砂带

砂带

技術規格

外形尺寸580*540*520 600*350*500

砂带磨削分析及砂带磨削的特点

砂带和抛光带在很多机械制造业上都有着广泛的应用，比较有名的有美国3M砂带和3M抛光带，今天介绍下砂带磨削分析和磨削特点。

一、磨削分析

磨削与一般的切削加工一样，是以磨粒作为刀具切削木材的。磨屑的形成也要阅历弹、塑性变形的进程，也有力和热的发生。

二、磨削特点

磨削进程比一般切削进程庞杂，这是因为它有以下特点：

1、磨粒每一切刃相当一把基础切刀，但由于大多数磨粒是以负前角和小后角进行切削，切削刃具有-μm 的圆弧半径，故磨削时刀刃对加工表面发生刮削、挤压作用，使磨削区木材产生强烈的变形。尤其是刀刃变钝后，相对于甚小的切屑厚度（一般几微米），致使切屑和加工表面变形更加严重。

2、磨粒的刀刃在磨具上排列很不规矩，虽然可以按磨具的组织号数及粒度等盘算出切削刃间的平均距离，但各个磨粒的切刃并非全落在同一圆周或同一高度上，因此，各个磨粒的切削情形不尽雷同。其中，比拟凸出且比拟锐利的切削刃可以获得较大的切削厚度，而有些磨粒的切削厚度很薄，还有些磨粒则只能在工件表面摩擦和刻划出凹痕，因而生成的切屑形状很不规矩。

3、磨削时，由于磨粒切削刃较钝，磨削速度高，切屑变形大，切削刃对木材加工表面的刻压、摩擦激烈，所以导致了磨削区大批发热，温度很高。而木材本身导热性能较差，故加工表面会被烧焦。磨具本身亦变钝较快。

减少磨削热的方式是合理选用磨具。磨具的硬度应恰当，太硬，变钝后磨粒不易脱落，它们在加工面上挤压、摩擦，会使磨削温度敏捷升高。其组织也不能过紧，以避免磨具堵塞。另外，还要把持磨削深度，深度大，则磨削厚度增大，也将使磨削热增添。为了加速散热，在宽带砂光机中，采取紧缩空气内冷或在砂辊表面开螺旋槽。当砂辊高速转动时，应用空气流通冷却。

4、磨削进程的能量耗费大。磨削时，因切屑厚度甚小，切削速度高，滑移摩擦严重，致使加工表面和切屑的变形大。这种特点表示在动力方面，就是磨削时虽然每分钟木材磨削量不大，但因每粒切刃切下的木材体积极小，且单位时光内切下切屑数量较多，所以磨下必定质量的切屑所耗费的能量比铣下同样质量的切屑所耗费的能量要大得多。

砂带即用粘结剂把磨料粘附在基体上的环带状涂附磨具，用于砂带磨削。砂带按所用基体不同分为布砂带、纸砂带和布纸复合基体砂带。一般砂带的基体都有接头，也有专门编织成环形带的无接头布砂带。多接头砂带和螺旋形接头砂带的出现，使砂带宽度突破了布、纸幅面宽度的限制，最大宽度已超过4米,可实现大面积的一次加工。多接头砂带可以对接，也可搭接，对接时一般用涤纶薄膜作衬底。螺旋形接头砂带有两层，一般以纸作衬底层，两层都是对接的，各层接缝相互错开。砂带的宽度大、质轻、柔软，已成为大面积、复杂型面和高效率加工的重要磨具，广泛用于不锈钢板和胶合板的磨削和抛光，以及喷气发动机和汽轮机叶片的磨削。

砂带外圆纵磨表面粗糙度的试验研究

耿直韩德功

【摘要】：砂带磨削中,表面粗糙度是被磨工件表面质量的一个重要的技术指标。为了获得较低的表面粗糙度,特别是在要求获得尽可能高的磨抛效率时,必须选择适当的磨削条件和相应的配套技术。本文在大量试验的基础上,系统分析了各种磨削条件对表面粗糙度影响的规律,并对优化条件进行了探讨,通过生产验证,证明效果良好。

【作者单位】：机电部郑州磨料磨具磨削研究所机电部郑州磨料磨具磨削研究所

【关键词】：砂带外圆磨削表面粗糙度试验研究砂带磨削进给量磨削用量磨削条件

工件表面质量生产验证

中文名称：砂带

英文名称：abrasive band;abrasive belt

定义：涂敷有磨料的布或纸制的环带。

所属学科：机械工程（一级学科）；磨料磨具（二级学科）；砂瓦（三级学科）

砂带磨削经过近三十年的发展，现已成为一项较完整且自成体系的新的加工技术。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深受用户亲睐。在国外，砂带磨削技术已有了很大的进步，其加工对象和应用领域日趋广泛，它几乎能加工所有的工程材料，从一般日常生活用具到大型宇航器具无所不可应用，并已成为获取显著经济效益的一种重要手段。其作为一种加工技术之所以受到人们日益广泛的重视，得到迅速发展，是因为它具有以下一些重要的特点：

砂带磨削是一种弹性磨削，是一种具有磨削、研磨、抛光多种作用的复合加工工艺。

砂带上的磨粒比砂轮磨粒具有更强的切削能力，所以其磨削效率非常高。砂带磨削效率高表现在它的切除率、磨削比(切除工件重量与与磨料磨损重量之比)和机床功率利用率三个方面都很高。目前已知的砂带磨削对钢材的切除率已达到700mm3/mm2s,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，而砂轮才30:1。砂带磨床的功率利用率，远在砂带磨削发展初期就已达到80%，领先于其它机床，而今则高达96%，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加工技术。

