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1、精品文档,仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除1 操作者必须熟悉机床操作顺序和性能,严禁超性能使用设备 2 操作者必须经过培训、考试或考核合格后,持证上岗。 3 开机前,按设备润滑图表进行注油润滑,检查油标油位。 4 检查各手柄、档位、开关、旋钮等应确保在原位或所需的位置。5 启动润滑油泵、液压油泵电机,检查调整液压系统压力、润滑系统压力、调整磁盘磁力。 6 手动磨头升降、横向移动、工作台,拖板移位,调整档位开关7 新安装砂轮前,应检查是否有裂纹、缺口,安装时应进行二次平衡。检查金刚笔与砂轮的相对位置。 8 点动磨头升降机构、横向移位,调整限位档块、开关。9 手转磨头检查是否轻快,关闭冷却喷
2、头,开启冷却泵、横向进给开位、工作台往复运动,启动磨头电机,空转1520分钟,检查磨头主轴温升。 10 停机,往复运动停止,关闭冷却液喷头23分钟,关闭磨头电机,待磨头停止后,关闭液压油泵、润滑油泵、冷却泵电机。11 关闭机床电控总开关,关闭电控柜空气开关。12 清洁机床后,按设备润滑图表进行注油,磁盘抹油。把手柄开关、节流阀、旋钮恢复到原位或关闭位置。砂带使用前的处理? 砂带使用时要使其运转方向和砂带背面所标志的方向一致,以免砂带在运转中断裂或影响加工厂工件的表面质量。砂带磨削前应先转几分钟,待砂带运转正常时再开始磨削。 砂带使用前应做悬挂处理,即将拆开包装的砂带挂在100-250mm直径的
3、管子上,让其悬挂23天。管子直径大小的选择应根据砂带粒度的粗细来决定。悬挂时接头应处于管子上端,管子应成水平状态。刚开始一直没有看懂你想问什么,现在看了图片明白了,兄弟是想了解的砂带叫超涂层砂带,超涂层砂带是近年来出现的一种新型砂带,其构成中除了基材、磨料、底胶和复胶外,还再涂了一层具有特殊功能的涂层,这种涂层称为超涂层或第三层。超涂层与二次复胶有本质区别,二次复胶的主要作用是弥补一次复胶之不足,目的是要使磨粒粘结更可靠;超涂层则是为了改善砂带的某种使用性能,在这种涂层中粘结剂含量很少,它常常是由含硫或某种卤族元素(如氟化钾、氟化钠或其它活性填料)组成的化学添加物(也称磨削助剂)。虽然人们对超
4、涂层添加物的作用机理认识还不够透彻,但使用的效果表明它对阻止磨屑与工件的再焊或与磨粒的粘接,降低磨削界面剪切力,减少磨料磨损、消除静电吸附、防止砂带填塞、增加表面散热、提高砂带切除率、改善某种加工条件下的表面质量都具有明显的作用。超涂层砂带在磨削时所需功率和法向力都比普通砂带小。尤其在磨不锈钢、钛合金等难磨材料时,超涂层砂带具有特殊的优越性。日本的野牛韩国的鹿牌美国的3m是较早生产超涂层砂带的厂家,随着我国近几年涂附磨具行业的飞速发展,超涂层砂带在国内的很多涂附磨具企业都在生产,虽然和国外的品牌还有一定的差距,但是通过涂附磨具同仁们的不断努力,产品的质量也越来越好,我想满足兄弟你的要求应该不成
5、问砂带磨削技术的发展现状及关键技术1概述 砂带磨削几乎能加工所有的工程材料,从一般家庭生活到工业生产的各个领域无所不用。作为有着“万能磨削”和“冷态磨削”之称的新型涂附磨削工艺,砂带磨削技术已经被当作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情况,结合砂带磨削在国内外各行业的应用状况,可以看出砂带磨削技术在制造业中发挥着越来越重要的作用,更有着广泛的应用及发展前景。2砂带磨削技术的国内外现状、发展趋势 国外的砂带磨削发展非常迅速,自20世纪60年代以来,特别是静电植砂及涂附磨具技术的出现及发展,欧、美、日等工业发达国家在砂带制造技术和砂带磨床技术上都取得了巨
