當前鈑金打磨工藝面臨的問題

職業危害

機械打磨，磨料主要成分是碳化硅，而鈑金打磨人員在職業活動、特別是生產過程中，因長期吸入有害粉塵，會引起以肺廣泛纖維化為主要病變的疾病，統稱塵肺。不僅如此，當前鈑金工廠在打磨加工方面還面臨其他問題，如：打磨會產生高速顆粒，容易造成意外傷害；打磨時會產生較大噪聲，損傷聽力；手動打磨會產生振動，使操作人員手和手臂長期處於一種振動狀態，危害健康；打磨會對操作人員的姿勢有要求，長此以往會出現各種身體問題，如頸椎病、腰肌勞損等。

打磨技工緊缺，企業招工難

打磨工由於危害人體健康，儘管許多公司針對打磨工種開出了較高的工資待遇，仍然難以招聘到能夠穩定工作的工人。且目前打磨工人的年齡基本上在45歲以上，年輕一代中很少有願意從事這一崗位的人。對於過分依賴打磨技工的鈑金工廠，如不能儘快改變這一被動局面，必然會制約公司的長遠發展。

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，且每個工人打磨不同工件時的狀態不同，導致了批次產品的一致性無法保證，甚至帶來質量隱患；對於外觀質量要求較高的工件，手動打磨難以應付，工件表面打磨的一致性很難保證。而另一方面，終端用戶對鈑金件的外觀要求必然會越來越高，這一矛盾將迫使企業必須儘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致失敗的案例。所以，在引進新的打磨工藝以及設備之前，必須要首先梳理現有的鈑金製作工藝流程，明確打磨的目標，明確前後道工序與打磨之間的關聯性，將一切可能出現的問題提前進行分析，從而制定最適合自己的打磨工藝解決方案。

鑑於大部分鈑金工廠的工件不是靠一兩種打磨工具或設備就可以滿足的，在這裡建議在規劃打磨生產線時應針對以下一些問題進行深入思考：

(1)如何儘可能減少人工打磨的工作量，更多的採用設備進行自動打磨？

(2)如何儘可能改善打磨工作環境？

(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打磨結果的影響？

(5)如何權衡打磨效果和打磨效率？

(6)如何管控自動化打磨過程中的成平率？

(7)焊接質量要求與打磨節拍如何匹配？

(8)打磨工位如何適應鈑金車間的物料流轉？

而在歐洲的鈑金工廠，其先進程度並不主要在於打磨設備的自動化程度有多高，而是在於工藝流程最為合理、打磨工具或設備的利用手段最為合理，綜述以下幾點：

(1)雖然有很多情況可以採用自動化的打磨方式，但是對於形狀各異的鈑金件，依然免不了人工打磨的作業方式，只不過大部分歐洲鈑金工廠的打磨環境不像我們所認為的“髒、亂、差”，其標配集中的除塵系統保證了舒適的操作環境，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用，針對不同的場景可以快速的更換相應的磨具和磨料，以達到最佳的打磨效率和打磨效果！而國內的許多鈑金工廠還是僅僅依靠傳統的角磨機實現所有的打磨。

(2)長砂帶磨床在鈑金廠的應用比較廣泛，長砂帶打磨設備應用於鈑金打磨，針對相對規則的表面可以獲得很高的效率和極佳的效果，已經成為鈑金工廠提升打磨效率的重要武器。而國內許多鈑金工廠雖然引進了砂帶機，但大多處於閒置狀態，一方面由於國內傳統的三角砂帶機大都基於木材行業的應用，對於金屬表面的打磨尚不成熟，效率和效果幾乎沒有優勢，且操控性能相對較弱；另一方面，許多鈑金工廠的工藝人員對砂帶打磨的工藝應用缺乏經驗。

砂帶打磨的優勢

砂帶是使用粘結劑將磨料粘結在紙、布等可撓性材料上製成的可以進行磨削和拋光的一種帶狀工具，它是塗附磨具的一種主要形式。其基本組成是：基材、磨料和粘結劑，合稱為砂帶構成的三要素。砂帶磨削技術隨之逐漸發展成為一個門類齊全、技術體系較為完整的獨立的加工技術。砂帶打磨的優勢綜述如下：

(1)砂帶上的磨粒比砂輪磨粒具有更強的切削能力，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，適用於大面積高效加工，加工材料範圍較廣。

