砂带磨削技术及其应用

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第五节 磨削的工艺特点及其应用

第五节 磨削的工艺特点及其应用

第五节磨削的工艺特点及其应用用砂轮或其他磨具加工工件,称为磨削。

本节主要讨论用砂轮在磨床上加工工件的特点及其应用,磨床的种类很多,较常见的有外圆磨床、内圆磨床和平面磨床等。

作为切削工具的砂轮,是由磨料加结合剂用烧结的方法而制成的多孔物体。

由于磨料、结合剂及制造工艺等的不同,砂轮特性可能差别很大,对磨削的加工质量、生产效率和经济性有着重要影响。

砂轮的特性包括磨料、粒度、硬度、结合剂、组织以及形状和尺寸等。

一.磨削过程磨削可以加工外圆面、内孔、平面、成形面、螺纹、齿轮等1.外圆磨削1、在外圆磨床上进行磨法:纵磨法横磨法综合磨深磨法2、无心外圆磨圆面必须连续,不能有较长键槽等孔的磨削2.平面磨削周磨质量较高,但较慢端磨较快,但质量不高特点:主运动是砂轮的旋转运动;磨削过程:实际上是磨粒对工件表面的切削、刻削和滑擦三种作用的综合效应;砂轮的“自锐性” :磨削中,磨粒本身也会由尖锐逐渐磨钝,使切削能力变差,切削力变大,当切削力超过粘结剂强度时,磨钝的磨粒会脱落,露出一层新的磨粒,这就是砂轮的“自锐性”。

磨削往往作为最终加工工序。

砂轮的修整由于砂轮的“自锐性”以及切屑和碎磨粒会阻塞砂轮,在磨削一定时间后,需用金刚石车刀等对砂轮进行修整。

二.磨削的工艺特点磨床的特点:a.使用磨料、磨具(如砂轮、砂带、油石、研磨料等)为工具,进行切削加工。

b.用来加工硬度较高的材料。

c.加工精度高、光洁度高。

d.一般加工余量较小。

工业发达国家,磨床比例高(约30%左右),磨床用于粗、精加工,发展了新型强力磨和高速磨。

三.磨削的应用和发展(一)外圆磨床磨床中所占比例较大的一种,包括万能外圆磨床、外圆磨床、无心外圆磨床。

1.万能外圆磨床万能性好,常用于加工以下几种典型表面。

<1>磨外圆加工所需的运动砂轮主运动 n工件的圆周进给运动 f1工件的纵向进给运动 f2砂轮的横向切入运动 c<2>磨长圆锥面外圆磨床工作台分两层,上工作台相对下工作台调整至一定的角度位置(不超过±7°)机床运动与(1)相同,但工件回转中心线与工作台纵向进给方向不平行,故磨削出来的是圆锥面。

立方氮化硼(CBN)砂带的特点及应用

立方氮化硼(CBN)砂带的特点及应用

立方氮化硼(CBN)砂带的特点及应用砂带作为一种柔性磨削工具,与固结磨具砂轮相比,具有磨削发热量小、磨削效率高以及形状保持性好等诸多优点,因此在现代的工业磨削加工过程中,其使用越来越广泛。

CBN砂带具有磨削的高效性,耐磨性好,高的加工表面质量和环保特性。

CBN硬度仅次于金刚石,而热稳定性,远远高于金刚石,对于Fe族金属及其合金工具有较大的化学惰性。

因此CBN磨料加工黑色金属及其金属材料是其他一般磨料所无法比拟的。

这就为硬而韧的难加工材料的加工供给了新的手段,金刚石适合于加工硬脆材料,CBN恰恰能与之互为补充。

CBN与一般磨料磨具相比具有以下优点:1、CBN的硬度比一般磨料高得多。

特别适合加工硬度高,韧性大,高温,强度高,热传导率低的材料,其金属磨除率也是金刚石的10倍。

2、CBN磨具的磨削性能非常优异,不仅能够胜任难磨材料的加工,提高生产效率,而且有利于严格掌控工件的形状和尺寸精度,还能有效提高工件的磨削质量,显著提高磨后工件的表面完整性,因而提高了零件的疲乏强度,延长了使用寿命,加添了牢靠性。