砂带磨削工件表面质量高。这除了因其具有磨削、研磨和抛光的多重作用外，还因为：

相对砂轮磨削而言，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。

砂带磨削系统震动小且稳定性好。

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，不会出现象砂轮那样的动不平衡因素。

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和冲击。

磨削速度稳定，砂带驱动轮不会象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主要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Ra0.01mm，达到了镜面磨削的效果，而对于粗糙度值在Ra0.1mm以上的情况,则非常容易达到。

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，而砂轮磨削则多是张应力，所以砂带磨削非常有利于强化工件表面，提高工件疲劳强度。

砂带磨削精度高。由于砂带制作质量和砂带磨床生产水平的提高，砂带磨削早已跨入精密和超精密加工的行列，最高精度已达到0.1mm以下。

砂带磨削成本低。这主要表现在：

砂带磨削设备简单。与砂轮磨床相比，砂带磨床简单得多，这主要是因为砂带质量轻，磨削力小，磨削过程中震动小，对机床的刚性及强度要求都远低于砂轮磨床。

砂带磨削操作简便，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，这一切都可以在很短的时间内完成。

砂带磨削比大，机床功率利用率高，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。

砂带磨削非常安全，噪音和粉尘小，且易于控制，环境效益好。

由于砂带本身质量很轻，即使断裂也不会有伤人的危险。砂带磨削不象砂轮那样脱砂严重，特别是干磨时，磨屑构成主要是被加工工件的材料，很容易回收和控制粉尘。由于采用橡胶接触轮，砂带磨削不会象砂轮那样形成对工件的刚性冲击，故加工噪音很小，通常<70dB。由此可见，从环保角度来看砂带磨削也是十分值得推广的。

砂带磨削工艺灵活性大、适应性强。这表现在：

砂带磨削可以十分方便地用于平面、内、外圆和复杂曲面的磨削。设计一台砂带磨头装置作为功能部件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用的磨床。利用砂带磨削的这种特性能够很容易地解决一些难加工零件，如超长、超大的轴类和平面零件的精密加工。

砂带的基材、磨料、粘结剂均有很大的选择范围，能适应各种用途的需要。砂带的粒度、长度和宽度也有各种规格，并有卷状、环状等多种形式可供选用。

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。

砂带磨削的应用范围极其广泛砂带优越的磨削性能和灵活的工艺特性决定了它具有极其广泛的应用范围，从日常生活到工业生产的各行各业，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拟的。具体表现在：

砂带磨削几乎能磨削一切工程材料。除了砂轮磨削能加工的材料外，其还可以加工诸如铜、铝等有色金属和木材、皮革、塑料等非金属软材料。

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。

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

削不但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件。例如：

大面积板材的抛磨加工。砂轮的宽度最大仅1000mm，而砂带可以做到2500mm以上。目前已知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见的加工宽度为50~2000mm，加工厚度0.4~150mm。其生产率高达1000m2/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、皮革、绝缘板、陶瓷板以

及宇航器具、舰船和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。发动机变速箱体断面等断续平面的精密加工也可以用

宽砂带磨削一次成形，并能保证比传统铣、刨加工的表面有更好的密封性。

金属带材或线材的连续抛磨加工。由于宽砂带磨削的发展，使薄型带

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

力变形，故冷扎钢带、铜、铝带及其它合金带材等的表面都适合于用砂带

连续抛磨。其加工宽度为600~2100mm，加工厚度0.1~2.2mm，表面粗糙度

值Ra3.2~0.1mm，带材运行速度为3~80m/min。行星式砂带磨削为不锈钢或其它材料的成卷线材的抛磨提供了一种十分有效和经济的加工方法。已知

的线材抛磨直径在0.8~20mm.连续运行速度6~150m/min.

长径比很大的工件内、外圆抛磨。现代工业中的各种大型的、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、造纸烘缸等工件的

外圆和汽缸、石油管道、压力容器等工件的内圆表面加工。

复杂异型工件的抛磨。曲面工件的成型磨削，难度较大。然而利用砂

带的柔性可方便地加工各种复杂曲面，曲率半径仅为3mm的内圆角，砂带

亦可对其进行抛磨。如飞机发动机页片、汽轮机叶片、导航叶片、聚光镜

灯碗、反射镜、餐具、手柄、水暖器具等等都可用砂带进行高效率高质量

的抛磨加工。

砂带磨削设备形式多样，品种繁多。其可在各种通用型砂带磨削设备上进行。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、无心砂带磨床和内圆砂带磨床等等。专用的砂带磨床有凸轮轴砂带仿形磨床、工业罐体砂带抛磨机、汽车轮胎钢圈端面砂带抛磨机、摩托车油箱砂带抛磨机、专用不锈钢星盆

砂纸砂带砂布卷是指用粘结剂把磨料粘附在可挠曲基材上的磨具.过去俗称“砂布、

砂纸”,是磨具三大系列之一,又称柔性磨具.由于其产品的多样性,涉及使用的范围到各行各业,如航空、铁道、汽车、机床、木材、及木器、玻璃、造船、建筑、建材、自行车、不锈钢制品、漆器和轻工产品等…….是工业和民用的常用易耗工具,凡各类制品的表面磨削、修饰、抛光，均大多选用砂纸砂带砂布卷.它在全世界销售很广,经粗略计算1995-1996年,每年年产砂纸砂带砂布卷3.5-3.8亿平方米,销售额约17.5-24亿美元.在工业发达的德、美、法、英、日等国,砂纸砂带砂布卷独占三大磨具之首.砂纸砂带砂布卷、固结磨具、超硬磨具三者销售额比例，美国1995年已达48:36:10.这证明“砂纸砂带砂布卷”在市场占有率在上升,部分产品代替了固结磨具.这个结构性的变化,已被我国砂纸砂带砂布卷同行业人士所接受.今天,事实已证明,在我国砂纸砂带砂布卷也正与世界接轨,逐步成为砂纸砂带砂布卷行业中新的增长点.