6、大的成就。在砂带制造技术方面,随着许多特殊的涂附磨料及涂附形式的出现,产生了如金刚石、立方氯化硼(CBN)、锆刚玉、陶瓷磨料、复合磨料、堆积磨料等各类砂带,使得砂带已经能用于干磨、高速,大吃刀量等的重磨削领域,及高精密零件的磨削加工领域。日本已经开发出用软刚带作为基底的金刚石砂带,可有效加工一些特殊难加工的高硬度材料,如单晶硅片等。在国际上知名的砂带品牌有美国3M、美国Norton、德国Hermes、德国VSM、德国Klingspor、韩国DEER、日本牛头等。在砂带磨床方面,有大至磨削宽度5米以上的巨型平面磨床,小至牙医用的修齿机等结构形式各异种类,另外,随着自动化技术的发展,像六轴五联动数
7、控砂带磨床、机器人砂带磨削中心、砂带磨削FMS、并联机构的数控砂带磨床都已经得到应用。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。国内的砂带磨削技术是在20世纪70年代末才得以真正发展,随着国内的改革开放,砂带磨削技术日益引起了各行业、研究单位和企业的重视,加之砂带制造技术的提高及品种的增加,使得砂带磨削设备的研究和生产也得到了较大的发展。砂带磨削设备开发与生产的厂家有新乡机床厂、上海机床厂、北京二机等十来家企业;有包括郑州三磨所、湖南大学、东北大学、广东工业大学、广西大学、重庆大学等在内的多家科研院所和高校。砂带磨削总的趋势正向着强力
8、、高速、高效和精密方向发展。在磨床结构方面,从单一磨头向大型、组合(多磨头、多功能、多工位)形式发展。在加工工艺方面,与特种加工相结合的复合加工方法是砂带磨削很有前途的发展方向之一,如与超声振动结合可形成超声砂带精密磨削;与电化学加工结合可形成电解砂带磨削。另一方面自动化在砂带磨削中的应用,尤其是数控砂带磨床及自适应控制技术的应用,使得砂带磨削的加工效率和精度有了很大的提高,已经使得砂带磨削精度已经进入精密和超精密加工行列。砂带本身在不断的发展和完善中。在砂带结构方面,近年出现了堆积磨料砂带、金字塔型砂带、空心球型砂带、复层砂带、高弹性砂带、防跑偏砂带、不等厚砂带、粒度复合砂带等等。砂带在我国
9、的制造从国产到从磨料、半成品、成品的进口,再到与国外砂带企业的合资等多种形式,这些都极大地丰富了我国的砂带品种,为国内用户提供了更大的选择空间。3我国砂带磨削技术与国外的差距 高性能砂带磨削技术以其独特的工艺性、广泛的用途、较强的适应性能得到了较广泛地推广,但国内砂带磨削的发展与国外相比仍存在较大差距,主要体现在以下几个方面:3.1砂带寿命短品种规格不齐全 目前,国产砂带寿命一般在24h左右,往往使用1h就不能继续使用,而国外砂带的寿命可达到812h;从磨料品种来看,国内使用最多的两类磨料是SiC和Al2O3,而在金刚石磨料、陶瓷氧化铝、复合磨料等磨料的开发上基本处于空白,微粉级磨料的砂带还没
10、有,因而限制了砂带在精密和超精密加工中的应用。此外,国内砂带宽度明显低于国外的砂带宽度,国内最宽砂带在2m左右,而国外可达5m,且国内锆刚玉砂带也不普及。因此,开发新磨料、新基材、新粘结剂及表面涂层材料来改善磨粒的结构形态、砂带性能和质量,提高使用寿命是砂带磨削推广应用的一个关键问题。3.2提高加工精度问题 近年来,国外将砂带磨削用于精密、超精密加工,精度已达微米级,表面粗糙度已达到Ra(0.010.025)m;而国产320#砂带的磨削精度只能达到2010m。原因有两方面,一方面是国内机床的切深微进给精度较低,普通机床最小微进给在1020m,某些数控机床的微进给可控制到5m,这对利用现有机床进
11、行砂带磨削、提高精度产生了一定影响;另一方面,砂带磨削为弹性加工,由于弹性变形使得砂带磨削精度降低,因此对磨削深度的微量控制问题的解决是提高砂带磨削精度的先决条件。3.3砂带磨削机理的研究差距 砂带磨削技术已在国内许多单位得到了推广和应用,并取得了一定的成绩,解决了许多生产中存在的问题.但对砂带磨削过程的全面基础理论研究、砂带及砂带磨削热和磨削力的研究、砂带磨削表面的形貌研究还远远落后于国外研究水平.因此,今后研究的方向应在现有基础上,从理论上分析研究砂带磨粒的磨削过程,推动砂带磨削技术更广泛地应用。3.3砂带磨削机理的研究差距 砂带磨削技术已在国内许多单位得到了推广和应用,并取得了一定的成绩
