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標(biāo)題: 砂帶磨削技術(shù)及其應(yīng)用 [打印本頁]

作者: hida 時(shí)間: 2008-1-31 12:54
標(biāo)題: 砂帶磨削技術(shù)及其應(yīng)用
砂帶磨削是一種高效,、經(jīng)濟(jì),、用途廣泛，并有“萬能磨削”之稱的新型磨削工藝,。在現(xiàn)代工業(yè)中,，砂帶磨削技術(shù)已被當(dāng)作是與砂輪磨削同等重要的一種不可缺少的加工方法。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家,，砂帶磨削應(yīng)用已十分普遍,，各種高精度、高效率,、自動化程度很高的砂帶磨床被廣泛應(yīng)用于航天,、航空、艦船,、汽車,、冶金、化工及能源設(shè)備等制造行業(yè),，并成為國際上名牌機(jī)床公司競爭的一個(gè)領(lǐng)域,。下面具體介紹一下砂帶磨削的基本原理和實(shí)際應(yīng)用情況：
一,、砂帶磨削原理
1.砂帶磨削方法
砂帶磨削是砂帶這一特殊形式的涂附磨具，借助于張緊機(jī)構(gòu)使之張緊,，和驅(qū)動輪使之高速運(yùn)動,，并在一定壓力作用下，使砂帶與工件表面接觸以實(shí)現(xiàn)磨削加工的整個(gè)過程,。

