砂帶磨削工藝簡介

>砂帶磨削經過近三十年的發展，現已成為一項較完整且自成體系的新的加工技術。因其加工效率高、應用范圍廣、適應性強、使用成本低、操作安全方便等特點而深受用戶親睞。在國外，砂帶磨削技術已有了很大的進步，其加工對象和應用領域日趨廣泛，它幾乎能加工所有的工程材料，從一般日常生活用具到大型宇航器具無所不可應用，并已成為獲取顯著經濟效益的一種重要手段。 　　其作為一種加工技術之所以受到人們日益廣泛的重視，得到迅速發展，是因為它具有以下一些重要的特點：砂帶磨削是一種彈性磨削，是一種具有磨削、研磨、拋光多種作用的復合加工工藝。砂帶上的磨粒比砂輪磨粒具有更強的切削能力，所以其磨削效率非常高。砂帶磨削效率高表現在它的切除率、磨削比（切除工件重量與與磨料磨損重量之比）和機床功率利用率三個方面都很高。目前已知的砂帶磨削對鋼材的切除率已達到700mm3/mm·s,甚至超過了車削或銑削等。砂帶的磨削比大大超過了砂輪，高達300:1，甚至400:1，而砂輪才30:1。砂帶磨床的功率利用率，遠在砂帶磨削發展初期就已達到80%，領先于其它機床，而今則高達96%，相比之下，砂輪磨床只有52%，銑床57%，車床65%，所以砂帶磨削還是一種很好的節能加工技術。砂帶磨削工件表面質量高。這除了因其具有磨削、研磨和拋光的多重作用外，還因為：相對砂輪磨削而言，砂帶磨削有"冷態磨削"之稱，即磨削溫度低，工件表面不易出現燒傷等現象。 　　砂帶磨削系統震動小且穩定性好。由于砂帶本身質量輕，其磨削工藝結構系統的平衡狀態易于控制，所有的回轉部件(如接觸輪、驅動輪、張緊輪等)磨損極小，不會出現象砂輪那樣的動不平衡因素。此外，砂帶的彈性磨削效應能夠大大減輕或吸收磨削時產生的震動和沖擊。磨削速度穩定，砂帶驅動輪不會象砂輪一樣越磨直徑越小速度越慢。砂帶磨削工件表面質量高主要表現在表面粗糙度值小，殘余應力狀態好，以及表面無微觀裂紋或金相組織變化等現象。從表面粗糙度來看，砂帶磨削目前已可達Ra0.01mm，達到了鏡面磨削的效果，而對于粗糙度值在Ra0.1mm以上的情況,則非常容易達到。砂帶磨削工件表面殘余應力多呈壓應力狀態，其值一般在-60~-5Kg/mm²，而砂輪磨削則多是張應力，所以砂帶磨削非常有利于強化工件表面，提高工件疲勞強度。砂帶磨削精度高。由于砂帶制作質量和砂帶磨床生產水平的提高，砂帶磨削早已跨入精密和超精密加工的行列，最高精度已達到0.1mm以下。砂帶磨削成本低。 　　這主要表現在：砂帶磨削設備簡單。與砂輪磨床相比，砂帶磨床簡單得多，這主要是因為砂帶質量輕，磨削力小，磨削過程中震動小，對機床的剛性及強度要求都遠低于砂輪磨床。砂帶磨削操作簡便，輔助時間少。不論是手動還是機動砂帶磨削，其操作都非常簡便。從更換調整砂帶到被加工工件的裝夾，這一切都可以在很短的時間內完成。砂帶磨削比大，機床功率利用率高，切削效率高。這使得切除同等重量或體積的材料所消耗的工具和能源費用減少，占用時間短。砂帶磨削非常安全，噪音和粉塵小，且易于控制，環境效益好。由于砂帶本身質量很輕，即使斷裂也不會有傷人的危險。砂帶磨削不象砂輪那樣脫砂嚴重，特別是干磨時，磨屑構成主要是被加工工件的材料，很容易回收和控制粉塵。由于采用橡膠接觸輪，砂帶磨削不會象砂輪那樣形成對工件的剛性沖擊，故加工噪音很小，通常<70dB。 　　由此可見，從環保角度來看砂帶磨削也是十分值得推廣的。砂帶磨削工藝靈活性大、適應性強。這表現在：砂帶磨削可以十分方便地用于平面、內、外圓和復雜曲面的磨削。設計一臺砂帶磨頭裝置作為功能部件可以裝在車床上進行車后磨削，也可以裝在刨床上使用，同時還可以設計成各種專用的磨床。利用砂帶磨削的這種特性能夠很容易地解決一些難加工零件，如超長、超大的軸類和平面零件的精密加工。砂帶的基材、磨料、粘結劑均有很大的選擇范圍，能適應各種用途的需要。砂帶的粒度、長度和寬度也有各種規格，并有卷狀、環狀等多種形式可供選用。對同一種工件，砂帶磨削可以采用各種不同的磨削方式和工藝結構進行加工。砂帶磨削的應用范圍極其廣泛砂帶優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用范圍，從日常生活到工業生產的各行各業，砂帶磨削幾乎遍及所有領域。其應用形式之多樣，范圍之廣泛是其它任何一種加工方法所不能比擬的。 　　具體表現在：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"磨削效應使之在加工耐熱難磨削材料時更顯出獨特的優勢。砂帶磨削能夠加工表面質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、內外圓表面的工件，還能以極高的效率加工表面質量及精度要求都較高的大型或異型件。例如：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。目前已知最寬的砂帶磨床所使用的砂帶寬達4900mm。實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。其生產率高達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。 　　發動機變速箱體斷面等斷續平面的精密加工也可以用寬砂帶磨削一次成形，并能保證比傳統銑、刨加工的表面有更好的密封性。金屬帶材或線材的連續拋磨加工。由于寬砂帶磨削的發展，使薄型帶材在整個寬度上都有相同的磨削條件，不至于發生局部受力過大，產生應力變形，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濟的加工方法。已知的線材拋磨直徑在0.8~20mm.連續運行速度6~150m/min.長徑比很大的工件內、外圓拋磨。現代工業中的各種大型的、長徑比很大的軸類工件的外圓和管類工件的內圓表面的加工利用砂帶磨削十分方便。 　　一般可在大型標準設備上增加一個砂帶磨削裝置便可實現。批量大的則可采用專用的砂帶磨床。如大型發電機轉子、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圓表面加工。復雜異型工件的拋磨。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雜曲面，曲率半徑僅為3mm的內圓角，砂帶亦可對其進行拋磨。如飛機發動機頁片、汽輪機葉片、導航葉片、聚光鏡燈碗、反射鏡、餐具、手柄、水暖器具等等都可用砂帶進行高效率高質量的拋磨加工。砂帶磨削設備形式多樣，品種繁多。其可在各種通用型砂帶磨削設備上進行。通用型砂帶磨削設備小的有手提式砂帶機、萬能砂帶機、臺式砂帶機；大的有外圓砂帶磨床、平面砂帶磨床、無心砂帶磨床和內圓砂帶磨床等等。專用的砂帶磨床有凸輪軸砂帶仿形磨床、工業罐體砂帶拋磨機、汽車輪胎鋼圈端面砂帶拋磨機、摩托車油箱砂帶拋磨機、專用不銹鋼星盆發絲機等。