12、,解决了许多生产中存在的问题.但对砂带磨削过程的全面基础理论研究、砂带及砂带磨削热和磨削力的研究、砂带磨削表面的形貌研究还远远落后于国外研究水平.因此,今后研究的方向应在现有基础上,从理论上分析研究砂带磨粒的磨削过程,推动砂带磨削技术更广泛地应用。3.4砂带磨削的强力高效加工问题 国外已成功地将砂带磨削用于强力磨削,以实现大切除量和高金属去除率磨削.如国外3M公司生产的砂带每分钟对铸铁的切削率在其砂带宽度方向上已达到870cm3/cm,EmeersonElectric公司的砂带磨床一次切深铸铁件可达510mm,其加工效率比铣削加工提高了510倍。而国内目前最高切深的砂带磨削是由重庆三磨海达磨床
13、有限公司研制的2M56150-4JB型砂带磨床达到了对40Mn2高强度结构钢的4.5mm/单次的强力磨削。因此,今后应加强研究和推广砂带的强力高效磨削技术,发挥砂带潜在的加工能力,提高切削效率,解决一些难加工材料和高脆硬度材料粗加工的问题。3.5运用现代化技术开发新型砂带磨床的差距 目前,国外砂带磨床已有较大发展,全球工业发达国家有数百家砂带磨床专业制造公司,每年向市场提供40多万台砂带磨床,这些砂带磨床(含磨头装置)已从初期的作为机床的附件水平发展到与砂轮磨床相匹敌的水平,并和CAX、NC、CNC等现代化技术紧密结合,出现了六轴数控砂带磨床、机器人砂带磨削中心、砂带磨削FMS、并联机构的数控
14、砂带磨床等先进技术和装备,而国内砂带磨床发展较缓慢,在研究、试验和开发手段上比起国外都有不小的差距,我国目前砂带磨床与砂轮磨床产量比大约为1:10左右,据统计,我国各类行业每年对砂带磨床的需求总量约45万台,但由于受国外砂带磨床的冲击,国内目前砂带磨床专业制造公司只剩下重庆三磨海达磨床有限公司、北京二机等为数不多的企业还在进行砂带磨床生产,因此,我国砂带磨床行业既有机遇,也存在挑战,并有待奋起直追4砂带磨削关键技术 根据国内外砂带磨削技术的现状和发展趋势的分析,结合我国在砂带磨削技术上与国外的差距,作者认为砂带磨削的关键技术主要体现在以下五个主要方面。4.1砂带磨削基础研究砂带磨削具有复合加工
15、的特点,其机理较复杂,蕴含了较多科学基础问题,尽管多年来各国学者对砂带磨削机理做了很深的研究,但是到目前为止各类砂带磨削的材料去除基本机理尽管国内外学者做了较多研究,但目前为止,完整的砂带磨削的材料去除基本理论还没有建立起来。因为表面完整性、亚表面层损伤、零件几何形状以及磨削和抛光加工生产能力等输出参数受很多因素的影响,对某一企业,有可能对研磨抛光加工工艺运用或者控制得很好,但在加工前却几乎无法预测其加工行为。因此,有必要深入展开砂带磨削加工机理及相关工艺的研究。只有通过对磨削机理和磨削工艺的研究,揭示各种磨削过程,磨削现象的本质,找出其变化规律,才能确定最佳的磨削范围,获取最佳的磨削参数。这
16、是我们行业领域一个长期基础研究的基本任务。4.2砂带磨料及制品工艺技术改进和开发 砂带是砂带磨削技术发展的关键和重要标志,能否制造高品质的砂带已经作为衡量一个国家砂带磨削技术高低的标准。作为构成砂带三要素的基体、磨料、粘结剂以及由此导致影响磨削性能的十种要素,结合近年来像高分子新材料、新技术、新工艺在涂附磨具中的广泛应用,我国的广大砂带生产企业及相关研究机构应该在如下五个方面加大研究和开发力度,争取获得有自主知识产权的高品质砂带:新型基体的应用和开发国外纸基砂带的基体用纸通过在纸浆中加入添加剂,并通过浸渍和表明涂附处理,使纸张到达了砂带的要求;布基砂带中的棉纤维随着化工技术的发展逐渐被聚酯纤维
17、和尼龙纤维所代替,特别是聚酯纤维由于它的断裂强度高、耐热耐水性好、耐磨性优良已经成为重负荷砂带的优良基体,国外最新出现的聚酯超强化薄膜基金刚石砂带、电镀金刚石或CBN的金属基砂带、铜与纤维复合基金刚石砂带等产品,在加工非金属材料(陶瓷和硅晶体等)方面呈现了优异的磨削性能。由于我国国产纸强度、均匀性、耐水性等方面达不到砂带生产要求,因此我们进一步开展在这方面的研究是很有意义的。合成浆料的应用和开发随着高分子材料工业的发展,利用人工合成的浆料如丙烯酸乳液与水溶性酚醛树脂浆料、丁苯胶乳液与水溶性酚醛树脂浆料、PVA溶液和聚醋酸乙烯乳液浆料、抗静电浆料等等都被国外较好地应用到了砂带生产的人工合成浆料当
