砂帶，作為一種典型的涂附磨具，其磨削技術(shù)研究是一個相對小眾的方向。除服務(wù)于傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)外，砂帶磨削對于航空航天、船舶海洋、能源交通等領(lǐng)域高端裝備制造的發(fā)展也具有至關(guān)重要的作用。重慶大學(xué)黃云教授苦心孤詣近40年，率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在砂帶磨削機(jī)理、方法、技術(shù)、工藝及裝備等方面持續(xù)攻關(guān)，為高端裝備制造產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵零部件的高效、智能、精密磨削與拋光提供了“應(yīng)用基礎(chǔ)研究——技術(shù)開發(fā)——裝備研制——工藝服務(wù)”的系統(tǒng)化解決方案，走在了世界的前列。

       作為國內(nèi)砂帶磨削技術(shù)的開拓與耕耘者，黃云教授長期關(guān)注并支持涂附磨具行業(yè)的發(fā)展、進(jìn)步與創(chuàng)新。早在 1986 年他就與第二砂輪廠即今天的白鴿磨料磨具有限公司建立了密切聯(lián)系，親眼目睹和參與了第二砂輪廠全套涂附磨具生產(chǎn)線的引進(jìn)與投產(chǎn)。2013 年他作為發(fā)起單位之一，與涂附磨具分會一道創(chuàng)建了《中國涂附磨具國際論壇》，擔(dān)任了首屆涂附磨具分會專家委員會副主任委員。此后，他多次在行業(yè)大會和涂附磨具國際論壇上作技術(shù)報告，為引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展、助力企業(yè)創(chuàng)新，做出了重要的貢獻(xiàn)。

       在砂帶磨削技術(shù)已逐步進(jìn)入智能制造的當(dāng)下，傳統(tǒng)的涂附磨具如何適應(yīng)時代的進(jìn)步，滿足自動磨削、智能磨削的技術(shù)要求，助力中國制造的全面升級，值得深思。2020 年 12 月和今年 7 月，涂附磨具分會理事長、白鴿磨料磨具有限公司董事長李勇剛兩次率隊(duì)走訪重慶大學(xué)與重慶三磨海達(dá)磨床有限公司，就涂附磨具行業(yè)與白鴿的發(fā)展求賢問策，進(jìn)行了深度溝通與探討。

       在重慶三磨海達(dá)總經(jīng)理辦公室，黃云教授熱情地迎接了來訪的新老朋友們，回憶起當(dāng)年的相互合作與支持，大家談笑風(fēng)生。他分享了與“砂帶磨”結(jié)緣的大半生和取得的成績，全面分析了國內(nèi)涂附磨具存在的問題，與朋友一起探討了進(jìn)入智能制造時代涂附磨具應(yīng)當(dāng)如何創(chuàng)新發(fā)展，企業(yè)加速自身轉(zhuǎn)型升級等諸多話題。

       在交流結(jié)束后，這位一向低調(diào)、不好接受采訪的人，破例接受了《中國涂附磨具》記者的采訪。

       三磨海達(dá)在關(guān)鍵技術(shù)突破和應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面取得了顯著成果

       近十年來，黃云教授及團(tuán)隊(duì)在砂帶磨削關(guān)鍵技術(shù)突破和應(yīng)用基礎(chǔ)研究兩個方面取得了顯著成果。在關(guān)鍵技術(shù)突破方面，主要聚焦于復(fù)雜曲面自適應(yīng)加工、機(jī)器人智能磨拋和高性能表面加工參數(shù)化調(diào)控 ；在應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面，主要聚焦于激光砂帶協(xié)同、超聲輔助加工和復(fù)合材料加工。

       當(dāng)前，我們的砂帶磨削技術(shù)的能力與水平正朝著智能化發(fā)展方向提升，包括裝備的更新升級、砂帶結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和使用方式的變化等。以前我們很少提到的自動換帶、長壽命砂帶、砂帶往復(fù)遞進(jìn)等概念將會越來越多，公司的兩個國際專利正是關(guān)于砂帶自動更新的。

       三磨海達(dá)數(shù)控磨床已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平

       黃云教授介紹道：我們現(xiàn)在的數(shù)控砂帶磨床具備七軸聯(lián)動水平。數(shù)控機(jī)床最早是三軸，屬于入門技術(shù)；之后是四軸，加個A軸，實(shí)現(xiàn)工件旋；再后來是五軸，加了個 B 軸，用于加工復(fù)雜曲面。國外從五軸聯(lián)動機(jī)床開始，即列為禁運(yùn)物資，不準(zhǔn)出口給社會主義國家。