我国生产和使用砂纸砂带砂布卷的历史悠久,四十年代旧中国张页式砂布砂纸、耐水砂纸仅有生产作坊，当时采用双辊子单机上胶、手工植砂、箱式固化和单台辊复胶，新中国成立后，逐步发展为平跪式连续生产线，五十年代中期第二砂轮厂从当时的民主德国引进了悬挂式连续生产线，但产品仍为动物胶为主的张页式砂布和浸渍纸醇酸树脂为主的张页式耐水砂纸，这些产品只限于机械维修钳工打磨的使用和家具、木器加工手工打磨用.砂纸砂带砂布卷的品种很多,发展到今天已不下数种.如张页式砂纸、砂带、页轮、钢纸磨片、叠盘、磨头等等.砂带是砂纸砂带砂布卷家族的一个大的成员,砂带磨削有着不可比拟的高效率高经济性以及广泛的应用范围，砂带磨削有“万能磨削”之称.六十年代以前为满足国内军工部门的需要,试制和生产了用圆筒布为基体的无接头砂带,当时而言,是在自力更生精神的感召下,试制生产了低档水平的砂带,填补了国内砂带生产的空白,但由于设备圆筒布基和技术工艺的限制，只能生产宽度在600mm以下，长度在3000 mm以内的小型无接头布基砂带，品种与规格的单一和局限，极大地影响了砂带的发展，其产量长期徘徊在五六万平方米的水平上，而且一直局限在少数航空和军工部门使用.到了八十年代根据国外砂布发展的趋势和国内磨削加工的实际需要,首先由现在白鸽(集团)股份责任公司从德国全套引进高档砂纸砂带砂布卷生产线(包括棉布处理生产线、砂纸砂带砂布卷制造线和砂带转换线)，才便我国砂纸砂带砂布卷品种和质量都提高到一个新的水平.嗣后上海砂轮厂引进了除原布生产线外在德国、瑞士引进了成套生产设备和专用技术。随后济南、武汉、北京砂布厂等引进了转换设备，从而便中国砂纸砂带砂布卷经暂新的面貌进入了国内外市场，产品也从单一的张页式扩大到砂带、砂卷、砂盘、页轮、页片式砂盘、砂圈…….砂纸砂带砂布卷开始进入了汽车行业、航空工业、木材加工工业、不锈钢制品工业、建材、玻璃行业等工业性生产领域，我国的砂纸砂带砂布卷工厂及产量也随着有了很大的发展.下表为历年我国砂纸砂带砂布卷产量增长情况.

1. 基体:

基体是作为粘结剂和磨料的承载体,也是磨削过程的力支撑体,是砂带的基础部分.因为作为砂带的基体必须具备一定的拉伸强度,很好的可挠性,较小的延伸性,在砂带制作时一些要求必须有一些工艺特性以及砂带在使

用时其一些特殊要求.由于砂带朝着高速、重负荷、高效率方向发展，对基体方面开展了许多科学技术要求，以加强现有各种基体的研究，适应磨削的需要.

常用砂带的基体有如下几种:

(1) 布:布基体以所用的原材料分类,有天然纤维、合成纤维、改性纤维等类.以布的组织结构分,有平纹组织、斜纹组织和缎纹组织，以布的重量单位（g/m2）有重型布、中型布、和轻型布之分.对于布的不同分类,各个国家与各个大型公司各有各的分类的具体指标和规定,这些指标一般在

砂带的技术指标中均有明确的规定,在选用时我们必须注意有关的规定.如通常使用的砂带,不论是加工金属材料或者是木材等非金属,大多采用中型布或轻型布基砂带.如果需要多接头的阔型砂带,则选用棉纤维缎纹组织的中型或重型布的基体.用以重型磨削(负荷重的磨削),则采用重型布或聚脂纤维的砂带,大部分木质的各类板材的习惯采用重型布或聚脂纤维的基体.需要延伸率特别小的砂带,往往需要用麻纤维作基体材料.布基体砂带一般情况下使用在金属加工方面较多.近十年来大力发展合成纤维的聚脂布,而聚脂布经处理后的径向断裂强度高,适用于大面积的磨削或强力磨削.因此合成纤维的聚脂布基是成为砂纸砂带砂布卷的发展趋势.聚脂布分100%短

纤维聚脂布基和65%短纤维聚脂纤维和35%棉混合布两种,织法有纺织和针织.纺织布基强度是靠纬砂和经砂上下交替穿棱产生,微观看基材是弯曲的而针织是径在砂与纬相互编缝的编缝的方法较多,所以能达到强度高延伸

率低的效果.

通常纯棉布和聚脂布的机械强度和延伸率如下

棉布与聚脂布的机械强度

测定项目棉布(未作原布处理) 聚脂纤维

(经原布处理)

轻型布中型布重型布

断裂强度(N/scm) 径向 >80-120 >100-120 >120-140 >3500

纬向 >16-80 >80 >80 ≧600

断裂伸长(100%) 径向 <12-18 <18 <18 <1-5

纬向 <12 <12 <12 <1-3

注:处理过的棉布比聚脂布的机械强度低一倍以上.