3、CBN磨具磨损少,使用周期长,磨削比较高,使用合理可获得良好的经济效果。

4、CBN磨具使用时,形状和尺寸变化极为缓慢,更适用于CNC数控加工中心加工高精度零件。

5、能长时间保持锋利的切削刃,故磨削力较小,有利于零件的精度和干净度的提高,还可以削减机床的动力消耗。

6、磨削温度较低,可以大大提高工件的表面质量,避开零件显现裂纹、烧伤、组织变化等等弊病,改善加工表面应力情形,有利于零件使用寿命的延长。

7、一般磨料砂带在人工使用过程中产生大量粉尘,对人体健康有害,长期使用会引发“矽肺病”。

CBN砂带重要的应用范围:1.含钨材料制品。

含钨钼和其他高速钢,特别是钒合金钢,钴合金钢,特种高速钢刀具的刃磨和粗磨。

2.由耐热钢、不锈钢和高硬度的合金结构钢制成的精密零件的精磨和终磨。

这些零件用一般磨具时因磨具磨损消耗或磨钝过快,而不能获得很高的精度。

砂带磨削原理及其应用

砂带磨削原理及其应用

砂带磨削原理及其应用
《砂带磨削原理及其应用》
砂带磨削是一种常见的金属表面加工方法,广泛应用于各个领域。

它以砂带作为磨料,通过机械设备的运动和控制精度,实现对工件表面的切削、修整和磨光。

砂带磨削原理主要包括磨料与工件之间的相互作用和磨料自身的特性。

在砂带磨削过程中,磨料颗粒通过与工件表面接触,并导致切屑的形成和去除。

磨料的选择主要取决于工件材料的硬度和加工要求。

常用的磨料材料包括氧化铝、碳化硅和氮化硼等。

磨料的尺寸和形状也会影响磨削效果,一般来说,细小而均匀的磨料颗粒可以提供更好的表面粗糙度。

砂带磨削的应用十分广泛。

在制造业中,砂带磨削可以用于金属零件的加工和形状修整。

它可以去除金属表面的氧化层、锈蚀和磨损,使其表面重新恢复平整和光滑。

砂带磨削还可以用于各种工业设备的维修和保养,例如航空发动机的叶片修复和汽车引擎零部件的修整。

此外,砂带磨削在木工、家具制造和装饰行业中也有广泛应用。

它可以用于木材的平整和修整,使其表面光滑且具有一致的粗糙度。

在家具制造中,砂带磨削可以用于拼板的修整和家具表面的精加工。

同时,砂带磨削还可以用于地板和墙面的抛光和修整,使整个空间更加美观。

总而言之,砂带磨削作为一种常见的金属表面加工方法,在各个领域有着广泛的应用。

其原理是通过砂带与工件的相互作用,实现对工件表面的切削和磨光。

在制造业、木工和家具制造等行业中,砂带磨削都发挥着重要的作用,为工件的加工和表面修整提供了有效的解决方案。

磨削技术的发展及关键技术-文献综述

磨削技术的发展及关键技术-文献综述

磨削技术的发展及关键技术摘要:砂带磨削几乎能用于加工所有的工程材料,作为在先进制造技术领域有着"万能磨削"和"冷态磨削"之称的新型工艺,砂带磨削已成为与砂轮磨削同等重要的不可缺少的加工方法。

综观近几年来国内外各类机床及工具展览会和国际生产工程学会的学术会议,结合砂带磨削在国内外各行业的应用状况,可以看出砂带磨削在制造业中发挥着越来越重要的作用,有着广泛的应用及广阔的发展前景。

关键字:磨削砂带机床技术Keyword:Grinding Abrasive belt Machine tool Technology一,前言砂带磨床是一种既古老而又新兴的工艺。

近30多年来,粘满尖锐砂粒的砂布或砂纸制成一种高速的多刀多刃连续切削工具用于砂带磨床之后,砂带磨削技术获得了很大的发展。

这种砂带磨削技术远远超越了原有的只用来加工和抛光的陈旧概念。

现在砂带磨床的加工效率甚至超过了车、铣、刨等常规加工工艺,加工精度已接近或达到同类型机床的水平,机床功率的利用率领先于所有的金属切削机床,应用范围不仅遍及各行各业,而且对几乎所有的材料,无论是金属还是非金属都可以进行加工。

长期以来不大引人注意的砂带磨削工艺现在正进入现代化发展的新阶段。

而数控磨床又是磨床的发展方向,所以研究数控砂带磨床本有很大的意义。

【正文】一.磨削技术的发展及关键技术1.磨削技术发展史高速高效磨削、超高速磨削在欧洲、美国和日本等一些工业发达国家发展很快,如德国的Aachen大学、美国的Connecticut大学等,有的在实验室完成了速度为250m/s、350m/s、400m/s的实验。

