中國機床工具工業協會磨料磨具分會 馮 杰
第十屆中國數控機床展覽會(CCMT2018)4月9~13日在上海新國際博覽中心成功舉辦,展會聚焦數字、互聯、智造主題,準確、鮮明地反映了我國機床工具產業發展和產業市場的最新變化,凝練了國內外機床工具產業對未來發展方向的關注和思考,響應了中國機床工具消費市場的發展趨勢。
在CCMT2018上,磨料磨具行業參展企業深深感受到本屆展會展品在數字化制造方面的持續進步、集成制造的強大優勢及良好的發展前景,以及智能制造的浪潮、個性化定制等緊緊圍繞市場需求的技術巨大變革。不同國內磨料磨具參展企業展示了各種最新研發的產品和技術,包括純鈦金屬拋光磨具、陶瓷CBN、樹脂金剛石砂輪、CBN雙端面磨砂輪、外圓磨金剛石砂輪、陶瓷剛玉磨料等高檔磨料磨具,隨著中國制造2025和工業4.0的推進,行業企業在轉型升級、產品和技術創新方面取得了明顯進步。
下面就本屆展會的有關磨料磨具方面的情況進行簡要介紹和評述。
參加本屆展會的磨料磨具國內企業包括:山東魯信高新技術產業有限公司、蘇州遠東砂輪有限公司、揚州東方砂輪有限公司、常熟市巨力砂輪有限責任公司、福清融馬砂輪有限公司、鄭州宇峰研磨材料有限公司、河南捷利達超硬材料制品有限公司、日照經濟開發區威斯頓陶瓷材料科技有限公司等。參展CCMT2018的國外磨料磨具企業有Hemes Abrasives Co.,Ltd、THELEICO Abrasives Co.,Ltd、Noritake Trading Co.,Ltd、Kyocera Sales &Trading Corp、CUMI-Carborundum Universai Ltd、EFFGEN LAPPORT等國外知名品牌的磨料磨具企業。
與上屆CIMT和CCMT相同的內容不再重復,在此只就新內容和動態加以介紹。
山東魯信上展出了他們的最新成果---PTA剛玉磨料。PTA是氧化鉻和氧化鈦以置換固溶體狀態存在剛玉晶體之中,使剛玉晶格產生某些變形,因而增加了晶體的抗沖擊能力和磨料的物理性能,PTA尤其適用于陶瓷砂輪,其特有的成分延長了砂輪的使用壽命,使其在高速旋轉下仍保持極佳的形狀,用于合金鋼和熱敏剛、機器工具的打磨(表面、柱面)和無心研磨。經過市場調研歐美市場對PTA剛玉磨料需求量大,目前公司已投入生產,年產500噸,銷售收入達600萬元。
PTA在韌性和硬度與普通磨料相比見下表:

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化學成分典型值:
Al2O3%: 98.94 Fe2O3%:0.08 SiO2%:0.10 Na2O%:0.37 Cr2O3%:0.13 TiO2%:0.38

圖1 新型復合結構磨料——PTA剛玉
蘇州遠東砂輪有限公司展出了陶瓷微晶磨料CMA。作為全新一代的陶瓷磨料顆粒采用溶凝膠技術,CMA均勻性好,密度高,其亞微米晶體結構非常持久耐用,同時具有長時間的自銳性且不會燒傷工件,在高強度耐磨材料的切削表現尤為突出。CMA是一種高切削力并持久耐用的陶瓷微晶磨料產品,是涂附磨具和固結磨具領域應用的理想選擇。近年來我國涂附磨具產品迅速發展,引進國外先進技術,產品品種不斷擴大,產品檔次也得到了很大的提高,高檔砂帶、異型涂附磨具、無紡布砂片、尼龍拋光輪、防堵塞、防靜電超涂層干磨砂紙和采用新型粘接劑的金剛石柔軟砂帶等各色涂附磨具應有盡有,并形成了系列。遠東的展品聚酯布陶瓷微晶剛玉超涂層砂布就是采用了CMA,具備了超長壽命和超高的切削量,適用于黑色金屬和有色金屬行業的鑄銅,鉻鋼和高合金鋼、高速鋼、錳鋼、不銹鋼、鈦合金的磨削和拋光。