圖1 砂帶磨削示意                圖2 砂帶磨粒加工表面成型原理
廣義地講,砂帶磨削與砂輪磨削同樣都是高速運(yùn)動的“微刃切削刀具”――磨粒的微量切削而形成的累積效應(yīng),，因而其磨削機(jī)理大致上也是相同的。但由于砂帶本身的構(gòu)成特點(diǎn)和使用方式不同,，使砂帶磨削不論是在磨削加工機(jī)理方面,，還是其綜合磨削性能方面都有別于砂輪磨削，這主要表現(xiàn)在：
1)砂輪磨削是剛性接觸磨削,，而砂帶磨削則是彈性接觸磨削,，而且即使是在使用無彈性的鋼制接觸輪的情況時(shí)也是如此，因?yàn)榻M成砂帶的基材,、粘結(jié)劑都具有一定的彈性,，更何況大多數(shù)情況下都采用有彈性的橡膠作接觸輪。
正因?yàn)槿绱�,，砂帶磨削除了具有砂輪同樣的滑擦,、耕犁和切削作用外，還有磨粒對工件表面的擠壓作用,，并使之產(chǎn)生塑性變形,、冷硬層變化和表層撕裂，以及由于摩擦使接觸點(diǎn)溫度升高,，而引起的熱塑性流動等綜合作用,。所以，從這點(diǎn)來看,，砂帶磨削同時(shí)具有磨削,、研磨和拋光的多重作用。而這也正是砂帶磨削表面質(zhì)量好的原因,。
另一方面,，由于砂帶的這種彈性磨削特點(diǎn)，還使砂帶在磨削區(qū)域內(nèi)與工件接觸的長度比砂輪大,，同時(shí)參加磨削的磨粒數(shù)目多,，單顆磨粒所受載荷小，且均勻,，磨粒破損小,。而使整個(gè)砂帶的磨耗比(磨削材料去除量與砂帶磨粒消耗量之比稱為磨削比，而磨削比的倒數(shù)就稱為磨耗比)比砂輪要小得多。
2)砂輪的磨粒在磨削表面上的分布是雜亂無章的,，很不規(guī)則,，實(shí)際磨削時(shí)，磨粒都是以較大的負(fù)前角,、小后角甚至負(fù)后角的刃口進(jìn)行切削,，切削條件很惡劣。砂帶則不同,，砂帶的磨料是專門制造的,，磨粒的幾何形狀常呈長三角體，并多采用靜電植砂等一系列先進(jìn)工藝制作,，磨粒的大小和分布均勻,，等高性好，并且是尖刃朝外的形式植于砂帶基材表面上,，露出復(fù)膠層的部分較多,。因而，砂帶的磨粒比砂輪的磨粒鋒利,，切削條件較好,，磨削時(shí)材料變形小，切除率高,，磨削力和隨之產(chǎn)生的磨削熱小,，磨削溫度低。
3)砂輪磨粒間充滿了結(jié)合劑,，容屑空間很小,。而砂帶磨粒間容屑空間一般至少比砂輪大10倍，加之磨粒等高性好,，因而砂帶磨粒的有效切削面積大,，切削能力比砂輪強(qiáng)，并且磨屑可隨時(shí)直接帶走,，很少殘留在砂帶表面造成堵塞，而不會由此增加摩擦發(fā)熱,，磨削區(qū)域溫度低,。
4）砂帶的周長從設(shè)計(jì)角度來看，可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過砂輪的周長,，這就使得砂帶在磨削時(shí)既有良好的散熱區(qū)域,，又可以通過砂帶的懸空部分〈即不與接觸輪、張緊輪,、壓磨板等接觸的部分〉在運(yùn)行時(shí)的振蕩,，將粘在砂帶上的磨屑自然抖掉，進(jìn)一步減少磨粒被填塞的現(xiàn)象,，從而減少摩擦發(fā)熱,，這也是砂帶磨削溫度低的一個(gè)原因,。
由此可見,砂帶磨削的加工機(jī)理是同于砂輪磨削又有別于砂輪磨削的一種更為復(fù)雜的形式，這是分析和了解砂帶磨削機(jī)理的理論基礎(chǔ)和根本出發(fā)點(diǎn),。
二,、砂帶磨削技術(shù)的應(yīng)用
隨著砂帶磨削技術(shù)的飛速發(fā)展，它在制造加工領(lǐng)域正扮演著越來越重要的角色,。目前砂帶磨削技術(shù)在世界先進(jìn)工業(yè)國已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,，就擁有量來說，已逐步接近砂輪磨床,，其產(chǎn)值比：美國49：51,，德國45：55，日本25：75,，英國,、瑞士等國的發(fā)展也很快。同時(shí)砂帶磨削技術(shù)在國內(nèi)許多單位也得到了較廣泛的推廣應(yīng)用,，解決了很多生產(chǎn)實(shí)際問題,。
砂帶優(yōu)越的磨削性能和靈活的工藝特性決定了它具有極其廣泛的應(yīng)用范圍，從日常生活到工業(yè)生產(chǎn)的各行各業(yè),，砂帶磨削幾乎遍及所有領(lǐng)域,。其應(yīng)用形式之多樣，范圍之廣泛是其它任何一種加工方法所不能比擬的,。
具體表現(xiàn)在：
1,、砂帶磨削幾乎能磨削一切工程材料。除了砂輪磨削能加工的材料外,，其還可以加工諸如銅,、鋁等有色金屬和木材、皮革,、塑料等非金屬軟材料,。特別是砂帶磨削的"冷態(tài)" 磨削效應(yīng)使之在加工耐熱難磨削材料時(shí)更顯出獨(dú)特的優(yōu)勢，因此也被國外工業(yè)界稱為“萬能磨削”的一種高效精密加工方法,。

