關(guān)于優(yōu)化鈑金打磨工藝的一些見解

當(dāng)前鈑金打磨工藝面臨的問題職業(yè)危害機(jī)械打磨，磨料主要成分是碳化硅，而鈑金打磨人員在職業(yè)活動(dòng)、特別是生產(chǎn)過程中，因長(zhǎng)期吸入有害粉塵，會(huì)引起以肺廣泛纖維化為主要病變的疾病，統(tǒng)稱塵肺。不僅如此，當(dāng)前鈑金工廠在打磨加工方面還面臨其他問題，如：打磨會(huì)產(chǎn)生高速顆粒，容易造成意外傷害；打磨時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大噪聲，損傷聽力；手動(dòng)打磨會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，使操作人員手和手臂長(zhǎng)期處于一種振動(dòng)狀態(tài)，危害健康；打磨會(huì)對(duì)操作人員的姿勢(shì)有要求，長(zhǎng)此以往會(huì)出現(xiàn)各種身體問題，如頸椎病、腰肌勞損等。打磨技工緊缺，企業(yè)招工難打磨工由于危害人體健康，盡管許多公司針對(duì)打磨工種開出了較高的工資待遇，仍然難以招聘到能夠穩(wěn)定工作的工人。且目前打磨工人的年齡基本上在45歲以上，年輕一代中很少有愿意從事這一崗位的人。對(duì)于過分依賴打磨技工的鈑金工廠，如不能盡快改變這一被動(dòng)局面，必然會(huì)制約公司的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。打磨效果難以控制技能較高的打磨工人越來越少，打磨工人的技能水平參差不齊，且每個(gè)工人打磨不同工件時(shí)的狀態(tài)不同，導(dǎo)致了批次產(chǎn)品的一致性無法保證，甚至帶來質(zhì)量隱患；對(duì)于外觀質(zhì)量要求較高的工件，手動(dòng)打磨難以應(yīng)付，工件表面打磨的一致性很難保證。而另一方面，終端用戶對(duì)鈑金件的外觀要求必然會(huì)越來越高，這一矛盾將迫使企業(yè)必須盡快擺脫這一尷尬的境地，尋求最佳的打磨工藝解決方案。

如何制訂最佳工藝路線目前許多鈑金工廠都在尋求更好的鈑金打磨解決方案，但卻有因盲目投資而導(dǎo)致失敗的案例。所以，在引進(jìn)新的打磨工藝以及設(shè)備之前，必須要首先梳理現(xiàn)有的鈑金制作工藝流程，明確打磨的目標(biāo)，明確前后道工序與打磨之間的關(guān)聯(lián)性，將一切可能出現(xiàn)的問題提前進(jìn)行分析，從而制定最適合自己的打磨工藝解決方案。鑒于大部分鈑金工廠的工件不是靠一兩種打磨工具或設(shè)備就可以滿足的，在這里建議在規(guī)劃打磨生產(chǎn)線時(shí)應(yīng)針對(duì)以下一些問題進(jìn)行深入思考：(1)如何盡可能減少人工打磨的工作量，更多的采用設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)打磨？(2)如何盡可能改善打磨工作環(huán)境？(3)適合使用的打磨工具或磨料有哪些？(4)如何降低打磨工本身對(duì)打磨結(jié)果的影響？(5)如何權(quán)衡打磨效果和打磨效率？(6)如何管控自動(dòng)化打磨過程中的成平率？(7)焊接質(zhì)量要求與打磨節(jié)拍如何匹配？(8)打磨工位如何適應(yīng)鈑金車間的物料流轉(zhuǎn)？而在歐洲的鈑金工廠，其先進(jìn)程度并不主要在于打磨設(shè)備的自動(dòng)化程度有多高，而是在于工藝流程最為合理、打磨工具或設(shè)備的利用手段最為合理，綜述以下幾點(diǎn)：(1)雖然有很多情況可以采用自動(dòng)化的打磨方式，但是對(duì)于形狀各異的鈑金件，依然免不了人工打磨的作業(yè)方式，只不過大部分歐洲鈑金工廠的打磨環(huán)境不像我們所認(rèn)為的“臟、亂、差”，其標(biāo)配集中的除塵系統(tǒng)保證了舒適的操作環(huán)境，各種手持打磨工具配套齊全，打磨工人熟悉每一種打磨工具和磨料的應(yīng)用，針對(duì)不同的場(chǎng)景可以快速的更換相應(yīng)的磨具和磨料，以達(dá)到最佳的打磨效率和打磨效果！而國(guó)內(nèi)的許多鈑金工廠還是僅僅依靠傳統(tǒng)的角磨機(jī)實(shí)現(xiàn)所有的打磨。(2)長(zhǎng)砂帶磨床在鈑金廠的應(yīng)用比較廣泛，長(zhǎng)砂帶打磨設(shè)備應(yīng)用于鈑金打磨，針對(duì)相對(duì)規(guī)則的表面可以獲得很高的效率和極佳的效果，已經(jīng)成為鈑金工廠提升打磨效率的重要武器。而國(guó)內(nèi)許多鈑金工廠雖然引進(jìn)了砂帶機(jī)，但大多處于閑置狀態(tài)，一方面由于國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的三角砂帶機(jī)大都基于木材行業(yè)的應(yīng)用，對(duì)于金屬表面的打磨尚不成熟，效率和效果幾乎沒有優(yōu)勢(shì)，且操控性能相對(duì)較弱；另一方面，許多鈑金工廠的工藝人員對(duì)砂帶打磨的工藝應(yīng)用缺乏經(jīng)驗(yàn)。