(2) 纸:

纸基体一般以重量来分类,即每平方米的重量(克)来表示,其单位为克/米2.按目前世界上比较通用的标准来分类,一般分六个等级,即A、B、C、D、E、F六类.

原纸每平方米的重量

项目每平方米的重量

A B C D E F

等级标准 80 100 120 160 225 280

A、B、C这三种纸单重小强度低，一般不作砂带用，只用作卷状或页状产品，C级有时只用作超涂层砂带用于仪器仪表、手风琴的漆面抛光；D、E、F这三种纸单重大强度高，可作砂带用纸，而E级（单重225克/米2）的

纸是最常用的纸种，D级纸一般用以轻型磨削。砂带用纸基的另一个特点，是采用耐水纸。而往往有纸基称“耐水”不是真正意义上的耐水，不是说这种纸基可以在水中进行磨削，而是这种纸具有很好的耐潮性，在环境湿度变化时，不会使砂带吸潮而发生变形影响使用。真正在以水作冷却剂或砂带在水中磨削时，所用纸砂带的原纸要作耐水处理，以期真正达到在水冷却或在水中磨削的耐水作用。

另外纸砂带对纸基体的厚度的均匀性要求很高，因为这是影响粘结剂涂层厚度的直接因素。上前我国砂带用纸基体大部分依赖进口，国产纸的强度、均匀性、耐水性等均达不到砂带生产的要求。纸砂带一般用于木材加工的宽砂带较多。

(3) 复合基

所谓复合基是指纸和布用粘合的办法复合在一起组成的特殊基体。复合形式有两种：一种是纸布的复合，用的纸一般为D级或E级纸，布则采用轻型而柔软的平纹布，一般在布面上涂胶植砂适用于粗粒度的产品，另一种是纸-布-纸复合，即三层复合，也通过粘合的办法把三者复合在一起，这种基体一般适用于中等粒度产品使用。上前大量使用的是纸布复合前一种复合和方法，而三层复合使用较少。复合基砂带综合了布与纸的优点，强度大、延伸率小、变形小、耐皱折，磁砂带耐用度高，磨削效率高，磨削质量好等特点。如加工中密度纤维板，用一条复合基砂带，可连续使用一周左右时间，这是我国上前耐用度最高的一种砂带。当前这种砂带制作较为复杂，接头要求高，要采用专用结构的设备来制作这种砂带。

复合基砂带以木材加工为主。

(4) 无纺布

无纺布又称不纺布,西方国家称纤维.它是用棉质纤维或合成纤维经梳理而成,无纺布几乎没有什么拉力强度,所以不能单独制作砂带,而是与其

它基体复合在一起制成砂带,所以这又是另外形式的复合砂带.用无纺布作砂带时,是在无纺布上浸以磨料和粘结剂,经干燥固化后制成“无纺研磨布”，再将“无纺研磨布”用粘结剂粘贴在布基或纸基上，然后制成砂带。这种砂带的表面弹性好，具有很好的抛光特性，故常用以金属表面的研磨和抛光，可以获得极高的光洁度。国外成卷的不锈钢板的连续抛光即用此法。

以上纸、布或复合基等基材是砂带最用的基材，除了高效强力砂带磨削拓宽用途之外，砂纸砂带砂布卷还朝专用、精密方向发展，因此轻型柔软基材和聚脂透明薄膜基材已相继问世，特别是适用于汽车、航空、内燃机、机器加工等行业的精密加工，这类产品在中国市场被美国3M公司几乎全部垄断。

2. 磨料

磨料是砂带四大基本要素之一，是砂带在磨削中的主体。砂带用磨料

从材质上来说与固结磨具是一样的，在选则磨料时具有与固结磨具同样的

规律与原则。但由于砂带与固结磨具的砂轮组织上的不一样和砂轮磨削与

砂带磨削在机理上的差异，所以对磨料的某些物理性能方面有着不同的要求，归纳起来有如下的不同点：

（1）磨料粒度系列不一样：

砂纸砂带砂布卷用磨料采用P-系列标准，即粒度号前加一个“P”字母。而固结磨具用F-系列标准，是不一样的。

（2）粒度号的设置不一样：

砂纸砂带砂布卷P-系列磨料设了30个粒度号：即P8 、P10 、P12 、P14 、P16 、P20 、P24 、P30 、P36 、P40 、P50 、P60 、P70 、P80 、

P100 、P120 、P150 、P180 、P220 及微粉设P240 、P280 、P320 、P400 、

P600 、P800 、P1000 、P1200 、P1500 、P2000 、P2500等

固结磨具F-系列标准设了35个粒度号：即4#、5#、6#、7#、8#、10#、12#、14#、16#、20#、22#、24#、30#、36#、40#、46#、54#、60# 、70#、80#、90#、100#、120#、150#、180#、220#.另设微粉有230

至1200号等.

(3)粒度组成不一样

一是砂纸砂带砂布卷用磨料P-系列磨料中各号基本粒含量高,二是粒

度群的分布较宽. 以8#磨料为例来说明上述两个不同点:

粒度组成

含量

类别粗粒

(不能过7#网) 基本粒

(不能过8#网) 混合粒

(不能过10#网) 细粒

(不能过10#网)

砂纸砂带砂布卷

固结磨具42±8

20 86±6

45 98

70 2

12

此外,在砂纸砂带砂布卷的专门用途上,在制造砂纸砂带砂布卷要进行

磨料的处理.详见本篇二、（一）、（B）、7

3. 粘结剂

粘结剂是磨料与基体之间的桥梁，是把磨料紧紧粘着于基体上的一种

特殊物质，所以它即要考虑与基体的附着力，又要保持对磨料的较好把持力，能抵抗在磨削过程来自各方面的冲击力，保证有极高的磨削比.

