砂带磨削的冷却液（精选4篇）
砂带磨削的冷却液 第1篇
关键词：修复技术,砂带磨削,结构设计
砂带是用粘结剂将磨料粘结在基体上的一种特殊的磨具, 当砂带进行磨削时, 每颗磨粒相当于一把刀具, 由于各刃刀具与加工工件接触的角度、深度的不同, 磨粒切削工件的同时, 同时也花擦了工件, 前磨粒划擦了边缘, 又被下一个磨粒车削, 进而实现了磨粒对工件的连续加工, 由于砂带的柔韧性且磨削速度相对稳定, 实现了高稳定的磨削加工, 从而获得了更高的精度和表面加工质量, 因此, 砂带磨削得到了广泛的应用。
1 行星式砂带磨削装置的基本结构分析
行星式砂带磨削装置主要由砂带磨头、进给机构、传动机构、电路及油路系统几大部分组成。其工作原理简要如下:砂带磨头磨削工件, 磨头由直角固定块安装在螺母工作台的下部, 工作台由螺杆完成径向进给运动;径向进给机构由导杆固定在回转轮上, 并在轴向螺杆的带动下沿着导杆自由移动, 实现其轴向进给, 两回转轮用轴棍连接, 小转轮连有电动机, 经由减速器的驱动, 回转轮的旋转进而实现磨头对工件的加工。
2 行星式砂带磨削装置的磨头结构设计
磨头是与工件直接接触的机构, 完成对工件的加工, 主要是对接触轮、张紧轮、惰轮、主动轮、张紧机构以及磨头板的进行设计。
(1) 接触轮的设计。接触轮作为砂带磨床中的关键部件, 砂带处于工件与接触轮之间, 接触轮支承在砂带的背面, 对砂带起到支承的作用。对于加工带有轴肩的主轴, 适合选用外缘平坦型的接触轮, 这样可以增大砂带与工件的接触面积, 提高了工件的加工精度, 适用于精磨、抛光以及成型的表面加工。
(2) 惰轮的设计。通常情况下, 接触轮的母线为直线, 若没有安装防偏的装置, 可以将其轮缘设计成鼓形, 鼓形的外表越鼓, 其砂带的对中性也就越好。同时, 惰轮还具有支承砂带或者可以起到转换砂带传动方向的作用, 而张紧轮可以有效的调节砂带的张力, 同时可以方便的换带。
(3) 砂带张紧机构的设计。一般情况下, 砂带是在张紧的状态下工作, 由于砂带受到外界因素 (受热) 的影响会伸长变形, 这就需要通过改变张紧轮与接触轮间的中心距以完成进一步加紧, 鉴于磨头板结构设计的限制, 采用偏心轴套式进行设计。其基本原理如下:偏心轴套套在张紧轮轴上, 其轴套安装在张紧座台的孔中, 可实现自由的转动, 而通过螺钉固定在磨头板上, 张紧轮轴的后端套装在扭簧上, 扭簧的一端卡装在中心铁块的中心孔中, 另一端则卡在手柄座的手柄上, 手柄座由圆锥销固定在张紧轮轴的末端处。需要更换砂带时, 通过转动手柄, 使得卡在手柄上的扭簧张紧, 连在扭簧一端的张紧轮轴绕的一端旋转, 从而减小了张紧轮与接触轮之间的距离, 砂带变松, 此时可更换砂带;松手后, 被张紧的扭簧以相反的方向扭转, 进而带动张紧轮轴向相反的方向旋转, 增大了张紧轮和接触轮之间的距离, 砂带被张紧, 当砂带的张紧力与扭簧的张力达到平衡时, 砂带才开始工作。
3 行星式砂带磨削装置的进给机构设计
(1) 径向进给机构的设计。径向进给机构主要对斜板平台、导轨、螺旋传动机构以及蜗轮蜗杆机构进行设计。由于导轨、螺旋传动机构以及蜗轮蜗杆机构都固定在斜板平台上, 具有承载的作用, 因此, 斜板的设计要满足其强度和刚度的要求, 而导轨的主要功能是保证螺母工作台与相固定的磨头板的运行平稳。螺旋传动通过螺杆、螺母之间的旋和以达到传递运动和动力的目的, 主要是把旋转运动转换成直线运动, 以极小的力矩得到较大的推力。由于蜗轮蜗杆的传动比较大, 用于微调螺母工作台的进给运动。
(2) 轴向进给机构的设计。轴向进给机构主要由轴承座、螺母座、螺杆以及导杆等零部件组成。圆柱导杆固定在回转轮上, 斜板平台由直线轴承可实现其在上滑动, 螺杆的一端经由装在回转轮上的螺母座与手轮相连, 另一端则是装在斜板平台中滑动轴承座的止推轴承中, 手轮旋转螺杆时, 螺母座将螺杆的旋转运动转换成直线运动, 进而推动斜板平台完成轴向的进给运动。