圖2 陶瓷微晶磨料CMA

圖3 陶瓷磨料砂布卷 TS970Y
首次參展的揚州東方砂輪有限公司在CCMT2018上獲得了不少外貿客戶和國內機床行業及其相關潛在行業的客戶信息。展品梯形磨砂輪和成型磨砂輪受到了參觀者的青睞。展品梯形磨砂輪實現粗、精磨一體化,靜平衡優于國家標準30%~50%;成型磨砂輪形狀保持性好,使用時修整量小、修整頻次少。替代日本進口產品,占據了國內活塞環行業用砂輪70%的市場份額。

圖4 梯形磨砂輪和成型磨砂輪
常熟巨力砂輪有限責任公司展示的產品有線速度≤60m/s的陶瓷砂輪,外徑660~900mm、厚度80~120mm的磨鋼球砂輪,橡膠結合劑砂輪,陶瓷及樹脂結合劑金剛石砂輪,立方氮化硼CBN砂輪,帶模導輪采用帶模硫化先進工藝,硬度可達T級,年產砂輪5000噸。各系列砂輪孔徑可按照客戶要求定制。與采用普通磨料砂輪相比,采用CBN砂輪的磨削時間可以縮短40%。巨力在不同領域均有各種規格的砂輪替代進口,在國內產品暢銷四川、廣東、廣西等地。

圖5 陶瓷結合劑金剛石磨寶石專用砂輪

圖6 陶瓷結合劑金剛石磨刀具專用砂輪

圖7 樹脂立方氮化硼CBN端面磨砂輪
福清融馬砂輪有限公司展出了新開發的系列陶瓷CBN金剛石砂輪。該公司在發展傳統砂輪的同時,研發生產了SGEL陶瓷微晶磨料,應用于雙端面氣孔BE樹脂砂輪以及各種類型的精密小砂輪。近年來利合砂輪在高端市場的應用砂輪占比已經超過公司砂輪生產總量的70%,并替代多種歐美日砂輪。

圖8 陶瓷CBN、陶瓷基體樹脂砂輪、樹脂平面磨、強力復合開槽砂輪、端面磨、螺紋磨、無心磨

圖9 CCMT2018融馬展品:SGEL小異型砂輪
鄭州宇峰研磨材料有限公司展出了最新產品——純鈦金屬拋光輪,并可替代日本和德國進口。一直以來,純鈦金屬的拋光一直是個難題,因為純鈦金屬在高溫下容易氧化發黑。針對這個問題,該公司進行了多次技術攻關,成功研制出對純鈦金屬和鈦合金金屬有效的研磨和拋光,廣泛應用在醫療器械設備人工關節、航空航天領域。

圖10 純鈦金屬拋光輪
河南捷利達帶來了最新研發的新產品——上下料全工序自動化研磨機,具體創新在上料機是研磨機的附機,為實現研磨機自動化上下料而設計的專機,主要由回轉盤(回轉盤上裝有四個工位,每個工位裝兩個工裝盤)、推拉線性模組、4軸水平關節式機器人、機器人視覺系統、上下料輸送線等組成,由上料輸送線來料,機器人視覺定位,機器人抓取,回轉盤自動變換工位,模組完成專機和研磨機之間的工裝盤更換。回轉盤采用伺服搭配RV減速機,實現精準定位。2D機器人視覺系統可以對輸送線上的工件進行位置與姿態檢測,使得機器人能夠精準定位工件,實現準確抓取。更換機器人夾具,可滿足不同工件的自動化上下料,應用廣泛。

圖11 河南捷利達全自動上下料雙面研磨機
該公司關注深耕齒輪磨加工專用砂輪十余載,在各品種功能上不斷細化,并突出專業化量身定做。展品孤齒磨、成型磨、高速蝸桿磨等都有不同程度的提升。特別是孤齒磨砂輪品種更加豐富,實用性更突出,針對性更強。還為客戶特殊定制,特殊用途研發專用產品,如外徑小于45mm的孤齒磨。CCMT2018展示了高精度高光潔度齒輪內孔磨系列產品,為用戶提供了一種光潔度接近珩磨、生產效率等同于數控內孔磨出來的產品。Ra≤0.21,圓度≤1.5μm的內孔磨砂輪,目前已投入使用,體現在PDA80*50*20的砂輪可以磨加工近1000個齒輪內孔。