砂带常用的粘结剂从其性质来分有两类,一种是天然的,如动物胶,包

括皮胶、明胶和骨胶.另一种是合成树脂,最常用的是水溶性酚醛树脂.这种粘结剂常使用在底胶、复胶和超涂层的过程中。

粘结剂的组成比较复杂，除了主料以外，还有许多辅料，以改善主料

的某些性能，如填料、固化剂、促进剂、着色剂、表面活性剂以及溶解剂等.根据不同的用途,不同的树脂,不同的要求选择以上这些辅料,使砂带达

到预计的质量要求.按照不同粘结剂的互相搭配,就形成目前砂带四种类的

粘结剂产品.

(1) 全动物胶产品:代号为G/G.

底胶及复胶全部采用动物胶.这种产品的成本低,制造简单.但由于动

物胶粘结性差,不耐热,不耐潮,是一种档次比较低的产品,常用于一般的木

器和轻金属的研磨和抛光以及半手工的加工方式.

(2)半树脂粘结剂产品:代号:R/G.

以动物胶为底胶,树脂胶为复胶的一种产品,改进了动物胶产品粘结性

差不耐热不耐潮的缺点.因而一方面保持了价格低廉(比动物胶略贵)和性

能柔软的特点,另一方面又提高了抗潮和耐磨的性能.这种产品主要用于卷

辊式机械磨削加工,更多的是制成各种砂带在木材加工中使用,也用于皮革、塑料、橡胶等非金属材料的抛光和精磨.国外有些复合基砂带,也是用半树

脂粘结剂制作的,半树脂砂带在国外占有很大的比重,它是一种物美价廉而

又比较通用的产品。

(3)全树脂粘结剂产品:代号为R/R

此类产品的底胶与复胶全是树脂粘结剂制成的,常用的是水溶性酚醛

树脂,它的粘结性和耐热性较好,是目前砂带制造过程中常用的一种粘结剂,用中型布和重型布基可制成性能极好的砂带,对难加工材料、强力磨削和重负荷磨削是一种理想的选择，例如国外采用锆刚玉为磨料，磨削不锈钢铸

件的强力磨砂带就是用全树脂制成的。全树脂砂带是一种高档产品，它对

木材、难加工金属材料均有较好的磨削效果，是一种用途较广的砂带.这里特别指出这类产品虽然是标明是耐水的,但仍只限于干磨或者在油类配制

的冷却剂中磨削,因为虽然有一定的耐水性,但这种产品都未进行特殊防水

处理,所以一旦在有水的条件下长期作业,会因为吸水膨胀而导致产品的磨

削性能下降,因此这种产品虽然具有抗潮的能力,而不能作为耐水产品来对待.全树脂产品要比动物胶、半树脂产品抗潮性要好。

(4)耐水产品,代号为WP.

这种产品除了底胶与复胶均用耐水的合成树脂外,基体也必须经过耐

水处理.即所用的原布处理胶有较好的耐水性,便砂带在水中或者在乳化液

中仍能保持良好的磨削性能和较小的砂带变形.与全树脂砂带相比,耐水砂带更有独到的耐水性能,所以全树脂产品不一定是耐水的,而耐水产品必须是耐水的,除了底胶和复胶采用耐水树脂以外,原布处理的胶也必须是耐水的,这是真正意义上的全树脂耐水产品.这种产品应用于难加工材料及机械零件上的磨削和抛光.

4. 砂带的结构形式

以材料力学机理上分析,一个物件的整体机械强度是均质的,理化性能应该是相似的,而从材质相同由二个以上单位所组成的物体,其机械强度要不小于整体的机械强度.对于一条砂也是这样,接头部位是砂带在外力作用下最薄弱的环节.在生产工艺上砂带的接头是工艺技术工作的重点,因为它直接关系到砂带的使用.因为要十分考虑到砂带接头处的柔性,而且要考虑到接头处的接头强度,主要是接头抗拉强度,即在接头处在接触轮或压板上所受到的冲击,便工件留下周期性的磨削振动而产生的振纹,直至发生断裂.在接头时所所采用的接头胶粘结不牢或因热对介质产生的敏感,也可能因

此失效而断裂.因此砂带接头必须具备如下性能:

抗断裂性.即抗拉强度和抗剪切强度;

高的耐热性和耐介质的浸浊能力;

接头处的厚度与非接头处的相差不大,或有负公差时(接头处比非接头处低)保持必须的机械强度.特别是细粒度砂带更应注意它的机械强度.

对接头质量的评价主要用两项指标,即强度和厚度.接头强度主要取决于接头胶的质量及接头工艺,同时基体本身的强度也有一定的影响.接头厚度与接头厚度的允差必须视胶的质量与基材的质量而定,特别是有负公差

要求时更应慎重.接头的形式决定了砂带的结构形式.砂带的结构形式有以下几种.