圖8 鈦合金管材       圖9 皮革表面拋磨       圖10 木材砂光
2,、砂帶磨削能夠加工表面質(zhì)量及精度要求高的各種形狀的工件。砂帶磨削不但可以加工常見的平面,、內(nèi)外圓表面的工件,，還能以極高的效率加工表面質(zhì)量及精度要求都較高的大型或異型件：
（1）大面積板材的拋磨加工。砂輪的寬度最大僅1000mm,，而砂帶可以做到2500mm以上,。實(shí)際使用中砂帶磨削常見的加工寬度為50~2000mm，加工厚度0.4~150mm。其生產(chǎn)率高達(dá)1000m2/h,。這種寬砂帶磨削可廣泛用于鋼板,、不銹鋼板、硅鋼片,、鋁板,、銅板、刨花板,、膠合板,、中密度纖維板、皮革,、絕緣板,、陶瓷板以及宇航器具、艦船和核物理研究裝置上使用的各種高精度低粗糙度的大型板材等的表面加工,。發(fā)動機(jī)變速箱體斷面等斷續(xù)平面的精密加工也可以用寬砂帶磨削一次成形,，并能保證比傳統(tǒng)銑、刨加工的表面有更好的密封性,。
圖11薄板材拋磨                      圖12 大型復(fù)合板材拋磨
（2）金屬帶材或線材的連續(xù)拋磨加工,。由于寬砂帶磨削的發(fā)展，使薄型帶材在整個(gè)寬度上都有相同的磨削條件,，不至于發(fā)生局部受力過大,，產(chǎn)生應(yīng)力變形，故冷扎鋼帶,、銅,、鋁帶及其它合金帶材等的表面都適合于用砂帶連續(xù)拋磨。其加工寬度為600~2100mm,，加工厚度0.1~2.2mm,，表面粗糙度值Ra3.2~0.1mm，帶材運(yùn)行速度為3~80m/min,。行星式砂帶磨削為不銹鋼或其它材料的成卷線材的拋磨提供了一種十分有效和經(jīng)濟(jì)的加工方法,。已知的線材拋磨直徑在0.8~20mm。連續(xù)運(yùn)行速度6~150m/min,。
圖13 帶材拋磨                         圖14 絲線材拋磨
（3）長徑比很大的工件內(nèi),、外圓拋磨。現(xiàn)代工業(yè)中的各種大型的,、長徑比很大的軸類工件的外圓和管類工件的內(nèi)圓表面的加工利用砂帶磨削十分方便。一般可在大型標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備上增加一個(gè)砂帶磨削裝置便可實(shí)現(xiàn),。批量大的則可采用專用的砂帶磨床,。如大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、軋輥、造紙烘缸等工件的外圓和汽缸,、石油管道,、壓力容器等工件的內(nèi)圓表面加工。
圖15鋼管（荒）磨削    圖16螺旋鋼管焊縫修整       圖17罐體容器拋磨
（4）復(fù)雜異型工件的拋磨,。曲面工件的成型磨削,，難度較大。然而利用砂帶的柔性可方便地加工各種復(fù)雜曲面,，曲率半徑僅為3mm的內(nèi)圓角,，砂帶亦可對其進(jìn)行拋磨。如飛機(jī)發(fā)動機(jī)葉片,、汽輪機(jī)葉片,、聚光鏡燈碗、反射鏡,、餐具水槽,、手柄、水暖器具,、五金件等等都可用砂帶進(jìn)行高效率高質(zhì)量的拋磨加工,。
圖18 汽輪機(jī)葉片    圖19葉片數(shù)控拋磨圖20  高檔水槽    圖21 五金件
3、砂帶磨削設(shè)備形式多樣,，品種繁多,。其可在各種通用型砂帶磨削設(shè)備上進(jìn)行。通用型砂帶磨削設(shè)備小的有手提式砂帶機(jī),、萬能砂帶機(jī),、臺式砂帶機(jī)；大的有外圓砂帶磨床,、平面砂帶磨床,、無心砂帶磨床和內(nèi)圓砂帶磨床等等。專用的砂帶磨床有凸輪軸砂帶仿形磨床,、工業(yè)罐體砂帶拋磨機(jī),、汽車輪轂端面砂帶拋磨機(jī)、葉片數(shù)控砂帶拋機(jī)等,�,？傊瑹o論是通用型還是專用型的砂帶磨削沒備,、形式多樣,、品種繁多。