砂帶打磨的優(yōu)勢(shì)砂帶是使用粘結(jié)劑將磨料粘結(jié)在紙、布等可撓性材料上制成的可以進(jìn)行磨削和拋光的一種帶狀工具，它是涂附磨具的一種主要形式。其基本組成是：基材、磨料和粘結(jié)劑，合稱為砂帶構(gòu)成的三要素。砂帶磨削技術(shù)隨之逐漸發(fā)展成為一個(gè)門類齊全、技術(shù)體系較為完整的獨(dú)立的加工技術(shù)。砂帶打磨的優(yōu)勢(shì)綜述如下：(1)砂帶上的磨粒比砂輪磨粒具有更強(qiáng)的切削能力，為普通砂輪磨削的5倍以上，所以它的磨削效率非常高。(2)砂帶尺寸可以很大，適用于大面積高效加工，加工材料范圍較廣。(3)由于摩擦產(chǎn)生的熱量少，且散熱條件好，可有效地減少工件的變形與燒傷。(4)砂帶與工件柔性接觸，砂帶可反貼于曲面磨削各種復(fù)雜的成形面，并具有較好的跑合、拋光作用。(5)輔助時(shí)間少，工件一次定位后，可多次更換砂帶來完成全部加工，無需像砂輪更換要進(jìn)行的平衡、修整工作。目前市場(chǎng)上先進(jìn)的砂帶打磨設(shè)備的打磨效率在某些場(chǎng)合可以達(dá)到人工打磨的十倍以上。

長(zhǎng)砂帶磨床的特點(diǎn)如何將砂帶的功效發(fā)揮到極致，最大程度的提高砂帶的打磨效率和打磨效果，砂帶設(shè)備的性能毫無疑問是最關(guān)鍵的因素，在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，用于鈑金打磨的長(zhǎng)砂帶磨床的特點(diǎn)綜述如下：(1)配置2~4根砂帶，由于金屬的打磨往往需要從粗到細(xì)逐級(jí)打磨，多根砂帶的配置使工件一次就位后即可順序進(jìn)行多道打磨工序，避免了頻繁更換砂帶。(2)柔性的砂帶打磨系統(tǒng)。砂帶傳動(dòng)系統(tǒng)具備足夠的柔性，不僅有利于砂帶與工件之間良好的貼附性，同時(shí)也有利于工件邊角焊縫的打磨及邊角圓整（圖1）。圖1