18、中,我国尽管有一些应用,但在工艺上与国外比起来差距也不小。粘结剂的应用与开发高分子粘结剂的应用和发展促进了砂带磨削的发展和进步,特别是强力磨削在干、湿磨条件的性能与砂带所使用的粘结剂密切相关,国产砂带使用寿命短的很大一个因素就是粘结剂问题,因此有必要对砂带使用的粘结剂如水溶性酚醛树脂、水溶性脲醛树脂、水溶性醇醛树脂、水溶性白乳胶、油溶性醇醛酸清漆及环氧树脂等进行在耐水性、耐油性、耐热性等的改性研究和试验,彻底地提高我国的砂带品质。磨料的应用与开发随着砂带磨削的加工对象不断扩展,传统的磨料已经不能满足要求了,近年来随着工艺的改进,锆刚玉磨料和SG(微晶结构烧结陶瓷磨料)等已经成为在砂带磨料里面的
19、重要发展方向。原美国Norton公司(现已属于法国圣哥班集团)最近又推出了SG磨料的第二代产品(TG磨料),它保留了SG的特点,在磨料形状上作了新突破,它有很细的棒状晶态结构,适用于缓进给磨削及加工镍铬铁和钛合金等难加工材料。据报道,TG磨料的材料去除率为锆刚玉的4倍以上,寿命为刚玉的10倍以上。世界各大砂带生产厂商都有自己的锆刚玉磨料和SG磨料的砂带,而国内这方面还出处于试制和起步阶段。我们应该在这方面引起重视并发展具有自主知识产权并与此相关的复合磨料、堆积磨料砂带。砂带表面涂层的应用与开发近年国外出现了一种经表面涂层处理过的超涂层砂带,其构成除了基材、磨料、底胶和复胶外,还再涂了一层具有特
20、殊功能的涂层,它使得砂带具有特殊的使用性能,如阻止磨屑与工件的再焊或磨粒的粘结,降低磨削界面剪切力、减少磨料磨损、消除静电吸附、防止砂带填塞、增加磨削表面散热、提高砂带切除率等等。这对磨削不锈钢、钛合金等难磨材料有特殊的优越性。但我国在这类特殊砂带的开发上还基本处于空白,此类砂带国内使用上完全依赖进口。因此,我们应该在这方面引起重视。另外面对激烈的国内砂带市场竞争,作为国内的砂带生产企业在不断自身加大研发产品力度、提高产品质量及积极开拓市场的同时,还应该积极加强与国内各砂带制造企业以及国外知名砂带制造厂商的交流合作,主要体现在技术能力的研究与合作,新产品开发中技术的获取与运用,技术在价值链中的
21、运用和技术营销等几个方面。4.4砂带磨削的高效与精密加工技术研究 砂带磨削目前正沿着强力、高速、高效和精密方向发展。高效强力砂带磨削在欧洲、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、Bremm大学、美国Connecticut大学等,据报道,目前砂带磨削在德国最高线速度接近100m/s。美国EmersonElectric公司生产的砂带磨床1台可以完成5台铣床的工作量,以往用硬质合金端铣刀加工铸铁轴承体,每件加工时间为4.8min,采用强力砂带磨床,加工时间减少到0.8min,一年可节约加工费4.5万美元。我国对高效强力砂带磨削的研究已有多年的历史,如重庆大学在90年代初中期
22、便进行了5060m/s的高速砂带磨削工艺实验,但这些高速高效强力砂带磨削技术大多只是实验而已,技术还不够成熟。在实际应用中,砂带线速度Vs一般还是1540m/s。不过近年国内在高效砂带磨削方面已经获得较大突破,重庆大学对汽车和船用柴油机发动机连杆端面、西气东输石油管道焊缝、核电高压容器、高合金热轧钢管等方面的强力砂带磨削研究,研制了多种高效砂带磨削的成套装备,解决了多个涉及国民经济发展相关的工程技术难题。目前,国外将砂带磨削用于精密、超精密加工,精度已达微米级,表面粗糙度已达到Ra(0.010.025)m,如日本在90年代初就利用电泳吸附现象研制成功超微磨粒砂带,加工如精密陶瓷、石英、硅片等脆
