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点击次数:  更新时间:2017-07-17  【打印此页

 

砂带磨削的主要特点

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砂带磨削技术之所以受到人们日益广泛的重视,得到迅速发展,是由它具有以下一些重要的特点所决定。

(1)砂带磨削是一种弹性磨削。由于砂带磨削的载体是由布基或纸基等有一定弹性的材料构成,加之粘结剂和橡胶接触轮的弹性特点,因而砂带磨削是一种具有磨削、研磨、抛光多种作用的复合加工工艺。

(2)因为砂带磨粒的植砂方式的特殊性,砂带上的磨粒比砂轮磨粒具有更强的切削能力,所以砂带磨削的效率非常高。

砂带的磨削效率表现在它具有很高的切除率、磨削比(切除工件重量与磨料损耗重量之比)和机床功率利用率。目前已知的砂带磨削对钢材的切除率已达到700mm³/mm·s),甚至超过了车削或铣削等。砂带的磨削比大大超过了砂轮,高达300:1甚至400:1,而砂轮仅30:1。砂带磨削机床(简称磨床,下同)的功率利用率,早远在砂带磨削发展初期就已达到80%,领先于其他机床,而今则高达96%,几乎将全部的收入功率转化成了有用切削功率。相比之下,砂轮磨床只有52%,铣床57%,车床65%,所以砂带磨削还是一种很好的节能绿色加工技术。

3)砂带磨削工件表面质量高。这是因为砂带磨削除了具有磨削、研磨和抛光的多重作用外,还因为:

相对砂轮研磨工件表面质量高。这是因为砂带磨削而言,砂带磨削有“冷态”磨削之称,即磨削温度低,工件表面不易出现烧伤等现象。

砂带磨削系统小且稳定性好.

由于砂带本身质量轻,其磨削工艺结构系统的平衡状态易于控制,所有的回转部件(如接触轮、驱动轮、张紧轮等)磨损极小,不会出现像砂轮那样的东不平衡现象。

此外砂带的弹性磨削效应能够大大减轻或吸收磨削时产生的震动或冲击。

磨削速度稳定,砂带驱动轮不会像砂轮一样越磨直径越小速度越慢。

砂带磨削工件表面质量高表现在表面粗糙度值小,残余应力状态好以及表面无微观裂纹或金相组织变化等现象。

从表面粗糙度来看,砂带磨削目前已可达Ra0.001μm采用普通的砂带都很容易达到Ra0.1μm左右。

砂带磨削工件表面残余应力多呈压应力状态,其值一般在-60~-5kg/mm²,非常有利于强化工件表面,提高工件疲劳程度,而砂轮磨削则多是张应力。

使用砂带磨削极少出现工件表面烧伤,微观金相组织变化及裂痕等现象,特别是在磨削耐热难加工材料时效果更加明显。

(4)砂带磨削精度高。随着砂带制作质量和砂带磨床技术水平提高,砂带磨削早已跨入精密和超精密加工的行列,最高精度已可达到0.1μm

(5)砂带磨削成本低。其主要表现为:

砂带机磨削设备简单。与砂轮磨床相比,砂带磨床结构简单得多,这主要是因为砂带质量轻,法向磨削力小,磨削过程中振动小,对机床的刚性及强度要求都远低于砂轮磨床。

②砂带磨削操作简单,辅助时间少。不论是手动还是机动砂带磨削,其操作都非常简便。从更换调整砂带到被加工工件的装夹,这一切均可在很短时间内完成。此外,砂带磨削省去了平衡和修整等辅助工作。

③砂带磨削比大,机床功率利用高,切削效率高。

这使得切除同等重量或体积的材料所消耗的工具和能源费用减少,占用时间短。

铸铁离合器片的加工情况,要求加工余量是2mm,车削所达的材料切除率为80mm³/(mm·s),砂带磨削时,使用的是粗粒度锆刚玉砂带,基本采用聚酯棉织材料,砂带磨削比车削加工时间节约40%,材料切除率达200mm³/mm·s),成本降低12%

50钢材料的钢板焊前倒角加工,要求斜切的钢板你边缘,最大余量为11mm。铣削采用8片硬质合金镶嵌式端铣刀,砂带磨削仍采用粒度为36#的锆刚玉砂带,砂带磨削比铣削加工时间节约34%,成本降低20%。

6)砂带磨削非常安全,噪声小和粉尘少,却易于控制,环境效益好。

 由于砂带本身质量轻,即使断裂也不会出现像砂轮那样有伤人的危险。砂带磨削时不会像砂轮那样脱砂严重,特别是干磨时,磨削构成主要是被加工工件的材料,粉尘容易回收和控制。由于采用橡胶接触轮,砂带磨削不会像砂轮那样形成贵工件的刚性冲击,故加工噪声很小,特别是在磨削诸如压力容器,钢管、钢圈等工件时其噪声仅相当于砂轮磨削的1/2,即60~70dBA)。由此可见,从环保角度来看,砂带磨削也是值得推广的。

7砂带机磨削工艺灵活性大、适应性强,这表现在:

    砂带磨削可以十分方便的用于平面,内、外圆和复杂曲面的磨削。设计一台砂带磨头装置,作为多功能部件,它既可以装在车床上进行车后磨削,也可以装在刨床上使用。同时还可以设计成各种专业的磨床。利用砂带磨削的这种特点能够很容易的解决一些难加工零件,如超长超大的轴类(或管件)表面和平面零件的表面加工。

砂带的基材、磨料、粘接剂均有很大的选择范围,能使用各种用途的需要。砂带的粒度、长度和宽度也有各种规格,并有卷状、环状等形式可供选用。

对同一种工件,砂带磨削可以采用各种不同的磨削方式和工艺结构进行加工。

砂带磨削应用范围

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砂带优越的磨削性能和灵活的工艺特性决定了它有及其广泛的应用范围。从日常生活到工业生产的各种行业,砂带磨削几乎遍及所有领域。其应用形式之多样,范围之广泛是其它任何一种加工方法所不能比的,所以在国外曾有“万能磨削”之称。

具体表现在:

1)砂带磨削几乎能磨削所有材料。除了砂轮磨削能加工的材料外,砂带磨削还可以加工诸如铜、镁、铝、锌等软质有色金属和木材、皮革、塑料等非金属材料。特别是砂带磨削的“冷态”磨削效应使之在加工耐热难磨削材料时更显出独特的优势,如钛、镍、铬不锈钢乃至钨、钴等材料的磨削加工。

2)砂带磨削能够加工表面质量及精度要求高的各种形状的工件。砂带磨削不断可以加工常见的平面、内外圆表面的工件,还能以极高的效率加工表面质量及精度要求都较高的大型或异型工件。例如:

大面积表面的抛磨加工。砂轮的宽度最大仅1000mm,而砂带可以加工宽度达2500mm以上。目前国际上最宽的砂带磨床所使用的砂带宽达4900mm。实际使用中,砂带磨削常用的加工宽度为50~200mm,加工厚度为0.4~150mm。其生产率高达3000m²/h。这种宽砂带磨削可广泛用于钢板、不锈钢板、硅钢片、铝板、铜板、刨花板、胶合板、中密度纤维板、整张皮革、绝缘板、陶瓷板以及宇航器具、舰船很核物理研究装置上使用的各种高精度低粗糙度的大型板材等的表面加工。发动机变速器箱体端面等断续平面的精密加工也可用宽砂带磨削一次成形,冰女保证比传统铣、刨加工的表面有更好的密封性。

金属带材或线材的联续抛磨加工。由于宽砂带磨削的发展,是薄型带材在整个宽度上都有相同的磨削条件,不至于发生局部受力过大产生应力和变形,故冷轧钢带、铜、铝带及其他合金带材等的表面都适用于砂带连续抛磨。其加工宽度为600~2100mm,加工厚度为0.1~4mm,表面粗糙度值为Ra3.2~0.1μm。带材运动速度为3~80m/min。行星式砂带磨削为不锈钢或其他材料的成卷线材的抛磨提供了一种十分有效的加工方法。已知的线材抛磨机可加工工件直径在0.8~20mm,连续运动速度可达6~150m/min。

③长径比很大的工件内、外圆抛磨。现代工业中各种大型的、长径比很大的轴类工件的外圆和管类工件的内圆表面的加工利用砂带磨削十分方便。一般可在大型标准设备上增加一个砂带磨削装置便可实现。批量大的则可采用专用的砂带磨床。如大型发电机转子、轧辊、液压活塞杆、造纸机烘缸等工件的外圆和气缸、石油管道 压力容器等工件的内圆表面加工。

④复杂异型的工件抛磨。曲面工件的成型磨削难度较大。过去普遍采用人工磨削打磨,特别是大型的曲面工件。 然而利用砂带的柔性可方便加工各种复杂曲面曲率半径仅为3mm的内圆脚砂带亦可对其进行抛磨。如飞机发动机叶片、汽轮机叶片、水轮机转轮、船舶用螺旋桨、风电叶片、导航叶片、聚光镜灯碗、反射镜、餐具、餐具、手柄、水暖器具等都可用砂带进行高效率高质量的磨削和抛光加工,甚至是大余量的型面磨削加工。

⑤用砂带磨削可以很方便地清除冲裁工件的毛刺,而且能确保其表层不被划伤,母体不被破坏,如电机硅钢片等。

   (3)砂带磨削设备形式多样,品种繁多。砂带磨削可在各种通用型和专用型砂带磨削设备上实现。通用型砂带磨削设备小的有手提式砂带机,万能砂带机,台式砂带机;大的有外圆砂带磨床、平面砂带磨床、无心磨床、和内圆磨床等。专用的砂带磨床有凸轮轴砂带磨床,工业罐体或压力容器砂带抛磨机,摩托车油箱砂带抛磨机,不锈钢水槽、汽轮机叶片数控砂带 磨床、核电高压容器磨锉机等。总之无论是通用型还是专用型的砂带磨削设备,其形式都多种多样、品种繁多,并且已逐步走向同砂轮磨床或其他金属切削机床一样具有独立标准体系的专门机床类别。        

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