4 行星式砂带磨削装置的传动机构设计
(1) 行星式回转床体的结构设计。回转床体的设计主要包括对回转轮、轴瓦块以及回转轮联接块的设计。回转轮是由两个半轮通过连接块固定在一起, 这样便于把回转轮装入带有轴肩的轴中, 回转轮的具体结构不在这里介绍, 主要设计其上不同类型的孔, 首先需要设计均匀分布在其上的6个轴棍孔, 2个导杆以及联接块和轴瓦块上的一些螺栓孔、销孔等。轴瓦块由直角块、轴瓦以及轴瓦笼三部分组成, 其中直角块通过螺栓和螺纹销固定在回转轮上, 轴瓦和轴瓦笼则通过圆柱头螺钉固定在一起, 轴瓦笼通过螺钉固定在直角块上。回转联接块通过销轴和铰制孔螺栓联接两个半回转轮, 之后焊接两个半回转轮的连接处。 (2) 减速传动机构的设计。减速机构主要由电动机、联轴器以及减速器等组成, 根据以上结构在设备市场上选择合适的电动机和减速器, 之后再选择合适的联轴器。
随着科技的飞速发展, 再制造技术已广泛用于现场修复领域, 本文在现有随行车结构的基础上, 并结合行星式砂带磨床磨头的特点, 设计出了一种新型的砂带磨削装置, 经实验分析结果表明, 该装置在磨削工件的过程中, 工件的加工精度得到改善, 加工误差也下降到最低限度, 从而提高了加工的效率。
参考文献
[1]朱派龙, 廖月明, 杨连文.外圆砂带磨削设计与应用.制造技术与机床.1997.[1]朱派龙, 廖月明, 杨连文.外圆砂带磨削设计与应用.制造技术与机床.1997.
[2]李伯民, 赵波.现代磨削技术.北京:机械工业出版社.2003.[2]李伯民, 赵波.现代磨削技术.北京:机械工业出版社.2003.
浅谈砂带磨削技术的发展现状 第2篇
砂带磨削是根据工件形状,用相应的接触方式及高速运动的砂带对工件表面进行磨削和抛光的一种新工艺。随着汽车、建材、装饰工业、模具工业及其它轻工业的进步和发展,对金属和非金属材料特别是难加工材料表面机械加工质量、生产率及劳动环境提出了越来越高的要求,用一般传统的切削加工方法已难以满足这些要求。
在过去的五、六十年内,砂带磨削作为一种新工艺,在这些加工领域发挥着越来越大的作用。砂带磨床主要用来作为粗磨、去毛刺、大余量磨削、精磨、细磨、装饰抛光、无心磨以及成形磨削之用。在现代工业中,砂带磨削技术以其独具的加工特点被视为是一种很重要的加工方法。国外有专家曾把砂带磨床比做“未来的巨人”来加以评述。
2砂带磨削目前的发展状况
在国外,一些工业发达国家由于各种类型砂带磨床的迅速发展,砂带磨削的功能已远远超出了用于除锈、粗磨、抛光等范围,其加工效率为砂轮磨削的5～20倍,加工质量可与一般常规的磨削方法相媲美,加工精度已接近或达到与砂轮磨削相同的水平,而机床功率的利用率却比任何金属切削机床都高,其应用范围遍及各个行业,几乎对所有材料(如木材、橡胶、各种金属)都可进行磨削加工。在国际上知名的砂带品牌有美国3M、美国Norton、德国Hermes、德国VSM、韩国DEER、日本牛头等。砂带磨削技术现已成为这些发达国家获得高额经济效益的一种重要手段,且砂带磨削量已占磨削总加工量一半以上。
在国内,一些砂带生产厂家如郑州白鸽集团(即中国第二砂轮厂)、上海砂轮厂等都相继引进了高压静电植砂新工艺,保证了磨粒在砂带表面的“定向排列”,使砂带具有良好的锋利性。同时,随着粘结剂的发展,耐水耐油的全树脂强力砂带的出现,使砂带的磨削性能得到显著提高。虽然目前我国各类砂带磨床的型号尚不完备,但研制和使用一些砂带磨削装置是切实可行的。
3砂带磨削原理
砂带套在传动轮、接触轮的外表面上,并使砂带张紧和高速运动,根据工件形状和加工要求,以相应接触方式和适当磨削参数对工件进行磨削或抛光。