据报道,德国Aachen大学正在进行目标为500m/s 的磨削实验研究。

在实用磨削方面,日本已有200m/s的磨床在工业中应用。

我国对高速磨削及磨具的研究已有多年的历史。

如湖南大学在70年代末期便进行了80m/s、120m/s的磨削工艺实验。

磨削的工艺特点及应用范围

磨削的工艺特点及应用范围

磨削的工艺特点及应用范围磨削是一种通过将磨料与工件接触并相对运动,以去除工件表面的材料来达到加工目的的工艺。

它是机械加工中常用的一种精密加工工艺,具有以下几个特点和应用范围。

首先,磨削具有高精度的特点。

由于磨削采用磨料的物理磨损作用,能够在工件表面形成较高的精度和光洁度。

这使得磨削可以在高要求的部件上进行加工,如模具、精密仪器零部件等。

其次,磨削具有高表面质量的优势。

由于磨削可产生微细破碎和位移切削,所以能够在工件表面形成比较光滑及均匀的表面。

磨削加工可将工件表面粗糙度控制在很低的范围内,以满足高精度零部件的要求。

第三,磨削可以加工各种材料。

由于磨料多种多样,几乎可以加工所有的工程材料,如钢、铸铁、有色金属、陶瓷、石材等。

而且磨削还可以加工硬度高、韧性好的材料,如硬质合金、高速钢等。

因此,磨削具有广泛的应用范围。

第四,磨削是一种高效率的加工方法。

尽管磨削是一种相对慢速的金属切削方式,但具有高的切削效率。

这是由于磨削通过很薄的材料去除率来实现加工,而它的单位材料去除率比其他加工方法要高得多。

此外,磨削可以实现连续加工,大大提高了生产效率。

第五,磨削可以加工各种形状的工件,如平面、曲面、孔等。

通过不同形状的磨具和磨料,可以加工出各种不同形状和精度要求的工件。

并且,由于磨削是一种柔性的加工方法,它可以根据加工需要进行不同的修整,以满足不同的要求。

最后,磨削还可以改善材料的机械性能和表面质量。

通过磨削可以降低材料的表面硬度和残余应力,从而提高材料的疲劳寿命和抗腐蚀性能。

此外,磨削还可以消除工件的加工硬化层,提高工件的尺寸精度和表面质量。

总之,磨削是一种高精度、高效率、多功能的加工方法。

它在航空航天、汽车、机床制造、电子仪器、模具制造等领域广泛应用。

在未来,随着科学技术的不断发展,磨削将更加趋向智能化,更好地满足不同领域对于精密加工的需求。

2014年-09-精密超精密砂带磨削

2014年-09-精密超精密砂带磨削

砂带磨削的适用范围
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 带的柔性可以方便的加工各种复杂曲面,曲率半径仅为3mm的内圆角, 砂带磨削也可对其进行加工。 如飞机发动机叶片、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。
美国三家著名 的砂带集团开 发了四万多种 不同规格的砂 带,55家公司 向工业界提供 砂带磨削机
英、日、德 等国家大约 有25家企业 集团也在积 极制造砂带 磨削机
全世界的发 达国家每年 向工业界提 供各类砂带 磨削机40万 台,砂带近 9500万㎡
砂带磨削国内外发展状况
2.砂带磨削应用领域 砂带磨削应用领域在日趋扩大,从一般家庭生活到工业生产和各个 领域无所不用,如钢铁工业、航空航天工业、机械加工、造船业、铸造
这种类型主要用于抛光,可以获得较高的加工表面光洁度:
砂带磨削装置的几种主要类型
2.定心外圆砂带磨削: 左图1所示为接触轮磨削型; 右图2所示为自由磨削型.
砂带磨削装置的几种主要类型
3.内圆砂带磨削: 下图为砂带磨削剪刀手指孔示意图:
砂带磨削装置的几种主要类型
4.平面砂带磨削: 左图1所示为支撑轮结构形式; 右图2所示为支撑板结构形式.
6.橡胶接触轮的硬度:
在同等磨削力情况下,接触轮的硬度大,则对工件的压强也大,同 时工件加工表面粗糙度也相应升高.
砂带磨削的精度问题 1.精密砂带磨削:
• 砂带粒度W63~W28
• 加工精度1μm,Ra0.025μm
2.超精密砂带磨削:
• 砂带粒度W28~W3 • 加工精度0.1μm,Ra0.025~0.008μm
砂带磨削的机理和特点