(1) 无接头砂带

无接头砂带是采用筒布为基体,经过原布处理、涂胶、植砂、固化等一系列工序后，所制成的一种没接头的砂带。

这种砂带是早期产品，时到今日，只有在日本及我国（包括台湾在内）仍保留着这种产品，有少量的产品.由于这种砂带所用筒布基体,生产设备与工艺的限制,不能满足当前市场上众多规格,特别是宽砂带的要求,而且

生产效率较底,工艺复杂,所以在近代砂带生产展中被淘汰,而被有接头的

砂带所取代.

(2) 接头砂带

在控国内外砂带标准中“砂带”一词，实际上是指接头砂带。

有接头砂带又分搭接接头和对接接头两大类，从过去的搭接为主转为对接为主的接头。欧美砂带对接占75%以上，对接砂带的最大优点是避免搭接砂带使用时规定的方向性.

1/.搭接法砂带:

搭接法是两个接头处,根据确定的宽度要求,分别磨成倾斜边涂以接头胶后,互相叠合压合而成.叠合后的厚度即接头厚度不能大于非接头厚度的0.1mm,接头宽度根据砂带的大小宽窄从8-15MM之间进行调整,接头角度在45°-85°的范围内调整,一般窄砂带取用较小的接头角,这样可以增加搭接面积,从而提高搭接强度.宽砂带一般选用较大的接头角,便于接头操作.这种接头方法因前在国内外被广范的采用,无论是布基和纸基乃至于复合基均可采用.

2/.对接法砂带

对接砂带是将两个接头边对拼后砂面或布基面垫以一条衬垫材料经压合后制成的砂带.在接头前,先将两个接头边的正面(砂面)或背面(布面或纸面)进行磨边,磨去厚度与接头垫衬的厚度相当,这样保证接头厚度与非接头厚度相当,在用户需要时接头厚度还薄于非接头厚度(负公差).接头的垫衬材料是一种增强的聚脂薄膜,这种薄膜不但强度高而且延伸率极小.接头的角度是根据聚脂薄膜中增强纤维的取向来定的,增强纤维取向角度又是根据砂带接头角度450-850范围内选定的.

对接也是一种应用较广泛的一种接头方法,它比搭接法在工艺上要简单,当前我国对接法的高强度聚脂薄膜全依赖于进口,所在在使用上受到了很大的影响.

合生生公司从美国AND公司进口的薄膜分黄、红、白、兰、绿五种颜色的接头薄膜，具有特定技术性能，该公司可以生产不同的取向角度，也可以生产和供应不分角度的薄膜，每种色泽的薄膜标明了各自薄膜厚度，在500N时的抗拉强度（N/scm）各适用范围。

对接法又分两种形式：一种是一般对边对接，即两接边的直接拼合（合生生称平口接），另一种是S形对接，即将两接头加工成S形的边，然后两个S形边缘向齿轮一样互相咬合在一起，加上垫衬聚脂薄膜后压合成砂带（合生生公司称正弦对接）

合甡公司各种对接代号的说明

接头代号接头代号的含义磨边工艺要求

VS11 S形对接

砂带布基接头将背面的布基浆料磨掉，但不能磨断砂线，不能出现烧伤和玻璃状.

VS21 S形接头

砂带砂面接头用金刚石砂轮将砂面磨去，并磨去部分粘结剂层，然后在砂面上接头.

VS31 S形对接

砂带砂面磨掉，

背面接头先磨去背面浆料应露出布基，但不能割断砂线，不能出现烧伤和玻璃状，再磨砂面的磨料，在背面接头.

VZ11

VZ21

VZ31 平口对接砂带

11、21、31与VS11

、21、31含义相同先将砂布块切成斜边（非S形），其余按以上11-31磨边方式和接头方式对接.

(3) 嵌接法:

嵌接法是对接法的另一种形式,从形式上看很相似,其不同点在于所用的衬垫材料的材质和形式不一样,另外嵌接法是适用于基体材料特别厚的

砂带,正因为基体特别厚所以用搭接法和对接法是难以完成的.嵌接法所用的衬底材料强度是很高的材料、其基体基本相等的一种塑料材料,它是把衬底材料边缘和砂带接头边缘都加工成同角度的斜面,并涂以接头胶,经压合嵌接成为砂带.这种方法一般使用于特厚的砂带如复合基砂带.

(4) 单接头与多接头砂带

单接头砂带:当砂带的宽度不超过砂布(纸)大卷的幅面宽度,则一般采用单接头的方法,可用以上搭接和对接.

多接头砂带:当砂带的宽度超过砂布(纸)卷的幅面宽度,就需要采用多接头的方法来制作砂带.所谓多接头砂带是指一条砂带上出现二个或二个

以上接头时称多接头砂带.多接头砂带的出现是砂带制作技术上的一次新

的突破,便有限的砂布(纸)的幅面宽度,可以制成比砂布(纸)卷幅面宽几倍的宽砂带,从而解决了窄的生产设备制作宽砂带的难题.

多接头砂带的制作程序是:第一部根据长、宽尺寸和砂布大卷的幅面宽度按照多接头砂带的数学计算公式，计算出应有多少个平行四边形块组成砂带和每一个平行四边形的具体尺寸.第二步裁取平行四边形块。第三步在两个平行四边形的两个上下边进行磨边.第四步依次将若干个平行四边形

搭接成一个宽砂带.

(5) 螺旋形接头砂带

螺旋形砂带与多接头砂带具有同样的功能,即把比较窄的砂带(布和纸)幅面接成宽于宽于幅面数倍的砂带,但与多接头砂带的接头方式是有所不

同的.螺旋形接头砂带是由两个部分组成,即衬底和砂布组成,它是螺旋形

卷绕把衬底与砂布结合在一起制成一条任意宽度的砂带.在砂带的表面上

有一条螺旋形的接缝,所以称为螺旋形接头砂带.这种砂带由于有双层组织,所以强度高,延伸率极小,具有很好的磨削性能.但这种砂带所使用的接头

设备是比较复杂的,工艺上的难度较大,所以这种砂带应用起来并不普遍.