砂带磨削的基本部件有:
3.1主轴传动装置。有单速或具有较大灵活性的变速传动,有时装有可逆电动机,以改变砂带的运动方向。皮带速度为10～50m/min,通常取16～30m/min,主传动装置的功率,在每10mm宽的砂带上是0.3～0.7kW。
3.2砂带张紧装置。保持磨削及导向时砂带的适当张力在砂带磨削过程中起到重要作用,它影响到砂带的切削性能和加工零件表面粗糙度。当增加砂带拉力时,可提高金属切除量,但同时也提高表面粗糙度值和磨料覆盖层的消耗量。
3.3砂带导向装置。砂带工作时,惰轮或张紧轮应当可以调整,使砂带定位及对中,根据砂带的宽度,这一装置可以手动或自动。砂带宽度大于200mm时,通常使用自动导向装置,使接触轮与张紧轮之间的砂带自动对正。
3.4接触轮。接触轮在磨削点上支承砂带,其本体是用铝或钢制成,轮上覆盖橡胶、纤维、毛毡或其它材料制造的弹性圈(厚度为3～15mm)。
根据需要,可制成各种密度橡胶轮,轮的表面制成交错开槽式或平滑式。使用各种橡胶化合物作为接触轮的覆盖面,以满足一定的磨削要求。
3.5若在砂带后面安装一块型板(钢、硬质合金或铸铁平板)来代替接触轮,则可完成磨边、四边形、端面、平面及精磨工作,保证零件的平面度或直线性。此外还有吸尘系统等。
4砂带磨削特点
砂带与易损坏的工具如用于单刃车削、铣削、砂轮磨削等工具相比,具有下列特点:
4.1加工效率高。经过精选的针状砂粒采用先进的“静电植砂法”,使砂粒均匀直立于基底、且锋口向上、定向整齐排列,等高性好,容屑间隙大,接触面小,具有较好的切削性能。
应用这一多刀多刃的切削工具进行磨削加工,对钢材的切除率已达每mm宽砂带200～600mm3/min。
4.2加工表面质量高。砂带磨削时接触面小摩擦发热少,且磨粒散热时间间隔长,可以有效地减少工件变形及烧伤,故加工精度高,尺寸精度可达±0.002mm;平面度可达0.001 mm。
另外,砂带在磨削时是柔性接触,具有较好地磨削、研磨和抛光等多重作用,再加上磨削系统振动小,磨削速度稳定使得表面加工质量粗糙度值小,残余应力状态好,工件的粗糙度可达Ra0.4～0.1μm,且表面有均匀的粗糙度。
4.3工艺灵活性大,适应性强。砂带磨削可以方便地用于平面、外圆、内圆磨削、复杂的异形面加工、切削余量20mm以下的粗加工磨削、去毛刺和为镀层零件的预加工、抛光表面、消除板坯表面缺陷、刃磨和研磨切削工具、消除焊接处的凸瘤、代替钳工作业的手工劳动。除了有各种通用、专用设备外,设计一个砂带磨头能方便地装于车床、刨床和铣床等常规现成设备上,不仅能使这些机床功能大为扩展,而且能解决一些难加工零件如超长、超大型轴类、平面零件、不规则表面等的精密加工。
4.4砂带有很大的弹性,因而整个系统有较高的抗振性。
4.5砂带尺寸可很大,适用于大面积高效率加工,且设备简单,操作安全,使用维护方便,更换砂带和培训机床操作人员花费时间较少。
5砂带磨床的发展方向
与一般常规的加工方法相比较,砂带磨削的确是一种优质、高效、低消耗的新颖的加工方法。
同时,对于刚性较差的长轴或薄壁套筒零件,设计制造一些结构简单、制造容易、操作方便的砂带磨削装置,安装在通用机床上代替磨床来进行高效的精加工是切实可行的。
6结论
砂带磨削作为一门新技术,在国际上已有各类砂带机产品应用,国内尚处在推广应用阶段,它的优越性已逐步被人们所认识。随着这一新技术得到进一步推广应用,以及砂带制造工艺的不断完善和发展,必将对我国的制造业产生较大影响,同时也会对目前不景气的各中小企业降低成本、提高效率及提高产品加工精度起到重要作用。
摘要：本文从国内外发展和应用的现状出发,阐述了砂带磨削的原理、特点及砂带磨削技术的发展趋势。
关键词：砂带磨削,磨床,磨削加工
参考文献
[1]冯蕴华国外砂带磨床现状[J].磨床与磨削, 1994,(4).