       三磨海達(dá)從 2006 年起開展多軸數(shù)控砂帶磨削技術(shù)與裝備的研究，先是增加了 C 軸，率先攻克了六軸聯(lián)動運(yùn)動控制技術(shù)，并于 2008 年交付了國內(nèi)第一臺六軸聯(lián)動磨拋產(chǎn)品 ；然后是增加了刀觸點(diǎn)法矢方向的 N 軸，進(jìn)一步攻克了七軸聯(lián)動磨削運(yùn)動控制技術(shù)，改變了過去的隨形恒壓拋光，可通過調(diào)整磨削壓力加工出零件真實(shí)形狀 ；再后來就是“自適應(yīng)”，在七軸磨的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)據(jù)驅(qū)動，比如藍(lán)光、三坐標(biāo)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入，可實(shí)現(xiàn)根據(jù)零件表面的實(shí)際余量分布進(jìn)行逐點(diǎn)自適應(yīng)加工。

       黃云教授自豪地說 ：三磨海達(dá)的七軸聯(lián)動數(shù)控磨削技術(shù)在國際上處于領(lǐng)先水平，國內(nèi)外很多企業(yè)在相關(guān)招投標(biāo)項(xiàng)目上，只要聽到重慶三磨海達(dá)參與，基本都不投標(biāo)了。

       此外，黃云教授還介紹了近年來正在攻關(guān)的機(jī)器人智能磨拋技術(shù)與單元。他說，在這方面我們有獨(dú)特的工藝，將擬人化的制造理念融合到機(jī)器人作業(yè)模式中，可將涂附磨具的“十八般武藝”發(fā)揮得淋漓盡致。目標(biāo)就是達(dá)到當(dāng)前已成熟應(yīng)用的數(shù)控砂帶磨床同等水平，實(shí)現(xiàn)兩條腿走路、雙賽道并行。

       對國內(nèi)砂帶制造技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新的建議

       作為砂帶磨削技術(shù)與裝備發(fā)展的兩個方面 ：既要大力促進(jìn)砂帶磨床水平的提升，又必須要有砂帶制造技術(shù)的進(jìn)步。黃云教授感慨道 ：目前，國內(nèi)砂帶產(chǎn)品與國外品牌相比還存在不小的差距。

       在三磨海達(dá)的生產(chǎn)現(xiàn)場，可以看到，世界知名品牌 3M、VSM、赫美斯、圣戈班、金世博等，都爭先自費(fèi)在這里設(shè)立了展示專柜，作為國際第三方平臺展示其最新的砂帶及其它涂附磨具。但目前還沒有一家國內(nèi)企業(yè)，這也可以看出國內(nèi)與國外企業(yè)思維與理念的差距、產(chǎn)品技術(shù)的差距。

       黃云教授認(rèn)為，國內(nèi)外砂帶產(chǎn)品質(zhì)量的差距，主要體現(xiàn)在磨料、粘結(jié)劑、涂層三大基礎(chǔ)材料和構(gòu)造形式上，包括植砂方式、磨粒成型方式、3等企業(yè)的 Cubitron Ⅱ磨料、空心球、堆積磨料等等。如果國內(nèi)砂帶制造技術(shù)想要創(chuàng)新就應(yīng)當(dāng)圍繞上面提到的基礎(chǔ)材料和構(gòu)造形式兩大要素進(jìn)行。

       數(shù)控磨床需要什么樣的“砂帶”

       黃云教授說 ：現(xiàn)在尼龍砂帶用量比較大，主要以 3M 為主 ；細(xì)粒度砂帶用的是 VSM 的 ；空心球磨料砂帶以赫美斯為主 ；堆積磨料砂帶以 VSM 為主，這種砂帶在葉片和液壓桿的半精磨方面應(yīng)用較多。

       談到尼龍砂帶的應(yīng)用，黃云教授談到，下一步可以探索尼龍帶的改性。發(fā)動機(jī)葉片和液壓桿的磨削在最后一道工序大多用的都是尼龍帶。但現(xiàn)在有個情況是，發(fā)動機(jī)、葉輪的表面完整性要求很嚴(yán)，現(xiàn)在磨出來總是有些許線紋，叫做“微紋”，可能影響疲勞強(qiáng)度，如果在尼龍帶的制造工藝中結(jié)合我們研究的磨削機(jī)理，改進(jìn)它的微觀狀況，效果會更好。