砂带磨削介绍

砂带磨削介绍

砂带磨削介绍(一) 现状涂附磨具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,均大多选用涂附磨具.它在全世界销售很广,经粗略计算1995-1996年,每年年产涂附磨具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,涂附磨具独占三大磨具之首.涂附磨具、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“涂附磨具”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,已被我国磨料磨具同行业人士所接受.今天,事实已证明,在我国涂附磨具也正与世界接轨,逐步成为磨料磨具行业中新的增长点.我国生产和使用涂附磨具的历史悠久,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.涂附磨具的品种很多,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.砂带是涂附磨具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涂附磨具生产线(包括棉布处理生产线、涂附磨具制造线和砂带转换线),才便我国涂附磨具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。

磨削的工艺特点及其应用

磨削的工艺特点及其应用

磨粒破碎或整块从砂轮表面脱 落,露出里面新的磨粒,继续 进行磨削
砂轮的这种自行推陈出新,保持“自身锋锐”的性能称为 砂轮的自锐性。
由于砂轮这种自锐性,一方面破碎磨粒会堵塞孔隙,另一 方面随机脱落的磨粒引起砂轮尺寸精度下降,所以,经一段磨 削的砂轮需要重新修整,以保证其加工精度。
三、磨削的加工工艺特点:
①外圆磨削 分为有心磨削和无心磨削 在普通外圆磨床和万能外圆磨床上进行的
外圆柱面的加工是有心磨削。根据磨削运动的 不同,有心磨削分为纵磨法、横磨法、综合磨 法和深磨法。
纵磨法 横磨法 综合磨法 深磨法
进给运动
工件旋转实现周向进给;工作台 往复直线运动实现纵向进给;工 件一次往复行程终了时,砂轮做 周期性的径向进给。
1. 砂轮的特性包括:
1)磨料 目前应用的主要是人造磨料,分为固结磨 具磨料(F系列,表3-1列出了常用磨料A、C、MBD、 CBN)和涂附磨具磨料(P系列)。
2)粒度 反映磨料颗粒大小的程度。粒度号用F+数 字 表示,数字越大颗粒越小。一般情况下,粗磨时选 用颗粒大的磨粒,精磨时选用颗粒较小的磨料。
结合剂:有陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡胶结合 剂等。
陶瓷结合剂适用于外圆、内圆、平面和各种成形表 面磨削;树脂结合剂和橡胶结合剂适用于制成各种切 割用的薄片砂轮。
由于磨料、结合剂和制造工艺不同,砂轮性能差别 很大,对磨削效果、生产率和经济性有很大影响。
砂轮的特性是指磨料种类、粒度大小、硬度、结合 剂、结构组织、形状和砂轮尺寸等指标。
滑擦、 摩擦严重,切削热多。 ③砂轮本身传热性能很差,短时间内切削热传不出去 。
由于磨削过程切削温度很高。因此,磨削中应大 量采用切削液。切削液除冷却、润滑作用外,还可以 冲洗砂轮,保证磨削的正常运行,提高砂轮的耐用度 和工件的加工质量。
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砂带磨削技术及其应用砂带磨削技术应用新闻来源:中国研磨网发布日期:2008-2-10砂带磨削技术及其应用■特邀嘉宾/黄云黄智中国研磨:在工业发达国家的先进制造技术中,砂带磨削技术已经被广泛的应用,同样这个趋势在我国也逐渐显现。

您能简要谈一下砂带磨削在现代工业中的重要作用吗?黄云:砂带磨削是一种高效、经济、用途广泛,并有“万能磨削”之称的新型磨削工艺。

在现代工业中,砂带磨削技术已被当作是与砂轮磨削同等重要的一种不可缺少的加工方法。

在工业发达国家,砂带磨削应用已十分普遍,各种高精度、高效率、自动化程度很高的砂带磨床被广泛应用于航天、航空、舰船、汽车、冶金、化工及能源设备等制造行业,并成为国际上名牌机床公司竞争的一个领域。

中国研磨:在了解砂带磨削技术应用之前,可否请您讲解一些砂带磨削原理方面的知识,比如砂带磨削方法的理论知识和单颗磨粒在磨削过程当中的注意问题?黄云:第一,砂带磨削方法。

