砂带磨削技术在抛光工艺中的应用

轻便砂带磨头的设计理念

    砂带磨削作为一门新技术，因其加工效率高，应用范围广，适应性强，使用成本低，操作安全方便等特点，而广受青睐。在国外已得到广泛应用，发展非常迅速，与传统的车削、铣削、砂轮磨削产生了激烈竞争。砂带磨削的生产率比铣削高10倍，比砂轮磨削高4-10倍。砂带磨削日益广泛地应用于各种材料的磨削和抛光中，特别适用于加工大型薄板、带材、长径比很大的薄壁孔和外圆。目前砂带磨削技术正随着砂带制造质量的提高和品种的发展而不断地发展。在世界上工业发达的国家如美、英、日、德等国砂带磨削机床及砂带生产与日俱增，我国也对此项研究越来越重视，吸引了越来越多的大学、科研机构、工矿企业研究应用这一先进工艺，它的优越性已逐步被人们所认识。如果这一新技术得到进一步推广应用，必将对我国的制造业产生较大影响，同时也会对企业降低成本、提高效率及提高产品加工精度起到重要作用。  

  1 砂带 

  砂带是特殊形态的多刀、多刃的切削工具，其切削功能主要由粘附在基底上的磨粒来完成。作为一颗磨粒的切削行为，可以比喻为一般切削加工刀具的微型体的切削行为。砂带属一种单层磨料的磨具，是砂带磨削的主体，它由磨料、粘结剂、基体材料三要素组成，在具有可挠性且极为平坦的布料或纸料基体表面上，平整地排列着长径立起的磨粒，靠粘结剂和基体材料保持可挠性和弹性。作为涂附磨具的主要品种，其性能是由各部分要素综合形成的，由于这些要素的组成各异，使得砂带这种涂附磨具的性能可满足不同的工件材料在不同的加工条件下进行磨削加工的要求，同时也形成了砂带磨削区别于砂轮磨削的诸多优点  

  2 砂带磨削 

  砂带磨削正是利用砂带，按照待加工工件的要求，在一定的机械装置上，以相应的接触方式，并在一定的压力作用下，使高速运转着的砂带与工件表面接触产生摩擦，将工件加工表面的余量逐渐磨除或抛磨光滑的新工艺。磨粒在与工件表面的相对运动中，磨粒和工件表面间产生一定的干涉。按照干涉的程度，可区分为三个不同的过程。

  （1）滑擦 实际上此时开始接触工件，干涉很少，磨粒只摩擦工件表面，起“滑擦”作用，此时磨粒在工件上滑擦，实际上产生了切除材料的弹性和塑性变形。  

  （2）耕犁 随着机床进给，切削厚度的增加，干涉增大了，这时磨粒在工件表面上犁出“刻线”，称为“耕犁”。此时工件材料产生塑性流动，材料产生一个挤压式的运动，而从磨粒下方向的前面在和两侧挤出，同时切除少量材料。  

  （3）切削 在一定压力的作用下，当有足够的干涉并伴随一定的切削温度时，开始真正的“切削”，此时在滑动磨粒的前方产生断裂而形成切屑，有相当快的切除率。砂带上的众多磨粒，在与工件接触的瞬间，一部分磨粒进行切削，另一部分犁出沟槽，还有一些只起滑擦作用，甚至同一颗磨粒的不同部位以及同一部位在不同的加工时间里所起的作用也不同。除此之外，砂带的旋转运动又起了擦净切屑的作用，将前进着的磨粒前方的切屑清除干净。  

  3 砂带磨削的优点 

   (1)经过精选的针状砂粒采用先进的“静电 砂带磨削技术抛光工艺中的应用静电植砂法”，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，生产效率高。

  (2)砂带磨削时接触面小，摩擦发热少，可以有效地减少工件变形及烧伤，加工精度高，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，加工表面质量高。

  (3)砂带磨削可以用于平面、外圆、内圆磨削、复杂的异形面加工。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，砂带磨削工艺灵活性大，适应性强。