(3)由於摩擦產生的熱量少，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，砂帶可反貼於曲面磨削各種複雜的成形面，並具有較好的跑合、拋光作用。

(5)輔助時間少，工件一次定位後，可多次更換砂帶來完成全部加工，無需像砂輪更換要進行的平衡、修整工作。

目前市場上先進的砂帶打磨設備的打磨效率在某些場合可以達到人工打磨的十倍以上。

長砂帶磨床的特點

如何將砂帶的功效發揮到極致，最大程度的提高砂帶的打磨效率和打磨效果，砂帶設備的性能毫無疑問是最關鍵的因素，在歐美髮達國家，用於鈑金打磨的長砂帶磨床的特點綜述如下：

(1)配置2~4根砂帶，由於金屬的打磨往往需要從粗到細逐級打磨，多根砂帶的配置使工件一次就位後即可順序進行多道打磨工序，避免了頻繁更換砂帶。

(2)柔性的砂帶打磨系統。砂帶傳動系統具備足夠的柔性，不僅有利於砂帶與工件之間良好的貼附性，同時也有利於工件邊角焊縫的打磨及邊角圓整（圖1）。

圖1 砂帶傾斜後打磨

(3)張緊糾偏裝置。良好的砂帶張緊糾偏裝置不僅保證了設備操作的安全性，也為砂帶打磨時不同角度的靈活側擺提供了保障。

(4)速度調節系統。砂帶線速度較高有利於提升打磨效率，但過高則可能導致過度打磨及發熱變形等現象，針對不同的打磨要求，需要靈活改變砂帶的線速度。

(5)依據工件的尺寸大小，可選擇適合的砂帶打磨設備的寬度，目前已知的砂帶磨床的最大打磨寬度達9米。

(6)集中除塵裝置。通常在打磨設備的一側設有集中除塵裝置，足夠大的風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境。

(7)可配備工件變位器。針對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後即可將任意的面和邊角置於砂帶的正下方，依次完成打磨，根據實際需要，可配置手動變位器，伺服變位器或機器人（圖2）。

圖2 可配置機器人或伺服變位器

(8)集中控制系統，自動化的打磨設備需要集中控制砂帶的速度、張緊力，砂帶壓輪的壓力，移動速度以及工件的位置等等，從而實現工件的全自動打磨。

(9)在特定的要求下，設備可併入自動化流水線，實現自動化上下料（圖3）。

圖3 水槽自動化打磨線

長砂帶磨床的典型應用

德國PEITZMEIER公司致力於鈑金打磨領域，並開發了多種長砂帶磨床用於不同領域的打磨。

對於氣體保護焊以及氬弧焊等焊接方式，將焊接餘高去除的打磨勞動強度往往較高，如圖4所示，焊縫平均高度2mm，焊縫寬度5~6mm，三條焊縫總長1m，採用高效砂帶打磨設備1分鐘之內即可將焊縫磨平，而傳統的人工打磨則需要十分

鍾以上。

圖4 焊縫打磨前後對比

不鏽鋼、鋁製工件的表面拉絲

對於外觀要求比較高的場合，如不鏽鋼鈑金件不僅要打磨焊點、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，真正賦予金屬製品高貴的藝術魅力，長砂帶磨床的打磨效率和打磨效果優勢明顯（圖5）。

圖5 打磨前、後對比

特大型板材的拋光及拉絲

對於特大型板材，如需表面去除氧化皮，或將原板拉絲拋光至鏡面效果，或是將表面拉毛以提升附著力，人工打磨工作量巨大，而由於通過式的拉絲拋光設備是用較寬幅面的砂帶進行打磨的，但砂帶寬幅不宜太寬，否則難以控制且打磨效果不佳。而長砂帶磨床在這種情況下的優勢是獨一無二的，圖6為PEITZMEIER特大型砂帶磨床的現場應用。

圖6 PEITZMEIER特大型砂帶磨床

結束語

總之，鈑金工廠要突破打磨工藝瓶頸，必須要立足於自身的客觀需求，借鑑先進的打磨工藝，用戰略性的思維對打磨生產環節進行統籌規劃。而帕瑪自動化科技（蘇州）有限公司作為德國PEITZMEIER在國內的生產基地，一直致力於為國內的鈑金工廠提供先進的鈑金打磨解決方案，之後蘇州帕瑪將逐步引進德國先進的鈑金打磨技術，為國內鈑金行業打磨工藝的升級發揮自己的重要的作用。

—— 來源：《鈑金與製作》2019年第10期