23、性材料的精度可达十几个纳米,并能实现塑性方式磨削。国内砂带磨削正朝着超精密方向发展,如超声砂带磨削技术,这是一项由清华大学开创的具有世界领先水平的新型精密砂带复合加工方法,该法是将超声振动与开式砂带磨削复合的新工艺,应用这种技术对计算机硬盘进行研抛加工,表面粗糙度可达Ra0.01m,所用砂带是日本的W3氧化铝磨料的聚酯砂带。在石材表面精密加工方面,广东工业大学采用聚酯膜金刚石微粉涂层砂带对石材加工实现了110光度的表面精密加工精度。45砂带磨床国家标准的制定 砂带磨削技术优异性的发挥,很大程度依赖于砂带磨床本身。因而磨床设计及制造是一项非常关键的工作。目前我国在这方面并没有相关的行业技术标准,
24、而国外发达工业国家如德国、美国、日本等均在砂带磨床方面制定了在相关技术和产品标准,这也是他们的砂带磨削设备在其国内得到广泛支持和推广的重要原因之一。在砂带磨床的设计中,磨头是最关键的,其结构方案、参数选择及主要零部件的制造精度和刚度等指标将对工件表面质量、加工精度等产生很大影响。因此,我们迫切需要根据我国行业的实际情况建立我们国家自己的有关砂带磨床技术、产品及评价标准,从而更好地推动砂带磨削这一先进的高效磨削技术在我国的产业化发展,值得鼓舞的是2007年12月国家标准化委员会正式批准重庆三磨海达磨床有限公司承担全国金属切削机床标准化技术委员会磨床分技术委员会砂带磨削机床工作组的筹建工作(国标委
25、综合2007104号文件),该工作组将联合国内相关行业专家学者起草和制订我们国家砂带磨床的相关标准,以填补国内空白。5结论及展望 经过多年的发展,我国的砂带磨削技术在基础研究、应用推广方面已初具规模,并在强力、高效、精密、数控及复合加工等方面都有新的进展。但与发达工业国家相比,我国在砂带磨削机理上的研究还不够深入,砂带及砂带磨床的品种及质量有待完善及改进,砂带磨床的数量还远远比不上砂轮磨床。因此,面对21世纪中国制造业的迅猛发展和砂带磨削的良好的应用市场前景,中国砂带磨削加工及其关键技术急需加强研究和完善,我国的砂带磨削的产业化进程相信一定会取得更大的成功。砂带磨削工艺简介砂带磨削工艺 砂带磨
26、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
27、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/mms,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
28、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
29、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
30、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。
31、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
32、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502000mm,加工厚度0.4150mm。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
33、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6002100mm,加工厚度0.12.2mm,表面粗糙度值Ra3.20.1mm,带材运行速度为380m/min。行星式砂带磨削为不锈钢或其它材料
34、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0.820mm.连续运行速度6150m/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、
35、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、专用不锈钢星盆发丝机等砂带磨削原理、特点及其机床设计1前言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