圖12 威斯頓展品:孤齒磨砂輪
Noritake 則武認為現代工業企業通常追求自動化手段生產優質產品,磨削加工作為產品生產的最終工藝,尤其要注重效率及精度。Noritake運用成熟的行業技術,在磨削加工領域提供全方位的技術支持并根據不同客戶磨削加工需求提供全面解決方案。Noritake展出了小而精的產品——CX砂輪、TA砂輪、磨具開槽砂輪、刀具磨削用砂輪等。值得一提的是CX磨料砂輪,CX砂輪選用高純度氧化鋁磨料,相對于普通氧化鋁磨料砂輪使用壽命提高3~5倍,多用于加工高硬度耐磨材料,可降低加工成本,加工時穩定好,可以減少因砂輪規格不符而造成的加工損失。

圖13 Noritake展品: 刀具磨削用砂輪、模具開槽用砂輪、CX砂輪、TA砂輪
XEBEC銳必克陶瓷纖維研磨油石,維持優良的品質、銳利、堅韌、耐磨,并可承受200℃的高溫,超聲波打磨機專用。XEBEC銳必克陶瓷纖維研磨刷特別適用于生產線上自動化,可直接安裝在CNC加工中心,車床。機械手、專用機等設備上,同時進行清除毛刺和加工面拋光,去除切削刀痕,提升加工件的品質,節省工時及人工費用.特別適合用于表面處理要求,如:手機、手提電腦外殼、3C產品、鋁、鎂合金、不銹鋼材料。
大直徑陶瓷纖維研磨刷(表面用)適用于汽缸蓋和氣缸體、機床等加工面寬度100mm以上的工作表面的去毛刺及研磨。交叉孔研磨刷是將超級纖維油石材料制成線材使用,先端具有很強的研磨力,是用旋轉的離心力去除交叉孔的細微毛刺,最適用于在加工中心、NC數控機床、專用機床上用自動化方式去除交叉孔毛刺,不會損壞交叉孔部位及其棱邊形狀,去除毛刺精度高。目前國內還沒有企業能生產陶瓷纖維研磨刷產品。

圖14 XEBEC銳必克陶瓷纖維研磨油石

圖15 CCMT2018 XEBEC銳必克 陶瓷纖維研磨刷
Hermes赫美斯展出了一系列固結磨具、涂附磨具產品。其中針對電動汽車對變速器的齒輪轉速、噪聲的要求更高,赫美斯開發了VITRA復合蝸桿磨齒砂輪,同一片砂輪由兩部分組合而成,陶瓷砂輪+microlite拋光輪或粗粒度陶瓷砂輪+細粒度陶瓷砂輪,同時完成粗磨和細磨兩道工序,在磨齒精度達到4-5級、表面粗糙度Ra0.4μm的基礎上,提高齒面精度,提高磨削效率,同時能夠增加砂輪壽命,滿足降本增效的客戶要求。FB637氧化鋁拋光帶,可以滿足對曲軸、凸輪軸軸徑同軸度、粗糙度和接觸面積的苛刻要求。它替代了傳統的“珩磨法”,以卷料形式,在打磨過程中通過收卷不斷有新磨料代替舊磨料,提高了生產效率,同時也提高了成品率。同時FB637氧化鋁拋光帶抗撕裂性極強,聚酯膜背基平整性好,在精密拋光過程中可以很好地控制打磨參數,并可承受較高的壓力,打磨時間更短,耐油和乳化液,專為最終磨削工序而設計。

圖16 HERMES 碳纖維基體砂輪 蝸桿磨砂輪、珩磨砂輪、成型磨砂輪

圖17 HERMES FB637拋光帶(蘭色)
THELEICO 特萊克磨削是一家有著130余年歷史的德國家族企業,公司總部位于德國紹爾蘭梅舍德。早在1924年,THELEICO便開始制造陶瓷結合劑磨削工具,每年制造大約250,000件磨削工具,向42個國家供應高質量的德國制造產品。THELEICO 特萊克精于彈簧、齒輪和發動機制造、軋輥、軌道、鑄造、渦輪、機械和工具制造、滑雪板等。產品包括:陶瓷結合劑磨削工具、合成樹脂結合劑磨削工具、超硬磨料磨削工具(CBN/金剛石)、修整工具。總之不論是用于高速磨削的自銳性燒結鋼與磨料還是CBN磨料,不論是陶瓷結合劑還是人工樹脂結合劑,不論是帶磨削添加劑或者不帶磨削添加劑,有氣孔或無氣孔,螺絲固定或粘固,都能提供合適的解決方案。

