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    砂帶磨削技術及其應用

    日期:2022-01-08 14:21
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    摘要:

    砂帶磨削技術及其應用
     
        砂帶磨削是一種高效、經濟、用途廣泛,并有“萬能磨削”之稱的新型磨削工藝。在現代工業中,砂帶磨削技術已被當作是與砂輪磨削同等重要的一種不可缺少的加工方法。 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也是如此,因為組成砂帶的基材、粘結劑都具有一定的彈性,更何況大多數情況下都采用有彈性的橡膠作接觸輪。
     正因為如此,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溫度升高,而引起的熱塑性流動等綜合作用。所以,從這點來看,砂帶磨削同時具有磨削、研磨和拋光的多重作用。而這也正是砂帶磨削表面質量好的原因。
     另一方面,由于砂帶的這種彈性磨削特點,還使砂帶在磨削區域內與工件接觸的長度比砂輪大,同時參加磨削的磨粒數目多,單顆磨粒所受載荷小,且均勻,磨粒破損小。而使整個砂帶的磨耗比(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,很不規則,實際磨削時,磨粒都是以較大的負前角、小后角甚至負后角的刃口進行切削,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,磨削時材料變形小,切除率高,磨削力和隨之產生的磨削熱小,磨削溫度低。 3)砂輪磨粒間充滿了結合劑,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,并且磨屑可隨時直接帶走,很少殘留在砂帶表面造成堵塞,而不會由此增加摩擦發熱,磨削區域溫度低。
    4)砂帶的周長從設計角度來看,可以遠遠超過砂輪的周長,這就使得砂帶在磨削時既有良好的散熱區域,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〉在運行時的振蕩,將粘在砂帶上的磨屑自然抖掉,進一步減少磨粒被填塞的現象,從而減少摩擦發熱,這也是砂帶磨削溫度低的一個原因。
    由此可見,砂帶磨削的加工機理是同于砂輪磨削又有別于砂輪磨削的一種更為復雜的形式,這是分析和了解砂帶磨削機理的理論基礎和根本出發點。
     具體表現在: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" 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,因此也被國外工業界稱為“萬能磨削”的一種高效精密加工方法。
     2、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:(1)大面積板材的拋磨加工。砂輪的寬度較大僅1000mm,而砂帶可以做到2500mm以上。 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1000㎡/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。
     (2)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Ra3.2-0.1μm,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。  
     (3)長徑比很大的工件內、外圓拋磨?,F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。
     (4)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。如飛機發動機葉片、汽輪機葉片、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行高效率高質量的拋磨加工。
      
    砂帶磨削技術及其應用
     

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