36、发展,对金属和非金属材料特别是难加工材料如塑料、皮革、橡胶、不锈钢、陶瓷等表面机械加工质量、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砂带磨削原理实现砂带磨削加工的主要方法有:砂带自由张紧法、带有接触轮的转动砂带法和接触板法。最常用的是带有接触轮的转动砂带法
37、。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:(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1050m/min,通常取1630m/min,主传动装置的功率,在每10mm宽的砂带上是0.30.7kW。(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。经试验表明,砂带的张力
38、在68N/mm范围内,在逆磨削时每次行程能切出最大的金属量。拉紧机构有各种形式,从简单的机械或弹簧方法到宽砂带与重负载磨削机床用的气动及液压拉紧装置。同时,为了获得最大的生产率,必须使更换砂带的时间最少,通常操作者能在1min之内更换砂带。(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。(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315mm)。根据需要,可制成各种密度橡
39、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。这些化合物包括:氯丁橡胶、乙烯树脂、硅酮橡胶、氯硫酸化聚乙烯合成橡胶。(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。3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:(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
40、削工具进行磨削加工,对钢材的切除率已达每mm宽砂带200600mm3/min。(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0.001mm。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Ra0.40.1m,且表面有均匀的粗糙度。但由于砂带不能修整,故砂带磨削加工精度比砂轮磨削略低。(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
41、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) 砂带有很大的弹性,因而整个系统有较高的抗振性。(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。(6) 在加工过程中砂带增长,外形和尺寸达不到高精度,加工零件上的
42、尖锐突出部位和用细粒度磨料精磨困难,砂带的坚固性比较低,同时在大多数情况下砂带不可能修正,所以使用期限短。4砂带磨床设计根据某厂要求,对该厂的反应罐内壁采用了砂带磨削加工,目的是去除该零件内壁氧化皮等表面缺陷,以有利于内壁搪瓷。该零件尺寸较大,原来采用砂轮磨削加工,加工中噪声很大,切屑到处飞扬,工作环境极差。该机床设计主要有下面三部分内容(1) 传动设计该机床传动设计相对较简单,主要由三部组成: 砂带的主运动。由电动机直接带动砂带机构运动,由于反应罐直径大。轴向较长,因此电动机前端的轴为悬臂式,焊接的机座结构刚性要好,尤其要注意焊接引起的内应力。 砂带的进给运动。砂带的进给运动通过由丝杠螺母机