[2]朱德敏.砂带磨削[J].磨床与磨削,1995,(4).
[3]手册编辑委员会机械工程手册第8卷[M].北京:机械工业出版社,1997
砂带磨削的冷却液 第3篇
砂带磨削是根据工件形状,用相应的接触方式及高速运动的砂带对工件表面进行磨削和抛光的一种新工艺,并有“万能磨削”之称,它不仅能加工其他加工方法难于加工或不能加工的材料,而且还能加工复杂几何形状工件(航空叶片、汽轮机叶片、高档水龙头等)[1~3]。机器人修形磨削加工(conformance grinding)是指采用机器人磨削系统对复杂曲面工件进行砂带磨削加工使之达到设计尺寸公差和表面质量的一种精加工方法[4]。对于航空叶片的修形磨削加工,要求在磨削过程中精确的控制磨削量,而影响磨削量的主要因素包括:磨削力大小、工件的进给速度、磨削速度、砂带类型等,因此要求砂带磨削机床应具备如下两个条件:
1)砂带磨削机床精确控制磨削力
2)尽量减轻砂带磨床浮动部分的重量,提高砂带磨削系统对磨削力的响应速度。
为此,设计了一维力解耦砂带磨削机床(以下简称力解耦砂带磨削机床)。
本力解耦砂带磨削机床的主控单元采用西门子S7-226PLC[5],人机界面(H M I)为西门子的TD400C。S7-200PLC是西门子小型整体式PLC系列的可编程控制器,它适用于各领域中的检测、监测、及控制的自动化应用。本系统采用的S7-226PLC(DC/DC/DC)具有24点输入/16点输出共40个数字量I/O点。S7-226PLC的通讯方式有PPI通信协议、MPI通讯协议和自由方式通讯协议,便于和机器人控制器通讯。人机界面(HMI)TD400C通过RS485与PLC通讯,能实时共享更改PLC的数据单元,组成了现场实时控制系统。
1 力解耦砂带磨削机床机械设计原理
力解耦砂带磨削机床机械总体图,如图1所示,其机构简图,如图2所示。该磨削机床主要由导轨滑块、接触轮、调偏轮、张紧轮、余轮、驱动轮、三相电机、张紧气缸以及力反馈气缸等组成。由于该磨削机所需驱动电机的功率比较大,因此电机比较重。为了减小浮动部分的重量,以提高力解耦砂带磨削机床对磨削力变化响应的速度,所以将三相变频电机固定在机架上。在力解耦砂带磨削机床设计过程中,与驱动轮连接的砂带的张紧力方向尽量与导轨方向垂直,通过计算此张紧力在导轨方向的分离可以忽略不记,实现了砂带的外张紧力与水平方向的磨削力解耦。
2 力解耦砂带磨削机床控制系统硬件设计
以S7-226PLC为主控单元的控制系统结构图,如图3所示。该系统有四部分组成:人机界面(HMI),PLC与机器人的通讯,砂带线速度的控制以及通过比例阀和低摩擦系数气缸组成的磨削力控制等组成。
1)人机界面(HMI):S7-226PLC有两个485串口,Port1与人机界面(HMI)TD400C通讯,双方都支持PPI协议。TD400C设备是一种低成本的人机界面(HMI),使用STEP 7-Micro/WIN[6]的文本显示向导来组态TD400C设备,为TD400C设备创建画面和报警。可以使用TD400C设备键盘上的按钮来浏览这些画面和菜单。文本显示向导会创建参数块,在其中存储TD400C设备的组态、画面和报警。S7-200 CPU将该参数块存储在V存储区中。通过TD400C键盘可设置砂带的线速度和磨削力的大小,并可显示砂带的线速度和磨削力的大小。
