，F(xiàn)在甚至由于沒有安全健康的環(huán)境，很少會(huì)有年輕人愿意再?gòu)氖逻@種臟、累且危害健康的工作。圖1人工打磨工具縱向?qū)挿z機(jī)早期市場(chǎng)上出現(xiàn)的傳統(tǒng)的縱向?qū)挿z機(jī)（圖2）替代了部分手工拉絲活動(dòng)，這類設(shè)備主要特征在于砂帶張緊在兩個(gè)帶輪上，磨削輪對(duì)砂帶內(nèi)側(cè)進(jìn)行施壓，砂帶砂粒面對(duì)工件進(jìn)行磨削，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可對(duì)工件表面形成美觀規(guī)則紋路，但是性能單一。因?yàn)楣ぜM(jìn)料方向和砂帶運(yùn)行方向同向，極易因砂帶磨削不均而造成工件表面磨削力不一致，出現(xiàn)“陰陽臉”現(xiàn)象，處理硬毛刺時(shí)容易出現(xiàn)工件輪廓邊毛刺被推到孔內(nèi)、毛刺磨不干凈的現(xiàn)象，并且極易割傷砂帶，嚴(yán)重縮短砂帶使用壽命,增加用戶使用成本。圖2寬幅砂帶機(jī)原理圖ZDM-TK系列窄幅砂帶去毛刺機(jī)針對(duì)寬幅砂帶機(jī)的工藝缺陷，2014年，蘇州锃道研磨技術(shù)有限公司國(guó)內(nèi)首創(chuàng)推出專門用于硬毛刺去除的ZDM-TK系列設(shè)備（圖3）。相較于傳統(tǒng)的寬幅砂帶機(jī)，TK機(jī)型采用窄幅砂帶，進(jìn)料與磨削方向垂直，砂帶對(duì)零件表面硬毛刺或翻邊及熔渣進(jìn)行由高到低層層磨削，磨削力動(dòng)態(tài)調(diào)整，因此在毛刺去除干凈的同時(shí)砂帶均勻磨削而且不會(huì)被割傷，砂帶壽命大幅提高，有效降低使用成本。同時(shí)設(shè)備后部又增加了雙向回轉(zhuǎn)砂塊結(jié)構(gòu)，砂塊采用小窄條狀砂帶結(jié)構(gòu)，可以深入小孔內(nèi)部，對(duì)內(nèi)外輪廓進(jìn)行磨削倒角，實(shí)現(xiàn)了一次進(jìn)料去除硬毛刺和倒圓角的功能結(jié)合。這一技術(shù)和設(shè)備的出現(xiàn)，大大改善了激光等熱加工后毛刺去除工藝的質(zhì)量和效率，可以稱為研磨工藝的革新性產(chǎn)品。ZDM-R系列萬向輥刷型去毛刺機(jī)針對(duì)精密鈑金沖壓行業(yè)的更高研磨需求，蘇州锃道研磨技術(shù)有限公司在2015年再次國(guó)內(nèi)首創(chuàng)推出ZDM-R系列萬向輥刷型去毛刺機(jī)（圖4）。該設(shè)備利用砂帶柔性研磨的特點(diǎn)，采用輥刷結(jié)構(gòu)讓磨料機(jī)構(gòu)自轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行360°公轉(zhuǎn)，對(duì)內(nèi)外輪廓邊緣高速拍打磨削，實(shí)現(xiàn)了去除毛刺的同時(shí)對(duì)輪廓邊緣進(jìn)行倒圓角處理，同時(shí)自主開發(fā)了真空吸附自動(dòng)化傳輸技術(shù),滿足大小工件同時(shí)加工的需求，智能磨料補(bǔ)償控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了傻瓜式、無人化操作，自清潔功能滿足了安全環(huán)保要求。該系列設(shè)備還可附帶數(shù)據(jù)共享接口，可與工廠ERP管理系統(tǒng)有效銜接,既實(shí)現(xiàn)了零件內(nèi)外輪廓均勻去毛刺，又滿足了工廠生產(chǎn)智能、高效，環(huán)保、安全的要求。圖3ZDM-TK系列機(jī)型及原理圖圖4ZDM-R系列機(jī)型及原理圖ZDM-BR系列和ZDM-TR系列機(jī)型隨著市場(chǎng)的發(fā)展，客戶的需求更加多樣化，锃道又成功推出ZDM-BR系列（圖5）和ZDM-TR系列機(jī)型（圖6）。圖5ZDM-BR系列機(jī)型與原理圖圖6ZDM-TR系列示意圖ZDM-BR系列將傳統(tǒng)的拉絲機(jī)結(jié)構(gòu)與輥刷去毛刺結(jié)構(gòu)相結(jié)合，整合锃道自主開發(fā)的寬幅砂帶高精度壓力控制技術(shù)及R系列相關(guān)智能控制技術(shù)，將拉絲及倒圓角同步實(shí)現(xiàn)，滿足了客戶對(duì)于外觀零件的品和質(zhì)同時(shí)呈現(xiàn)的要求。