隨著金剛石釬焊技術的發展，電動工具——金剛石磨盤以其特有的銳利性和耐用性在建筑、石材、陶瓷和鑄造等各行業中的應用不斷增多，對實現金剛石磨盤釬焊自動化的要求越來越迫切。因為在現有的金剛石磨盤生產制造過程中，基本上均是手工作業，由于缺乏先進的制作手段，金剛石磨盤的產量非常低，并且其生產成本一直居高不下，嚴重影響了該產品的市場產業化、規模化運作，與當今技術創新的社會發展主流不相適應，所以自動化是企業發展的必然趨勢。用金剛石磨盤釬焊自動化的方法可解決下列諸多問題：
（1）熟練釬焊工短缺、人工生產率低下、無法形成規模化的問題；
（2）對操作者體力、技能和經驗方面要求過高、產品品質一致性差的問題；
（3）無法有效實現科學化、規范化企業管理的問題；
（4）無法進行市場產業化、規模化運作的問題。
1 當前金剛石磨盤的釬焊生產工序解析
金剛石磨盤釬焊生產工藝共有產品準備、前處理、上砂上粉、燒制和后處理等五道工序，圖1所示的是金剛石磨盤釬焊生產工藝的流程
1.1 產品準備工序
產品準備工序的工作內容主要有：基體壓制加工、磨料選擇和釬焊料選擇等。
產品準備工序是釬焊作業人員最繁重的一項工作之一，做好金剛石磨盤基體、根據客戶選擇好磨料和釬焊料是整個釬焊工作的基礎。
其中，基體壓制加工工作需要大量的人工。目前，基體壓制加工由落料、成型和沖孔三套模具、分三臺100T液壓機來完成，一般由三個人按照落料、成型和沖孔工位順序聯合作業。完成500個磨盤基體的壓制加工需要工作8個小時，共用24個工時。
磨料選擇和釬焊料選擇工作不需要裝備，在生產工藝指令下達后順便就可完成，一般不占用多少人工。
1.2 前處理工序
前處理工序的工作內容主要有：上砂基底整理、基體清洗、磨料清洗和釬焊料粒度篩分等。
前處理工序是釬焊作業人員最細致的一項工作，做好此項工作的原則是：所有待作業工件（基體、磨料等）干凈無塵，上砂基底有活性，釬焊料粒度均勻一致。
其中，上砂基底整理工作由一臺手動
噴砂機來完成，一般由一個人作業。完成500個磨盤基體整理需要工作8個小時，共用8個工時。
基體清洗工作由一臺手動超聲波清洗機來完成，一般由一個人作業。完成500個磨盤基體清洗需要工作4個小時，共用4個工時。
磨料清洗和釬焊料粒度篩分工作由一個人手工作業。完成500個磨盤用料需要工作2個小時，共用2個工時。
1.3 上砂上粉工序
上砂上粉工序的工作內容主要有：上砂和上粉（釬焊料）等。
上砂上粉工序也是釬焊作業人員最繁重的一項工作之一，作業工作量比較大，做好此項工作的原則是：嚴格按照上砂工序進行布砂，磨料緊緊附著在基體輪廓上，釬焊料附涂不能虛空。
其中，上砂工作需要大量的人工。目前，上砂由兩臺半自動均勻布砂機來完成，一般由四個人作業，完成500個磨盤上砂需要工作8個小時，共用32個工時。
上粉工作需要大量的人工。目前，上粉由一臺半自動均勻上粉機來完成，一般由兩個人作業，完成500個磨盤上粉需要工作8個小時，共用16個工時。
1.4 燒制工序
燒制工序的工作內容主要有：燒前整形、工件擺放和真空燒制等。
燒制工序是釬焊作業人員最精心的一項工作，做好此項工作必須了解掌握真空是怎么建立的和爐子熱場中的溫度是怎么變化的等真空設備的運行規律。做好此項工作的原則是：非焊接處不能有焊料，工件在爐中要集中放置，嚴格按照真空燒制工藝操作。
其中，燒前整形、工件擺放工作由一個人手工作業。完成500個磨盤整理需要工作4個小時，共用4個工時。
真空燒制工作由一臺ZKR-3FH型手動真空釬焊爐來完成，一般由一個人進行人工作業。完成500個磨盤燒制需要工作12個小時，共用12個工時。
1.5 后處理工序
后處理工序的工作內容主要有：形狀修整和美化整理等。
后處理工序是釬焊作業人員最認真的一項工作，做好此項工作的原則是：去除高點，調整好金剛石磨盤的同心度和平行度，美化工具。