圖22 無心外圓砂帶磨床    圖23工業(yè)罐體砂帶磨床       圖24 數(shù)控砂帶拋磨機(jī)
三,、結(jié)論與展望
砂帶磨削因其加工效率高,、應(yīng)用范圍廣,、適應(yīng)性強(qiáng)、使用成本低,、操作安全方便的特點(diǎn)而廣受青睞,。在國外，砂帶磨削技術(shù)已經(jīng)取得了很大進(jìn)展,，其應(yīng)用比例已經(jīng)接近砂輪磨削,。目前，砂帶磨削技術(shù)正朝著強(qiáng)力,、高效,、精密、數(shù)控及復(fù)合加工等方向發(fā)展：在強(qiáng)力高效加工方面,，砂帶磨削主要體現(xiàn)在重載大余量強(qiáng)力磨削方面發(fā)展,，特別是在熱軋鋼坯高合金管的重負(fù)荷磨削方面的研究與應(yīng)用；在精密加工方面,，砂帶磨削主要研究熱點(diǎn)方向在與電解,、超聲波、電泳吸附作用等進(jìn)行復(fù)合精密加工,，力圖達(dá)到納米級的超精密加工,，日本在該領(lǐng)域具有較大領(lǐng)先研究基礎(chǔ)，并已取得突破,；在數(shù)控及其自動化方面,，六軸聯(lián)動的數(shù)控砂帶磨床在發(fā)達(dá)國家廣泛用于汽輪機(jī)葉片加工，砂帶磨削機(jī)器人,、自動化砂帶磨削生產(chǎn)線(FMS)更是層出不窮,。
盡管我國近年來在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用推廣方面也已初具規(guī)模,，并在以上發(fā)展方向都有新的進(jìn)展,。但與國外相比扔然存在很大距離，如砂帶磨削機(jī)理研究不夠深入,，砂帶及砂帶磨床產(chǎn)品品種還十分有限,，應(yīng)用范圍仍不夠?qū)挘绕涫窃诮饘偌庸ば袠I(yè)中,。此外,，相當(dāng)多的工程技術(shù)人員尚未認(rèn)識到砂帶磨削的先進(jìn)性和實(shí)用性，仍然還停留在砂紙打磨的陳舊觀念中,，對國內(nèi)最新砂帶磨削技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀不甚了解,。為此，大力宣傳砂帶磨削,，加深對砂帶磨削基本原理和磨削性能的認(rèn)識,，掌握其常見用法,，熟悉各種砂帶磨床和各種砂帶的使用性能與適用范周，對于推廣砂帶磨削技術(shù),，加強(qiáng)砂帶磨削基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用研究，促進(jìn)砂帶及砂帶磨床制造業(yè)的發(fā)展乃至提高整個(gè)國內(nèi)制造工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量都有十分重要的意義,。

作者: hida 時(shí)間: 2008-1-31 13:12
標(biāo)題: 砂帶磨削技術(shù)及其應(yīng)用的附圖說明
砂帶磨削技術(shù)及其應(yīng)用的附圖說明

作者: skw521 時(shí)間: 2010-8-7 10:50
回帖,，增加點(diǎn)積分，不然什么都下不了

作者: daoyang 時(shí)間: 2011-9-27 23:10
下來看看,。謝謝�,。。,�,！

作者: daoyang 時(shí)間: 2011-9-27 23:12
下來看看。謝謝�,。,。�,！

作者: 南山獵手 時(shí)間: 2011-10-11 00:09
我也是增加點(diǎn)積分�,。。,。,。。,�,！1

作者: yushangongchang 時(shí)間: 2011-10-12 23:33
謝謝嘍！

作者: 沙溪漫步者 時(shí)間: 2011-10-14 12:53
學(xué)習(xí)了,，謝了 ,，

作者: lhqwyu 時(shí)間: 2013-9-10 10:53
下來看看，謝謝

作者: 六級士官 時(shí)間: 2013-9-10 12:37
直接把圖貼出來好了

作者: wajhdm 時(shí)間: 2014-6-18 20:49
為何要這么多的積分,？

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