关于植砂方法与植砂密度虽然是砂带大卷制造上很重要的一个程序,

植砂采用什么方法和植砂的密度控制与磨削密切相关,又是砂带基本结构

构成的间接相关的因素,因此,此处有必要阐述一下.

植砂的方法在砂带制造加以阐述.植砂分密植砂、半密植砂与稀植砂三种。所谓植砂系指将磨料植于砂带上的一种工序，植砂密度是指在每平方

米的砂布（纸）上植入磨料的重量。植砂密度的稀密与磨削有密切的关系.

a. 密植砂:指每平方米砂布(纸)块上所植入的磨料很密.绝大多数磨

削领域中均采用密植砂.除了有特殊要求处,应尽量提高植砂密度.因为磨

料是在磨削过程中起磨削作用的主要材料,因此如不发生阻塞,应积极延长

磨料在砂带上的寿命,这对使用者来说也地这样想的,这样有利于磨削加工

的加工效益和经济效益.

b. 半密植砂:所谓半密植砂顾名思义比密植砂所植的磨料要稀,对于

磨削中怕热或一些被磨材料怕阻塞情况适用.

c. 稀植砂:是指比半密植砂所植的磨料还要少.如加工软材料,如松香

量比较高的木材、橡胶制品、铝及铝合金、铜及铜合金、皮革等比较适用.

用稀植砂解决磨削中的阻塞之外,还可以将砂带磨料层上涂上一层特

殊的物质,以增加在磨削过程中抗阻塞的作用,并保持良好的磨削与抛光功能.这种砂带特别是细粒度中使用较广,即超涂层砂带.

(三) 砂带的制作

制作砂带一般包括原布处理、大卷制造、大卷的后处理和转换等四个

过程。合生生公司系砂带精加工的转换生产，前三个过程系承包方完成.现

将这四个过程分述如下:

1. 原布处理

砂带使用的基体有布、纸和复合基.纸除耐水纸外一般是不需要处理的,复合基是属于纸与布的复合,有时在分供方处直接采购,或者在砂带生产厂

的原布处理线上或大卷制造线上完成.这里办说明布基处理刮毛、烧毛、脱腊、染色、浸渍刮浆、拉伸、压光等主要工序，根据不同的要求选定不同

的工序

(1) 刮毛、烧毛

刮毛、烧毛是去除原布表面的棉绒、棉结、杂质等缺陷，通过一种螺

旋形的刮刀，把坯布表面刮净，然后经过高温火焰烧掉坯布表面的毛绒，

便坯布表面光洁平整.

(2) 退浆脱脂

退浆脱脂是除去棉纱条干上的浆料和棉纤维中的腊质,它是通过碱液

的浸泡来清除的,退浆和脱脂后的棉布,易于浆料的吸收和渗透.

(3) 染色浸渍和刮浆

由于砂带对基体色泽的要求比较低,所以染色、浸渍与刮浆合在一起进行，即把染色用的染料直接浸渍和加入浆料之中，以达到染色的目的。耐

水产品的处理，必须用树脂料来浸渍，而一般非耐水产品，则用动物胶来

浸渍.

(4) 拉伸

拉伸包括纵向和横向拉伸向,纵向拉伸拉掉一部分的延伸率和减少成

品的延伸.横向拉伸有定型和拉幅作用,保证处理后的布幅宽度控制在一定的范围之内.

(5) 压光

压光是原布处理的最后工序,目的在于使布既平整又光滑,对涂胶的均匀一致起了保证作用.

2. 大卷制造

大卷制造包括商标印刷、涂胶、植砂、复胶、干燥等主要工序，这些工序均在一条生产线上完成，它是一条联动作业的生产线.

(1) 商标印刷:此工序系完成在布基或纸基背面印刷工厂商标、磨料粒度、型号及有关工厂的规定，印刷必须清晰、清楚、美观及便于用户识辨产品的有关数据，例如采用搭接时的使用砂带的方向等.

(2) 涂胶:包括涂底胶与复涂,如上涂量(底胶与复胶)植砂量在近代生产线上均采用自动扫描并将其信息反馈到自动调整控制装置。以前许多大企业都采用β-射线穿透式测量，但其稳定性、安全性和精确度差，近期一些著名的砂纸砂带砂布卷企业里已作了较大的技术改造，成功地采用了美国NDK公司的γ-射线式线上测量，其测量精度在0.25mm测量误差±0.25%,测量精度及稳定性、安全性均较以前测量系统优越，再配以触摸式监控显示和自动反馈控制，加上干燥线上温度自动控制，形成完整的砂纸砂带砂布卷测量质控系统，可以保证每批产品的稳定质量.

底胶和复胶在生产上其厚度是通过两个对辊之间的间隙控制来实施的.

(3) 植砂:

植砂有两种方法,一种是重力植砂,另一种是静电植砂.重力植砂是靠

磨料自身重力植砂胶层上面,所以磨料在胶层上的排列比较杂乱,没有一定的方向性.静电植砂是领先静电磁场电力把磨料吸极化后吸引到胶层上,因而磨料的排列有序,而且磨料的棱角和尖端朝外,显得十分有利,由于磨料

的轴线方向必然与基体构成一定的角度,基体表面磨料的取向形成锯齿一

样的结构,因此磨料在砂带表面能充分这一最好的效果,磨削能力必然会增强.由于静电植砂对粗粒度(40#以粗)并不适用,所以这部分的磨料要用重

力植砂来完成.