砂帶傾斜后打磨(3)張緊糾偏裝置。良好的砂帶張緊糾偏裝置不僅保證了設(shè)備操作的安全性，也為砂帶打磨時(shí)不同角度的靈活側(cè)擺提供了保障。(4)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。砂帶線速度較高有利于提升打磨效率，但過高則可能導(dǎo)致過度打磨及發(fā)熱變形等現(xiàn)象，針對(duì)不同的打磨要求，需要靈活改變砂帶的線速度。(5)依據(jù)工件的尺寸大小，可選擇適合的砂帶打磨設(shè)備的寬度，目前已知的砂帶磨床的最大打磨寬度達(dá)9米。(6)集中除塵裝置。通常在打磨設(shè)備的一側(cè)設(shè)有集中除塵裝置，足夠大的風(fēng)量可以把打磨過程中容易漂浮的粉塵吸入，保證了良好的打磨環(huán)境。(7)可配備工件變位器。針對(duì)不同形狀的異形工件，為提升打磨的效率，往往配置適合的工件變位器，從而使工件一次定位后即可將任意的面和邊角置于砂帶的正下方，依次完成打磨，根據(jù)實(shí)際需要，可配置手動(dòng)變位器，伺服變位器或機(jī)器人（圖2）。圖2

可配置機(jī)器人（左）或伺服變位器（右）(8)集中控制系統(tǒng)，自動(dòng)化的打磨設(shè)備需要集中控制砂帶的速度、張緊力，砂帶壓輪的壓力，移動(dòng)速度以及工件的位置等等，從而實(shí)現(xiàn)工件的全自動(dòng)打磨。(9)在特定的要求下，設(shè)備可并入自動(dòng)化流水線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化上下料（圖3）。圖3

水槽自動(dòng)化打磨線長(zhǎng)砂帶磨床的典型應(yīng)用德國(guó)PEITZMEIER公司致力于鈑金打磨領(lǐng)域，并開發(fā)了多種長(zhǎng)砂帶磨床用于不同領(lǐng)域的打磨。鈑金結(jié)構(gòu)件的焊縫打磨對(duì)于氣體保護(hù)焊以及氬弧焊等焊接方式，將焊接余高去除的打磨勞動(dòng)強(qiáng)度往往較高，如圖4所示，焊縫平均高度2mm，焊縫寬度5~6mm，三條焊縫總長(zhǎng)1m，采用高效砂帶打磨設(shè)備1分鐘之內(nèi)即可將焊縫磨平，而傳統(tǒng)的人工打磨則需要十分鐘以上。圖4

焊縫打磨前后對(duì)比

不銹鋼、鋁制工件的表面拉絲對(duì)于外觀要求比較高的場(chǎng)合，如不銹鋼鈑金件不僅要打磨焊點(diǎn)、焊縫，還要保證工件整體絲紋的一致性，甚至做到無瑕疵、無色差，真正賦予金屬制品高貴的藝術(shù)魅力，長(zhǎng)砂帶磨床的打磨效率和打磨效果優(yōu)勢(shì)明顯（圖5）。圖5

打磨前（左）、后（右）對(duì)比

特大型板材的拋光及拉絲對(duì)于特大型板材，如需表面去除氧化皮，或?qū)⒃謇z拋光至鏡面效果，或是將表面拉毛以提升附著力，人工打磨工作量巨大，而由于通過式的拉絲拋光設(shè)備是用較寬幅面的砂帶進(jìn)行打磨的，但砂帶寬幅不宜太寬，否則難以控制且打磨效果不佳。而長(zhǎng)砂帶磨床在這種情況下的優(yōu)勢(shì)是獨(dú)一無二的，圖6為PEITZMEIER特大型砂帶磨床的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

圖6

PEITZMEIER特大型砂帶磨床結(jié)束語(yǔ)總之，鈑金工廠要突破打磨工藝瓶