2)P L C与机器人的通讯:考虑到有些机器人控制器没有串口,我们设计了两种通讯方式,一种为串口通讯,另一种为I/O通信。当机器人控制器上有RS232串口时,用RS232转RS485转接器连接PLC上的Port0,利用PLC自由口通信协议,通过户程序进行通信协议配置以满足通信双方的要求。PLC端协议内容由SMB30,SMB87,SMB88,SMB99等特殊寄存器来设定。其中,SMB30设定了通讯方式,校验方式,每帧字符长度以及传输的波特率。I/O通讯方式,用十芯的屏蔽电缆作信号线,连接机器人的I/O和PLC的O/I,双方通过各自的输出端口给对方发出信息;通过各自的输入端口读取对方发出信息。为了提高抗干扰性,保证可靠性运行,我们在软件上采用延时验证的方法。该系统采用了串口通讯方式完成PLC与机器人的通讯。
3)砂带线速度的控制:由于在磨削时,需要不同的磨削速度,因此要求电机转速无级可调。采用PLC的D/A模块和变频器来满足这个要求。PLC的启停通过I/O口控制,D/A模块输出的电压连接到变频器的模拟输入上,控制变频电机的转速。PLC的D/A模块输出的电压范围为0~10V,砂带驱动变频电机的最高转速为2800RPM,通过线性变换得到他们之间的关系。根据磨削工艺的要求确定砂带线速度的大小,通过人机界面(HMI)TD400C键盘输入给S7-226PLC,实现砂带线速度的控制。
4)磨削力的控制:根据磨削工艺的要求确定磨削力的大小。通过人机界面(HMI)TD400C键盘输入给S7-226PLC,PLC经过一定运算得到的气缸活塞杆输出推力的数字量,经过D/A模块转换为一个0~10V的模拟量,控制比例阀输出的压力,以此来使低摩擦气缸输出一定的气缸推力推动砂带磨削机床浮动部分,实现磨削力的控制。
3 力解耦砂带磨削机床控制系统软件设计
力解耦砂带磨削机床控制系统的软件设计包括PLC软件设计和人机界面(HMI)软件设计。
3.1 PLC软件设计
PLC软件主程序结构流程图,如图4所示。程序采用梯形图编制,编程软件利用西门子公司开发的专用编程和配置软件STEP7-Micro/WIN[6],该软件使用梯形图或语句表达形式进行离线编程,并且在运行程序时,还可以通过在线监测功能来监视各个变量,这样就给调试带来了极大的方便。根据机器人控制器的指令,PLC可启动力解耦砂带磨削机床的砂带的磨削运动和力控制。PLC还可以根据机器人控制器的指令,在线改变力解耦砂带磨削机床砂带的线速度和磨削力的给定值。
3.2 人机界面(HMI)软件设计
根据力解耦砂带磨削机床控制和操作要求,设计了主界面、参数设置界面、信号监控界面、参数显示界面等。
4 结论
本文详细讨论了基于S7-200系列PLC的一维力解耦砂带磨削机床控制原理、控制系统的硬件组成和软件设计。该一维力解耦砂带磨削机床较精确控制水平方向磨削力的大小,与机器人有机的结合完成了航空叶片的修形磨削加工。该机器人修形磨削加工系统在某公司用于叶片修形磨削加工运行了2年多。实践证明,该系统操作方便,运行稳定可靠,抗干扰能力强。
摘要：介绍一维力解耦砂带磨削机床的工作原理。阐述了PLC控制一维力解耦砂带磨削机床的原理及其硬件配置和软件设计。
关键词：PLC,砂带磨削机床,机器人,修形磨削加工
参考文献
[1]朱凯旋,陈延君,黄云,黄智.叶片形面砂带磨削技术的现状和发展趋势[J].航空制造技术,2007,2:102-104.
[2]黄云,朱派龙.砂带磨削原理及其应用[M].重庆:重庆大学出版社,1993:110-111.
[3]Yunquan Sun.2004,Development of a Comprehensive Grinding Process[D],PhD Thesis,The University of Connecticut,Connecticut,USA.
[4]李成群.机器人磨抛机床的机构及动力学研究[D].北京:北京航空航天大学,2008.
[5]SIMATIC S7-200可编程控制器系统手册[G].