砂带磨削是砂带这一特殊形式的涂附磨具,借助于张紧机构使之张紧,和驱动轮使之高速运动,并在一定压力作用下,使砂带与工件表面接触以实现磨削加工的整个过程。

广义地讲,砂带磨削与砂轮磨削同样都是高速运动的“微刃切削刀具”――磨粒的微量切削而形成的累积效应,因而其磨削机理大致上也是相同的。

但由于砂带本身的构成特点和使用方式不同,使砂带磨削不论是在磨削加工机理方面,还是其综合磨削性能方面都有别于砂轮磨削,这主要表现在:1)砂轮磨削是刚性接触磨削,而砂带磨削则是弹性接触磨削,而且即使是在使用无弹性的钢制接触轮的情况时也是如此,因为组成砂带的基材、粘结剂都具有一定的弹性,更何况大多数情况下都采用有弹性的橡胶作接触轮。

正因为如此,砂带磨削除了具有砂轮同样的滑擦、耕犁和切削作用外,还有磨粒对工件表面的挤压作用,并使之产生塑性变形、冷硬层变化和表层撕裂,以及由于摩擦使接触点温度升高,而引起的热塑性流动等综合作用。

所以,从这点来看,砂带磨削同时具有磨削、研磨和抛光的多重作用。

而这也正是砂带磨削表面质量好的原因。

另一方面,由于砂带的这种弹性磨削特点,还使砂带在磨削区域内与工件接触的长度比砂轮大,同时参加磨削的磨粒数目多,单颗磨粒所受载荷小,且均匀,磨粒破损小。

而使整个砂带的磨耗比(磨削材料去除量与砂带磨粒消耗量之比称为磨削比,而磨削比的倒数就称为磨耗比)比砂轮要小得多。

2)砂轮的磨粒在磨削表面上的分布是杂乱无章的,很不规则,实际磨削时,磨粒都是以较大的负前角、小后角甚至负后角的刃口进行切削,切削条件很恶劣。

砂带则不同,砂带的磨料是专门制造的,磨粒的几何形状常呈长三角体,并多采用静电植砂等一系列先进工艺制作,磨粒的大小和分布均匀,等高性好,并且是尖刃朝外的形式植于砂带基材表面上,露出复胶层的部分较多。

因而,砂带的磨粒比砂轮的磨粒锋利,切削条件较好,磨削时材料变形小,切除率高,磨削力和随之产生的磨削热小,磨削温度低。

3)砂轮磨粒间充满了结合剂,容屑空间很小。

而砂带磨粒间容屑空间一般至少比砂轮大10倍,加之磨粒等高性好,因而砂带磨粒的有效切削面积大,切削能力比砂轮强,并且磨屑可随时直接带走,很少残留在砂带表面造成堵塞,而不会由此增加摩擦发热,磨削区域温度低。

4)砂带的周长从设计角度来看,可以远远超过砂轮的周长,这就使得砂带在磨削时既有良好的散热区域,又可以通过砂带的悬空部分〈即不与接触轮、张紧轮、压磨板等接触的部分〉在运行时的振荡,将粘在砂带上的磨屑自然抖掉,进一步减少磨粒被填塞的现象,从而减少摩擦发热,这也是砂带磨削温度低的一个原因。