圖18 THELEICO 特萊克磨齒砂輪、軋輥磨、樹脂端面磨

圖19 THELEICO 特萊克 軋輥磨砂輪

圖20 THELEICO 特萊克成型磨砂輪
位于黑爾施泰因的Guenter EFFgen股份有限公司于2009年10月收購了位于恩肯巴赫-阿爾森伯恩的Lapport集團,一個世界性磨削與修整工具的新型系統供應商Effgen-Lapport Schleiftechnik 由此建立,總部位于德國稀有石料工業的中心。Effgen-Lapport 是德國磨削工具制造商聯盟(VDS)的活躍成員,并參與了磨削工具安全性組織(oSa)的創立。自1994年以來,Effgen-Lapport完成了德國工業標準(DIN)及國際標準化組織(ISO)的所有認證。特別是電鍍涂層的金剛石修整滾輪和分段式PCD修整輪,多年來使用有效的廢水循環利用系統,同時還在磨削晶粒和工具基體的回收處理上下功夫,使工具基體可以重復再涂層達三十次之多。

圖21 Effgen-Lapport展品:分段式CBN砂輪
在Effgen-Lapport 展位上我們看到了一張產品標識圖,從這張圖上可以很清楚地了解到LAPPORT的砂輪各種材料材質和線速度的顏色區分,例如圖上顯示的WA砂輪上的藍色線條就知道它的線速度是50米/秒。其在注重產品的管理細節上的到位程度令人欽佩。

圖22 CCMT2018 Effgen-Lapport產品標識圖
(1)走進本屆展會,可以深深地感受到數控化、自動化、智能化和高精高效加工技術的強烈沖擊,可以看到以精密高效為特征的數控刀具同樣有著精密高效的磨削系統,這個磨削系統最主要的就是數控磨床和精密高效磨具。此次還是要強調一下碳纖維基體,磨具芯體即砂輪基體材料——碳纖維基體,碳纖維基體砂輪可以使磨具達到更高的砂輪磨削能力,目前工作線速度已達到200m/s、磨削效率、形狀保持性等綜合指標及制造技術的飛躍,成為固結磨具的一個發展方向。但是可惜的是國內還沒有企業研發出此項技術。希望國內磨料磨具行業企業大力推進科技創新,專注研發高附加值產品,推動國家級技術中心和國家級重點實驗室的建設,推動中國制造向中高端邁進,以此滿足國內重點領域和國防建設對高端磨具的要求。

圖23 碳纖維基體CBN砂輪
(2)展會上還可以看到普通磨料磨具企業在超硬磨料磨具產品上的快速發展,一些企業引進國外超硬磨料磨具的生產技術,產品性能和質量得到迅速提升。從常熟巨力和福清融馬展出的新品陶瓷結合劑金剛石磨寶石專用砂輪、樹脂立方氮化硼CBN端面磨砂輪、陶瓷CBN等超硬磨具展品上可以看出,國內磨料磨具企業在高速/超高速、高效、精密/超精密、綠色加工等方面取得了長足進步,CBN各種砂輪、磨盤等磨具得到了大面積的推廣應用,不僅提高了加工效率和使用壽命,而且使企業生產加工粉塵污染降低到原來的幾十分之一,從而大大改善了加工環境。在國內市場的諸多領域已經實現了進口國外高端產品的替代。磨料磨具的應用領域已覆蓋航天航空、國防軍工等高技術領域和汽車、電子信息、家用電器等國民經濟的重要產業,以及船舶、能源裝備、軌道交通、機械、機床工具、建筑建材、醫療器械等重要領域,國內產品在國民經濟和國防建設需求并發揮著越來越重要的作用。通過中興事件和中美貿易摩擦我們可以清楚的認識到掌握核心技術的重要性和創新智造的緊迫感。國外磨料磨具企業在注重技術、注重產品標準管理、注重市場和客戶、注重全球市場的開拓、注重員工關系等方面的經驗值得國內磨料磨具企業借鑒和深思。 □