(4) 干燥:大卷在植砂必须要进行干燥.干燥设备有全封闭干燥和具有调湿功能的封闭干燥的特点.全封闭干燥应干燥温度高、时间长，为了扩散热的减少和热量循环充分使用提高热的效率，有害废气的集中处理减少环境污染采用全封闭干燥的形式有利于砂带的生产，而且一般都有千米以上的容量，有利于树脂胶干燥温度干和时间长的特点。带有调湿功能的干燥设备，是使砂带在高温和长时间烘烤物理水分损失而导致砂布发脆的弊病，

所在砂布的引出区域内增加增湿装置，使砂布的含水量与常态保持平衡，因此砂布在干燥工序上应有这种功能的设备。

3. 大卷的后处理

砂布从干燥室卷出之后，要经过一系列的处理后才能进入转换工序。大卷的后自理包括后固化、存放、增湿、柔曲等。经过这些处理工序，砂布（纸）的性能与质量才能达到预定的目标。

（1）后固化。从干燥室转出的大卷砂布（纸），由于干燥室中的温度较低，时间较短，只是完成了预固化的阶段磨料达到了定位，但从酚醛树脂固化反应来说，只是达到了B阶段，如完全真正的固化，还需要更高的温度和时间，才能变成不溶不熔的C阶段的树脂，其质量才能得到理想的效果。

（2）存放。大卷经过几小时高温固化后，酚醛树脂粘结剂在发生固化反应时，由于高分子链上形成交链的不对称性，因此产生内部应力的不平衡，形成所谓“内反应力”引起砂布表面变形凹凸不平或者扭曲。这种缺陷，经过一定时间存放后，这种内应办会慢慢的自行消失，砂布表面变行平整挺刮，大卷的存放最好在恒温恒湿的仓库中，存放效果更会好。

（3）增湿。

无论是砂布卷或砂纸卷，在常态下必须含有一定的物理水份，当这种水份损失到一定程度时，砂布或砂纸就要发脆。大卷砂布在固化炉时间的高温烘烤，水份的损失也比较之严重，产生一定的脆性，所以通过增湿来恢复砂布中所含的水份，提高砂布的柔性和韧性。

（4）柔曲

砂带又称柔性磨具。为要达到柔性，一是选用基体材料和粘结剂均是柔性较好的材料，则制成产品本身很柔软，这种产品不需要进行柔曲，这是比较困难的事情，二是进行柔曲。为了要对付难磨材料，大磨削量加工和重负荷磨削必须选用厚度和重量较大的基体，粘结强度大、耐热性高的热固性树脂，这样本身的柔性就会改善，但总体上砂带是柔软而从微观上仍是坚硬的，这就是机械柔曲要完成的任务。机械柔曲的作用，简单地说，是使砂带表面产生微小的小裂纹，从而获得整条砂带的柔软。

4.转换

所谓转换是指将砂布大卷转换成砂带或盘状、页状以及其它形状的产品的过程，单就砂带来说，包括以下几项转换工序.

合生生公司生产车间对砂带的转换与二砂和上砂的工序相同,按以下

的工序进行,工艺流程如下页所示:

(四) 砂带在使用过程中易发生的问题与保管注意事项

砂带在使用过程中易发生的缺陷可分为两类：一是磨具本身质量不好，二是使用不当，选择不对路或设备上的故障引起的问题.具体问题应作具体分析，采取相应的措施.

1. 砂带发脆

当加工一些型面、弯曲或凹凸的工件时，往往希望砂带十分柔软，以便使用.砂带十分脆硬时,容易使磨具的效果不理想.砂带发脆的原因,除了柔曲不好,再就是气候过于干燥.解决的办法是,砂带便用前,尽量不开包,避免过度干燥,有条件的话宜放在15-200C,相对湿度在50-60%的环境之中,砂带就不太脆.若没有上述的存放条件时,在使用前短时间放在湿度较大的地方,并尽量将砂带摊开,以增加与潮湿空气接触的机会,一般,一天左右即可恢复一定的柔性.如有条件的场合,还可以用柔曲的方法也可达到柔软的目的.方法是把砂带的布基面斜面放在钢板上,上下往返柔搓,一个方向柔搓完,将砂带的另一个方向用相同的方法上下柔搓完毕,也可达到柔软的目的.当然在生产砂带大卷已进行了机械柔曲,这种方法只是作临时性的补救型号：3M 362L

规格：4“/6“ X150FT

材质：纸砂带粒度：

3M ：362L 精选氧化铝均匀涂附于高平整度高强韧性聚酯薄膜上，广泛应用于金属，塑胶，油漆研磨，汽车，列车零部件，轴类零件抛光。

常用规格:4"（101.6毫米）宽X 150FT（45.72米）长X 3"（76.2毫米）塑料内芯直径.

常用粒度:9/15/20/30/40/50/60/80MIC （矿砂颗粒直径:微米）

3：氧化铝

6：3MIL 千分之三英寸背基厚度

2：开放式植砂

L：薄膜背基3M :精密研磨卷（EMMD）:

261X 262X 263X 266X 461X 462X 466X 468X 464XW

268L 262L 266L 366L 272L

362L 372L 373L 472L 971X

661X 662XW 666XY 668X 863XW 661XU 260L 360L