伴随着国家对于中国制造2025的规划以及对于环保管理力度的加强，再加上人口红利的消失，各行各业都在提升制造技术，而我国钣金冲压行业中之前常被忽视的研磨工序也终于在最近几年有了长足的发展。本文所叙的研磨工艺特指金属加工领域的打磨，去毛刺，倒角，拉丝，清渣、抛光等工艺。

　　人工打磨

　　在过去几十年的生产历程中，研磨工艺通常是采用人工加工具的方法实施的，刮刀、锉刀、电动、气动工具等(图1)，这种方式存在的问题是显而易见的：效率低，质量次，环境差，甚至有极大的安全隐患，昆山中荣爆炸就是典型的大批量人工抛光产生的重大事故。现在甚至由于没有安全健康的环境，很少会有年轻人愿意再从事这种脏、累且危害健康的工作。

　　图1 人工打磨工具

　　纵向宽幅拉丝机

　　早期市场上出现的传统的纵向宽幅拉丝机(图2)替代了部分手工拉丝活动，这类设备主要特征在于砂带张紧在两个带轮上，磨削轮对砂带内侧进行施压，砂带砂粒面对工件进行磨削，整体结构简单，可对工件表面形成美观规则纹路，但是性能单一。因为工件进料方向和砂带运行方向同向，极易因砂带磨削不均而造成工件表面磨削力不一致，出现“阴阳脸”现象，处理硬毛刺时容易出现工件轮廓边毛刺被推到孔内、毛刺磨不干净的现象，并且极易割伤砂带，严重缩短砂带使用寿命,增加用户使用成本。

　　图2 宽幅砂带机原理图

　　ZDM-TK系列窄幅砂带去毛刺机

　　针对宽幅砂带机的工艺缺陷，2014年，苏州锃道研磨技术有限公司国内首创推出专门用于硬毛刺去除的ZDM-TK系列设备(图3)。相较于传统的宽幅砂带机，TK机型采用窄幅砂带，进料与磨削方向垂直，砂带对零件表面硬毛刺或翻边及熔渣进行由高到低层层磨削，磨削力动态调整，因此在毛刺去除干净的同时砂带均匀磨削而且不会被割伤，砂带寿命大幅提高，有效降低使用成本。同时设备后部又增加了双向回转砂块结构，砂块采用小窄条状砂带结构，可以深入小孔内部，对内外轮廓进行磨削倒角，实现了一次进料去除硬毛刺和倒圆角的功能结合。这一技术和设备的出现，大大改善了激光等热加工后毛刺去除工艺的质量和效率，可以称为研磨工艺的革新性产品。

　　ZDM-R系列万向辊刷型去毛刺机

　　针对精密钣金冲压行业的更高研磨需求，苏州锃道研磨技术有限公司在2015年再次国内首创推出ZDM-R系列万向辊刷型去毛刺机(图4)。该设备利用砂带柔性研磨的特点，采用辊刷结构让磨料机构自转的同时进行360°公转，对内外轮廓边缘高速拍打磨削，实现了去除毛刺的同时对轮廓边缘进行倒圆角处理，同时自主开发了真空吸附自动化传输技术,满足大小工件同时加工的需求，智能磨料补偿控制技术实现了傻瓜式、无人化操作，自清洁功能满足了安全环保要求。该系列设备还可附带数据共享接口，可与工厂ERP管理系统有效衔接,既实现了零件内外轮廓均匀去毛刺，又满足了工厂生产智能、高效，环保、安全的要求。

　　图3 ZDM-TK系列机型及原理图

　　图4 ZDM-R系列机型及原理图

　　ZDM-BR系列和ZDM-TR系列机型

　　随着市场的发展，客户的需求更加多样化，锃道又成功推出ZDM-BR系列(图5)和ZDM-TR系列机型(图6)。

　　图5 ZDM-BR系列机型与原理图

　　图6 ZDM-TR系列示意图

　　ZDM-BR系列将传统的拉丝机结构与辊刷去毛刺结构相结合，整合锃道自主开发的宽幅砂带高精度压力控制技术及R系列相关智能控制技术，将拉丝及倒圆角同步实现，满足了客户对于外观零件的品和质同时呈现的要求。

　　ZDM-TR系列机型结合了TK砂带研磨控制技术和R系列万向辊刷技术特点，实现了既能去除硬毛刺、大熔渣,又能均匀倒角，并且表面还形成长直丝纹的效果。再次推动了平面研磨技术的进一步发展。

　　ZDM-STK系列机型

　　图7 ZDM-STK机型

　　传统钣金冲压行业以薄板加工为主，但是在重工行业以中厚板加工为多，其下料工艺多为大功率激光和火焰、等离子切割，下料后的熔渣常常以手工工具打磨或敲击清除，因为工件重，搬运和操作极不方便也不安全。该行业的零件热加工后，多数变形，但要求不仅是去除熔渣，还要对轮廓倒圆角而且不能损坏工件表面氧化层，所以对研磨技术提出了新的挑战。苏州锃道研磨技术有限公司由此开发了专门用于清渣需求的产品ZDM-STK系列(图7)。该产品采用数控锤击技术，特殊小锤结构，自主开发的工件形变自适应系统，再结合锃道成熟的TK系列砂带柔性研磨技术，不仅能对热加工变形的工件轮廓进行无差别敲击，去除了熔渣，而且实现了倒角而不破坏表面氧化层，完美解决重工行业熔渣去除的难题。

　　焊缝打磨及三维曲面打磨设备

　　研磨市场的需求多种多样，除了平面类产品研磨外，更多更复杂的研磨需求体现在焊缝打磨及三维曲面和铸件产品的轨迹抛磨领域。可喜的是，在焊缝打磨领域，国内几家公司借用数控机床的自控技术结合传统砂带或片式磨具打磨工艺，开发出了一系列箱柜类产品的直线焊缝打磨设备，见图8和图9,开创了国内设备替代人工打磨焊缝的技术先河，其自动化、打磨一致性等特点远超人工操作，赢得了客户的认可，值得肯定和推广。

　　图8 砂带打磨焊缝机

　　图9 数控片式磨具打磨机

　　图10 机器人打磨

　　机器人打磨

　　研磨领域的需求可以说非常广阔，在国内工业发展日新月异的态势下，这一市场才刚刚打开，机器人技术的应用在这一领域也逐渐被推广(图10)。前不久，全球知名企业3M公司在上海举办了中国机器人研磨创新峰会。会上据中国机器人行业协会统计，目前机器人被应用的第一大行业为物流搬运31%，第二大应用就是焊接行业21%，3M和KUKA认为“打磨、抛光和去毛刺将会达到和焊接一样的市场规模，到2023年市场规模将达到3万台，甚至更多”。这必将是一个研磨市场和研磨技术及研磨装备高速发展的时代。

　　结束语

　　随着全球经济一体化的浪潮，中国的各项技术和装备也在迎头赶上，不断进步。研磨技术发展的脚步也从未停止，但我们与国外先进研磨技术还有明显差距，还需要在研磨材料、研磨工艺、力学控制、在线检测等技术方面潜心研究提升。研磨领域不仅需要专业技术的提高，还需与工业制造数字化技术紧密联系，把研磨装备提升到智能化、产业化的高度，为广大金属加工行业赋能，为中国制造2025贡献自己的力量。

——摘自《钣金与制作》 2020年第1期