砂带磨削技术研究进展与发展方向 第4篇
关键词：砂带,磨削,机理,砂带磨削
1 引言
砂带,即用粘结剂将磨料粘结在柔软基体上的特殊磨具,其切削作用主要由基底上具有刃角的专用磨粒来完成。砂带磨削就是利用这一方式,用对应不同几何形状工件的高速运动砂带与工件接触产生相对摩擦,从而达到磨削抛光效果的一种磨削加工技术。在现代工业加工中,随着汽车、建材、航空航天等产业发展,对金属及非金属材料,特别是难磨材料如不锈钢、钛合金等的加工精度及完整性要求也越来越高,砂带磨削这一有着“万能磨削”和“冷态磨削”之称的磨削工艺也越来越被人们所重视。下面就对砂带磨削技术国内外研究进展、应用及关键技术发展作简要阐述。
2 砂带磨削技术国内外研究进展
2.1 国外研究进展
自上世纪静电植砂技术的发展与成熟,欧美日本等国家就对涂附磨具特别是砂带磨削进行了大量研究,在制造技术及磨床设计生产领域取得了巨大的成就,保有大量的保密专利。目前国外产品系列丰富,如金刚石、c BN、锆刚玉、陶瓷磨料、复合磨料及堆积磨料砂带均有成熟制品。国际上知名的砂带品牌有美3M、Norton、德国Hermes、德国VSM、韩国DEER、日本牛头等;著名的砂带磨床制造厂商有美国Cincinnati、Sundstrand、Emerson Electric、德国Loser、德国Metab、瑞士ASEA等[1]。在机理研究方面,日本研究者[1]通过不断试验,利用模糊理论获得了磨削条件和影响平面度因素相对关系的表达式,既能精确地表达磨削过程,又能够满意地改善工件表面精度,为定量分析磨削参数变化对平面精度的影响提供了科学依据。J.J.Gagliardi[2]研究了单层和多层碳化硅砂带磨削花岗石时,功率、磨削力与材料切除率之间的关系,并和柔性金刚石砂带作对比,结论是金刚石砂带切除率高,磨削力和磨削功率小,工件加工表面损伤小,磨削温度低。在新产品研究方面,磨料上美国3M公司以锆铝氧化物合成物作为磨料发明出了Cubicut砂带,磨削效果理想;德国研发出了具有多国专利的空心球复合磨粒,其制作的砂带使用寿命长,切削效率高,成本低。基体材料上日本研制出了一种以软钢带作基底的超硬磨料砂带,加工高硬度或难加工材料效果显著;美国3M公司研制出一种塑料薄膜基底,制出的砂带强度高、韧性好,可以加工出粗糙度Ra0.05um以下的工件表面粗糙度[3]。
2.2 国内研究进展
我国砂带磨削领域的研究虽然相对发达国家较落后,但也正处于飞速发展阶段。张磊,余维才等[4]研究了5头无心外圆砂带磨床磨削12Cr1Mo VG合金钢管的磨削工艺,发现表面材料去除量受磨削压力、砂带线速度、磨料种类及粒度等影响较大,使用陶瓷堆积磨料砂带可获得较大的表面材料去除量和较好的表面质量。黄云,杨春强等[5]对304不锈钢砂带磨削进行了研究,发现当磨削时间t<8s时,表面粗糙度快速减小;当t>8s时,表面粗糙度趋于稳定;表面粗糙度随着法向磨削压力的增大而减小,当法向磨削力在60~80N时,表面粗糙度有稳定的最小值。王维朗,潘复生等[6]对不锈钢材料磨削进行了研究,试验发现不锈钢加工表面的缺陷主要是磨削裂纹和磨削烧伤,其产生的关键原因是磨削热;磨粒与工件材料在磨削过程中的交互作用受多个因素的影响,较为复杂;锆刚玉和陶瓷磨料对不锈钢材料可以获得较高的材料去除率,适用于不锈钢的磨削加工。刘瑞杰,黄云等[7]对钛合金砂带磨削进行了研究,发现法向磨削压力越大,材料去除率越大;随着砂带线速度增大,材料去除率先增大后减小;陶瓷和锆刚玉磨料的砂带较之氧化铝和碳化硅磨料的砂带有较高的材料去除率;工件材料的硬度越低、磨料粒度号越低,材料的去除率越高。并且提高砂带线速度,选用合理的磨削压力、砂带磨料、磨削液和采用高粒度号的砂带等,可有效防止磨削烧伤和裂纹的产生,改善金属材料磨削的表面加工质量;磨平磨钝是砂带最主要的磨损形式,这受磨削压力、砂带线速度、工件材料硬度和磨削液等因素影响较大。在产品生产方面,国内目前有湖北玉立、郑州白鸽等上百家涂附磨具制造厂商。当下正处于涂附磨具行业的转型升级期,新产品与新技术才是核心,过剩的产能必须要转化,一味进行低成本走量竞争势必要被这个时代所淘汰,中国砂带磨削产业任重而道远。