其中，形狀修整工作由一臺車床來完成。一般由一個人進行人工作業。完成500個磨盤修整需要工作16個小時，共用16個工時。
美化整理工作由一個人手工作業。完成500個磨盤整理需要工作4個小時，共用4個工時。
2 自動化生產線改進設想
根據上述對金剛石磨盤生產工序的分析，有下列四個方面可以先期進行自動化改進。
2.1 改進基體壓制加工環節
將基體壓制加工的落料、成型和沖孔三套模具變成一套復合模具，并對100T液壓機進行半自動定位上料改造，從而變成由一個人在一臺液壓機上完成基體的落料、成型和沖孔順序作業。完成500個磨盤基體的工作時間仍然保持在8個小時之內，減少兩臺100T液壓機的使用，節省兩個員工共16個工時。
2.2 上砂基底整理加工環節
重新設計一臺全自動噴砂機，作業人員僅負責裝盤和收盤工作，其他作業由噴砂機自動完成。完成500個磨盤基體整理的工作時間仍然保持在8個小時之內，但僅需要一個人進行裝盤和收盤作業1個小時，節省7個工時。
2.3 上砂上粉工序
重新設計一臺復合型設備，將上膠、上砂、上劑和上粉四道作業合在一起，在一臺設備上自動完成金剛石磨盤的上砂上粉工作，由一個人作業。完成500個磨盤上砂上粉的工作時間仍然保持在8個小時之內，減少兩臺半自動均勻布砂機和一臺半自動均勻上粉機的使用，節省五個員工共40個工時。
2.4 真空燒制環節
將一臺ZKR-3FH型真空釬焊爐變成全自動型的，工件裝入爐內后，真空釬焊爐自動完成低真空啟動、加熱啟動、加熱曲線跟蹤、高真空啟動、真空曲線跟蹤、釬焊溫度保持、停熱冷卻、真空停止和事故處理等作業，完成500個磨盤燒制的工作時間仍然保持在12個小時，但僅需要一個人進行裝坼爐作業2個小時，節省10個工時。
3 經濟評估
下面我們通過改造后節省的設備費用和員工工時費用來考察其經濟性。
3.1 設備投入費用比較
根據上述設想實現金剛石磨盤釬焊操作的自動化，經過技術權威人士的設計測算，大約需要投入22萬元人民幣。其中，完成一臺100T液壓機半自動改造大約需要增加費用5萬元人民幣；完成一臺全自動噴砂機制作大約需要增加費用3萬元人民幣；完成一臺全自動上砂上粉機制作大約需要增加費用12萬元人民幣；完成一臺ZKR-3FH型真空釬焊爐全自動改造大約需要增加費用2萬元人民幣。
但是，完成一臺100T液壓機半自動改造后，就可以減少兩臺100T液壓機的使用，按目前的市值（每臺100T液壓機價值6萬元人民幣/臺計算）共可以節省設備費用12萬元人民幣；完成一臺全自動噴砂機制作后，原來的一臺手動噴砂機不再使用，大約可以節省設備費用0.3萬元人民幣；完成一臺全自動上砂上粉機制作后，原來的兩臺半自動均勻布砂機和一臺半自動均勻上粉機不再使用，大約可以節省設備費用6萬元人民幣。三項合計節省的總費用為18.3萬元人民幣。
從上可以看出，扣除節省的設備費用，需要進行自動化改造增加的投入費用不到4萬元人民幣。
3.2 員工工時費用比較
從上得知，經過自動化改造后，完成500個磨盤釬焊工作共節省工時為：
16 + 7 + 40 + 10 = 73 （個工時） （1）
按照當前的員工費用一個工時15元人民幣計算，完成500個磨盤釬焊工作共節省工時費用為：
73 × 15 = 1095 （元） （2）
這樣，經過自動化改造后，僅員工工時費用就降低了生產成本約2.1元人民幣/個磨盤。
由此看來，生產2萬個金剛石磨盤，也就是需要40個工作日，從節省員工工時費用方面就可將多增加的4萬元人民幣設備投入收回，所以采用自動釬焊在經濟上是合理的。
4 結束語
釬焊機械化或自動化的實現涉及企業技術創新的問題，除經濟上合理可行外，還有減少使用員工數量、降低員工作業強度、保證金剛石磨盤產品品質的一致性和便于規模化生產等社會效益也會展現出來，所以只要業內同行共同關注，有關方面技術人員協作配合，實現金剛石磨盤釬焊的自動化很快就會到來。
(本文轉載自《磨料磨具》第33期雜志，更多精彩盡在《磨料磨具》雜志。)