       黃云教授說 ：機(jī)器人智能磨削對涂附磨具的需求將會更多，不僅僅是傳統(tǒng)砂帶，還包括金剛石的，如電鍍金剛石、堆積金剛石砂帶以及頁輪等多樣化涂附磨具產(chǎn)品。

       針對“磨料”在砂帶中的關(guān)鍵作用，黃云教授期待白鴿作為國有企業(yè)，應(yīng)該更有責(zé)任感，有些基礎(chǔ)性的產(chǎn)品盡管不賺錢，但它作為產(chǎn)品線、產(chǎn)業(yè)鏈上的關(guān)鍵一環(huán)，卻不能斷檔。他強(qiáng)調(diào)說，磨料非常重要，不應(yīng)該放棄。國外知名品牌企業(yè)所用的磨料，大多都是自主研發(fā)生產(chǎn)。

       研磨拋光新技術(shù)的發(fā)展是對砂帶磨削的補(bǔ)充與促進(jìn)

       對于國內(nèi)外研磨拋光新技術(shù)、新工藝，如激光復(fù)合磨拋、磨料流拋光、金剛石軟輪拋光等的不斷發(fā)展與進(jìn)步，會擠壓傳統(tǒng)磨料磨具磨削應(yīng)用領(lǐng)域，砂帶磨削領(lǐng)域也會遇到新的挑戰(zhàn)。黃云教授說，新技術(shù)、新工藝只是對傳統(tǒng)磨料磨具磨削應(yīng)用領(lǐng)域、砂帶磨削的補(bǔ)充，兩者之間是相互促進(jìn)，砂帶磨削具有不可替代的優(yōu)勢，還有很大的發(fā)展前景 ；它與新工藝結(jié)合之后，將會有更好的應(yīng)用領(lǐng)域。砂帶磨削未來發(fā)展要面向智能化，就是說，砂帶磨削可以更多地去適應(yīng)“五自”（自診斷、自檢測、自校正、自適應(yīng)、自決策）。這就要求砂帶磨削性能更穩(wěn)定、一致性更好、壽命更長。同時，在這個領(lǐng)域里，相應(yīng)的裝備、檢測和軟件都要不斷提高與之相適應(yīng)。

       加強(qiáng)重慶三磨海達(dá)與我國涂附磨具行業(yè)、涂附磨具協(xié)會的合作

       對于記者提到的如何加強(qiáng)重慶三磨海達(dá)公司與涂附磨具行業(yè)、涂附磨具協(xié)會的合作，以及對《中國涂附磨具國際論壇》的舉辦與發(fā)展有什么好的建議，黃云教授回應(yīng)說，一方面全國金屬切削機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會砂帶磨削裝備標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新工作組的組長單位設(shè)立在我們這里。為加強(qiáng)合作，涂附磨具標(biāo)委會的部分人員也加入了這個工作組，一是可以在項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)制定上合作，進(jìn)一步取長補(bǔ)短 ；再一個就是在標(biāo)準(zhǔn)貫徹和產(chǎn)品應(yīng)用中多溝通、多交流。另一方面，《中國涂附磨具國際論壇》我也參與了多期、并做了報告，希望今后在磨削應(yīng)用方面再有所加強(qiáng)，加強(qiáng)合作，不能割裂開來，我們團(tuán)隊(duì)的其他人員也會積極參與論壇，增進(jìn)交流、相互學(xué)習(xí)、共同提高。

       黃云教授還提到，除了重慶大學(xué)與三磨海達(dá)公司，國內(nèi)從事砂帶磨削技術(shù)與裝備的研究的高校和科研院所、企業(yè)有很多，可以說是數(shù)不勝數(shù)、方興未艾。如山東大學(xué)、東北大學(xué)、廣東工大、大連理工、西工大、上海交大、蘇州大學(xué)、南航、北航等等。

       大家逐漸發(fā)現(xiàn)了砂帶磨削有它獨(dú)特的優(yōu)勢，結(jié)合現(xiàn)有的先進(jìn)制造技術(shù)理念，包括機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床，可進(jìn)一步發(fā)揮它的優(yōu)勢和作用。另外一個就是復(fù)合加工，如激光復(fù)合，還有增材制造，把它們結(jié)合起來，想做的人越來越多，還可以申報國家基金、國家重大專項(xiàng)。另外，投身砂帶磨削領(lǐng)域的青年人才越來越多，也促進(jìn)了砂帶磨削技術(shù)與裝備的研究和發(fā)展。