3 砂带磨削技术应用
砂带磨削由于其区别于砂轮独特的柔性磨削方式,应用的广泛性是其他加工方法所不能比拟的,可应用于各工业生产领域当中。其不仅可以加工砂轮可加工的有色金属材料,对于木材,石材,塑料,皮革等非金属材料的加工也有很好的契合性,对耐热难磨材料等也有很大的加工优势,是一种高效精密的加工方法。而且砂带磨削不仅可加工平面磨,内外圆磨表面的工件,还可以加工表面加工精度要求高的小型、大型或异形件。砂带磨削加工方式较其他方法也更加灵活,磨削设备形式多样,种类繁多,常见的有手提式砂带机、万能砂带机、台式砂带机、外圆砂带磨床、平面砂带磨床、无心砂带磨床、内圆砂带磨床等,磨具样式也可根据客户的需要生产不同规格种类的产品,如砂带异形涂附磨具[2]就是用砂带作原料进行再制造,充分利用砂带本身的柔曲性、可加工性,将成卷砂带经落料、裁成各种形状的砂带页片,再将若干页片按一定规律排列组合到金属或非金属的基体上,或缠绕到基轴上,之后用粘结剂将页片和基体粘成一体,制成各种各样的涂附磨具。
4 砂带磨削核心技术及发展方向
4.1 砂带磨削机理基础性研究
虽然自上世纪开始各国科学家及工程师就对砂带磨削机理做了大量的研究,但由于理论交叉性涉及到材料、机械、化学、物理、数学等多个学科,规律十分复杂,磨削效果受环境等多种因素的影响较大,所以至今仍没有一套完整的砂带磨削理论体系。建立出能表征磨削过程、磨削现象本质,为达到相应表面质量与精度所需的磨削参数理论,是当下各国研究的重点。
4.2 砂带新技术、新产品研究
砂带品质是反映砂带磨削技术发展程度的一个硬性标准,新技术与新产品无疑是重中之重。基于砂带制品的三要素,砂带制品发展方向有以下三点。新式涂附磨具磨料,如SG磨料、TG磨料、锆刚玉磨料、复合磨料、堆积磨料等的研发与应用。粘结剂的改性与创新,不同种类砂带如何改进粘结剂的性能,如底胶如何增加柔韧性降低脆度,复胶如何提高把持力与硬度,不同作用超涂层的研发等等。砂带基体的研发与创新,如重负荷超强聚酯布基体、高强度超硬磨料砂带基体、金属基体、金属与纤维复合基体等等的研究与应用。
4.3 砂带磨床自动化技术研究与国家标准的制定
我国砂带磨削没能发挥出其优势的主要在于磨床的发展,其根本发展走向良性循环。原因有两点。一是高速、超高速精密砂带磨床高精度数控自动化技术的研发,在德国砂带磨削最高线速度已可以接近100m/s.表面粗糙度Ra已达到0.01~0.025um[8],已实现自动化生产,这类高精尖技术国内目前仍处于研发阶段。二是砂带磨床国家标准的制定,目前我国国内生产的磨床结构、参数、主要部件的精度与刚度标准各不相同,这就导致了同一产品加工同一工件,在不同的磨床上会加工出不同的表面质量与精度,这大大阻碍了产品的市场流通与新技术的推广与应用。所以砂带磨床的技术革新与标准化制定对我国砂带磨削产业化发展具有重大意义。
5 结语
砂带磨削是一种高效磨抛工艺,其用途广泛具有很高的经济与应用价值。但从总体上看,国内无论在砂带磨削理论研究还是产品制造方面都与国外存在着一定的差距。目前国内业界人士正在加强对于砂带磨削技术理论的研究,并在新产品与技术研发方面力求突破,以企业转型摆脱国内现有的低成本、高销量恶性竞争的低利润传统落后砂带制品盈利的运营模式。企业也应与高校合作引入高技术人才,促进科研成果转化为生产力,使砂带磨削新工艺在工厂能得以应用,使科研与生产相结合,以科研促进生产,以生产保证科研,逐步深入,使
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