由此可见,砂带磨削的加工机理是同于砂轮磨削又有别于砂轮磨削的一种更为复杂的形式,这是分析和了解砂带磨削机理的理论基础和根本出发点。

第二,单颗磨粒的磨削过程。

砂带磨削是由大量的垂直定向排列在砂带表面的磨粒切刃来完成的。

每个磨粒均可近似看作一把微型刀具,因而研究这些单颗磨粒的磨削过程是研究整个砂带磨削的基础。

砂带表面的磨粒从微观来看,就象一种刀尖为圆弧,刃角为钝角或钝圆的切削刀具。

其圆弧半径由几微米到几十微米,大小与磨粒的材质和粒度有关。

由于磨粒的这种几何特性,在磨削时,切削深度小(切屑厚度薄),一般在O.005~0.05mm左右。

所以绝大多数磨粒切削刃是在大负前角条件下对工件进行切削。

这与机床刀具切削过程一样,工件材料在磨粒切削刃的挤压、摩擦作用下产生变形转为切屑,形成加工表面。

砂带的弹性接触特征使磨粒切削刃的切削过程大致可以分为挤压、滑擦、耕犁、切削四个阶段,如图所示。

最初磨粒挤入工件,由于切入深度小于磨粒刃尖圆弧半径,形成很大的负前角,工件表面仅发生弹性变形。

随着切入深度增大,磨粒对工件表面的压力逐渐增大,开始压入工件,工件表面由弹性变形开始过度到塑性变形。

磨粒继续挤压,摩擦加剧,热应力剧增,在工件表面耕犁出沟痕,沟痕两边金属滑移隆起突出。

工件材料塑性变形不断增加。

当切入深度继续增加时,被推挤的金属层明显滑移。

推挤压力超过工件材料强度后形成切屑从前刀面流出,切离工件表面。

加工材料不间,磨粒切削过程四个阶段在整个磨削过程中所占比例也不一样。

磨削过程是磨粒切削刃切削金属的过程,它同机床刀具切削一样,被磨削金属也经历了弹性变形、塑性变形、切削形成等过程,并有大量的磨削力和磨削热产生。

磨削过程中由于磨粒形状及分布状态不一,砂带表面的磨粒存在实际参加磨削的有效磨粒少于其磨粒总数的情况。

因而同一时间内磨粒对金属的挤压、滑擦、耕犁和切削作用的大小不同,所得到的效果亦不同。

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,可见砂带的磨削是十分复杂的。

特别是磨粒切刃的负前角切削过程,切削条件很差,各阶段的剧烈挤压使磨削表面产生严重的塑性变形,而且大量塑性变形的金属不是成为切屑流出,而是仍保留在已加工表面,所以加工表面的硬化现象严重,残余应力较大。

由于磨粒的高速运动,加之磨粒切刃较钝,在磨削区造成较大的摩擦和弹性、塑性变形,磨削过程中会有较大的热量产生,导致磨削区工件表面温度上升,将引起工件表面层发生变化。

特别是在砂带磨粒磨损严重时,磨削摩擦加剧,产生大量的磨削热,使工件表层温度急剧上升,导致表层金属发生组织变化〈如烧伤、裂纹、热应力等〉。

这也正是为什么使用砂带磨削有时仍会烧伤工件表面的一个原因。

从微型刀具――磨粒的几何结构看,其负前角大,后角小,特别是砂带弹性磨削这一特点使磨粒在磨削时对工件产生的挤压作用很强,远远大于切屑分离时的拉伸作用。

在磨削垂直方向上,磨粒两侧的金属都受到较强烈的挤压,所以导致较大的残余压缩应力形成。

此外,工件表面在磨粒挤压,滑擦,耕犁等综合作用下,产生的塑性形变会引起晶格歪曲、畸变、金属密度降低、比容增加,也会形成表面残余压应力,下层形成拉应力。

所以综合以上分析可知,砂带在磨削时,磨削力及塑变因素引起工件表面常常呈残余压应力。

这对一些可靠性要求很高的零件加工(如航空发动机叶片、发电机转轴等)是极其重要的。

所以,归纳起来,砂带磨削的机理可以这样总结:由于砂带表面磨粒分布均匀、等高性好、尖刃外露、切刃锋利,切削条件比砂轮磨粒好,使得砂带磨削过程中,磨粒的耕犁和切削作用大,因而材料切除率大、效率高。

由于砂带的弹性接触状态,使得砂带磨粒对工件表面材料的挤压和滑擦作用大,因而磨粒有很强的研磨、抛光作用,磨削表面质量好。

由于砂带磨粒容屑空间大,磨屑堵塞造成摩擦加剧的可能性减少,由此产生的热量少;由于砂带与工件接触弧长较大,单颗磨粒受力较小而且均匀;砂带磨粒切刃锋利,磨削时材料变形小,所产生的热量相应也小,再加上砂带周长长,散热性好,因而砂带在整个磨削过程中产生的磨削力和产生的磨削热相对于砂轮来说就低得多,磨削温度低,故有“冷态”磨削之称。

中国研磨:随着砂带磨削技术的飞速发展,它在制造加工领域正扮演着越来越重要的角色。

那么在砂带的实际磨削应用中哪些技术是应该了解和注意的?黄智:目前砂带磨削技术在世界先进工业国已经得到了广泛的应用,就拥有量来说,已逐步接近砂轮磨床,其产值比:美国49:51,德国45:55,日本25:75,英国、瑞士等国的发展也很快。

同时砂带磨削技术在国内许多单位也得到了较广泛的推广应用,解决了很多生产实际问题。

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:1、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,因此也被国外工业界称为“万能磨削”的一种高效精密加工方法。

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:(1)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。

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1000㎡/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。

(2)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Ra3.2-0.1μm,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。

(3)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。

(4)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。

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