ZDM-TR系列機(jī)型結(jié)合了TK砂帶研磨控制技術(shù)和R系列萬向輥刷技術(shù)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了既能去除硬毛刺、大熔渣,又能均勻倒角，并且表面還形成長(zhǎng)直絲紋的效果。再次推動(dòng)了平面研磨技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。ZDM-STK系列機(jī)型圖7ZDM-STK機(jī)型傳統(tǒng)鈑金沖壓行業(yè)以薄板加工為主，但是在重工行業(yè)以中厚板加工為多，其下料工藝多為大功率激光和火焰、等離子切割，下料后的熔渣常常以手工工具打磨或敲擊清除，因?yàn)楣ぜ?，搬運(yùn)和操作極不方便也不安全。該行業(yè)的零件熱加工后，多數(shù)變形，但要求不僅是去除熔渣，還要對(duì)輪廓倒圓角而且不能損壞工件表面氧化層，所以對(duì)研磨技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。蘇州锃道研磨技術(shù)有限公司由此開發(fā)了專門用于清渣需求的產(chǎn)品ZDM-STK系列（圖7）。該產(chǎn)品采用數(shù)控錘擊技術(shù)，特殊小錘結(jié)構(gòu)，自主開發(fā)的工件形變自適應(yīng)系統(tǒng)，再結(jié)合锃道成熟的TK系列砂帶柔性研磨技術(shù)，不僅能對(duì)熱加工變形的工件輪廓進(jìn)行無差別敲擊，去除了熔渣，而且實(shí)現(xiàn)了倒角而不破壞表面氧化層，完美解決重工行業(yè)熔渣去除的難題。焊縫打磨及三維曲面打磨設(shè)備研磨市場(chǎng)的需求多種多樣，除了平面類產(chǎn)品研磨外，更多更復(fù)雜的研磨需求體現(xiàn)在焊縫打磨及三維曲面和鑄件產(chǎn)品的軌跡拋磨領(lǐng)域?？上驳氖牵诤缚p打磨領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)幾家公司借用數(shù)控機(jī)床的自控技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)砂帶或片式磨具打磨工藝，開發(fā)出了一系列箱柜類產(chǎn)品的直線焊縫打磨設(shè)備，見圖8和圖9,開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)設(shè)備替代人工打磨焊縫的技術(shù)先河，其自動(dòng)化、打磨一致性等特點(diǎn)遠(yuǎn)超人工操作，贏得了客戶的認(rèn)可，值得肯定和推廣。圖8砂帶打磨焊縫機(jī)圖9數(shù)控片式磨具打磨機(jī)圖10機(jī)器人打磨機(jī)器人打磨研磨領(lǐng)域的需求可以說非常廣闊，在國(guó)內(nèi)工業(yè)發(fā)展日新月異的態(tài)勢(shì)下，這一市場(chǎng)才剛剛打開，機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用在這一領(lǐng)域也逐漸被推廣（圖10）。前不久，全球知名企業(yè)3M公司在上海舉辦了中國(guó)機(jī)器人研磨創(chuàng)新峰會(huì)。會(huì)上據(jù)中國(guó)機(jī)器人行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，目前機(jī)器人被應(yīng)用的第一大行業(yè)為物流搬運(yùn)31%，第二大應(yīng)用就是焊接行業(yè)21%，3M和KUKA認(rèn)為“打磨、拋光和去毛刺將會(huì)達(dá)到和焊接一樣的市場(chǎng)規(guī)模，到2023年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到3萬臺(tái)，甚至更多”。這必將是一個(gè)研磨市場(chǎng)和研磨技術(shù)及研磨裝備高速發(fā)展的時(shí)代。結(jié)束語隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的浪潮，中國(guó)的各項(xiàng)技術(shù)和裝備也在迎頭趕上，不斷進(jìn)步。研磨技術(shù)發(fā)展的腳步也從未停止，但我們與國(guó)外先進(jìn)研磨技術(shù)還有明顯差