43、构组成的小车机构带动整个砂带机构沿反应罐轴向运动。为了在加工结束时使砂带机构以快速返回,因此该机床设有快速电机,快速电机与进给电机之间通过超越离合器连接。 工件的进给运动。由于工件较大,所以单独设立电动机通过皮带轮及齿轮降速带动反应罐转动。(2) 主要机构设计 砂带张紧装置。此机构主要是通过丝杠和弹簧来调整接触轮与工件的相对位置,以及使张紧轮保持一定的张力。 接触轮设计。由于该零件尺寸较大,并且是用作粗加工,故选用较硬的橡胶接触轮,接触轮直径为250mm,在接触轮表面采用较宽的沟槽纹和较窄的工作表面,以增加压强、提高切削效率和砂带寿命,根据该零件特点,沟槽纹间距取为10mm。(3) 主要技术参
44、数选择砂带速度2030m/s,砂带长度25003150mm,宽度200mm,砂带电动机功率7.5kW。5结束语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。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。砂带的贮存和使用随着改革开放的不断深入和工业技术的飞速发展,具有高效率、高经济性和应用范围广泛的带磨削正越来越受到木材加工行业的重视,很多企业为了提高产品的质量和档次,正在使用或准备使用砂带磨削这一先进的加工技术。 由于砂带磨削的应
45、用和研究在我国还处于初级阶段,所以有关砂带使用方面的知识在国内的文献上介绍的不多,作为砂带的生产厂家,我们在接待和走访用户时,经常感受到一些用户对砂带的贮存和使用方面的知识还不是十分了解。为了能更好地为用户服务,使砂带在使用时处于最佳状态,发挥砂带磨削的优越性,现将砂带的贮存和使用方面的一些知识介绍给大家。 1砂带的贮存 砂带的贮存对砂带的使用来说非常关键,对宽砂带的影响尤其大。理想的贮存条件、合理的贮存方法才能保证砂带以最佳的状态进行使用。 1.1温度、湿度要求 砂带不应贮存在温湿度变化较大的地方,理想的温度为:18-220C;理想的湿度为:40-65%,温度过高会使粘结剂老化,降低砂带的使
46、用寿命。合成纤维基体砂带(如聚脂布砂带)对寒冷比较敏感,不能贮存在寒冷的仓库内。 湿度过高或过低会使砂带产生一定的变形,而变形会降低砂带胶砂层的粘结强度。特别是湿度过大对砂带的影响比较严重。除耐水砂带外,一般砂带受潮后使用,都易出现打折、拉皱等现象而使砂带报废。此外,受潮的砂带磨削时磨削物易粘附在砂带表面,降低砂带的使用寿命。高温、低湿对纸基砂带影响比较大,使纸基砂带变脆,使用时易断裂报废。 1.2 贮存 贮存砂带的仓库应阴凉、干燥、通风;砂带要摆放在货物架上,不能摆放在地上;货物架既要与地面、墙壁保持200-500mm左右的距离,同时又要避免靠近散热和排水装置;未使用的砂带尽量不要打开包装箱
47、。砂带包装箱上不能堆放重物,以免砂带产生折痕和裂口。 2砂带使用前的处理 砂带贮存固然重要,但砂带使用前若不能得到正确的处理仍会严重影响它的使用性能。 2.1砂带的悬挂 砂带使用前最少应悬挂2-5天,其目的是消除因包装而产生的卷曲。 将拆开包装的砂带悬挂在100-200mm直径的管子上或专用的砂带支撑架上。管子的长度应大于砂带的宽度,否则砂带易脱落或产生喇叭口;管子应成水平状态,否则易损坏砂带边缘。 悬挂的砂带其环境温湿度应符合砂带的贮存条件,最简单的办法是在一间密封的房间内,用几盏40W或64W的灯泡来保持干燥。 2.2外观检查 悬挂后的砂带在使用前应做必要的外观质量检查,察看砂带接头是否平整、牢固;砂带表面有无破洞、砂团、缺砂、胶斑、皱折;砂带边缘是否整齐和有无裂口,边缘若有较小裂口,剪除后(剪成圆弧形)不影响使用。3砂带的使用 只有合理地选择、正确地使用砂带,并能正确地解决砂带使用中出现的各种问题,发挥出砂带磨削的优越性和砂带的最佳磨削性能,才能保证加工工件的质量。 3.1使用的原则 3.1.1合理地选择砂带型号 不同的加工工件材质、不同的加工工件形状所选用的砂带型号是不一样的,砂带型号的选择主要从基体的材质、磨料的材质、粘结剂的种类和砂带接头方式等四个方面来选择。有关这方面的知识在国内的文献上已有
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