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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。
如何解决砂带在磨削过程中容易出现的问题及砂带磨削的特点砂纸：/1、砂带在磨削过程中容易出现的问题及解决方法(1) 砂带太软这个问题一般都发生在动物胶的砂带上特别是雨季，动物胶容易吸潮而发软发粘，因此，在雨季或潮湿的在地区应选用半树脂或全树脂粘结剂生产的砂带。
对动物胶的砂带不宜过早折开砂带包装物，以避免过度吸潮。
如有条件时，再受过潮动物胶再凉干或烘干亦可，但温度不宜过高，以免胶层起泡或焦化。
(2) 磨料容易钝，但不脱落砂带磨削时，若接触轮太软，则容易出现砂面的磨料虽不脱落但不锋利的状况。
如有这种情况的发生,应该增加磨削的压力或更换较硬的接触轮或更换齿轮较宽的接触轮或者更换小直径的接触轮，或者降低砂带的线速度等等，则可以解决砂面不锋利的状况。
(3) 容易脱砂，基底外露这主要是磨粒粘结不牢,应更换砂带。
或者选用较软的接触轮或较大直径的接触轮，以增大砂带的曲率半径，减少磨削压力，或者选用较窄齿轮的接触轮，以提高砂带的线速度。
(4) 磨料层堵塞主要是砂带选择的不对路，若加工油漆，宜选用有特殊涂层的砂带，如加工铝合金、不锈钢、铜等软金属材料时，宜选用抗润滑，抗冷却剂的耐水砂带，以抗水抗潮，磨削木材及其制品时，宜选用黑碳化硅或棕刚玉的磨料。
2、砂带保管注意事项无论是动物胶或者是全树脂的砂带，都会受气候的影响而产生一定的变化，尤其是动物胶产品的影响最大，即或是半树脂、全树脂的产品因为基体是植物纤维又未经过耐水处理，在不同气候条件下也会产生物理变化。
如在室内湿度太大的地方存放太久，就会过多的吸潮而产生卷曲。
朝砂面卷曲的原因是粘结剂层与基体吸潮的程度不同，基体吸潮量较多，因而膨胀。
若继续吸潮，再加上温度上升，则会发生霉变，导致砂带无法使用。
若存放的地方湿度太小，即气候干燥，则产品中的水分过度散发，基本面产生收缩，因而产品容易向基体面卷曲。
严重时，产品发脆，容易断裂。
因此，砂布等涂附磨具应保存在阴凉、干燥、通风的仓库内。
国内外砂带磨削的研究、发展和应用情况一、砂带磨削技术随着砂带制造水平,特别是磨料涂敷能力的提高,砂带磨削技术已经进入了全新的领域。
近年来又发展研制了高磨料锆刚玉,因之出现了高效砂带磨削,显著地提高了砂带切削效率和砂带使用寿命,其材料切除率已经大于100㎜3/mms。
并且每毫米宽砂带加工各种钢材,切除工件材料体积已经大大超过200 mm3/mm,加工效率甚至超过了常规的车、铣、刨加工,因此,砂带磨削技术的发展,方兴未艾。
在美国、日本、西欧等工业发达国家都非常重视砂带磨削技术的开发与应用,因此,砂带磨削机床与砂带生产与日俱增。
到1977年美国砂带磨床的总数已突破4000台,包括砂带抛光机在内已达5800 0台上。
目前,日本、美国砂带与砂轮的产量已接近1:1。
我国砂带磨削是五十年代末期开始应用,由航空工业部门引进国外仿型窄砂带磨床加工发动机叶片开始的。
近几年来,随着我国工业发展和国外新技术引进以及砂带磨削技术和砂带制造技术的不断发展,砂带磨削技术发展也加快了速度。
如北京市胶合板厂、上海印刷机械厂、沈阳市大理石厂以及沈阳市陶瓷分厂等单位对非金属材料进行砂带磨削试验都取得了较好的效果,我国机械行业也有了设计研究砂带磨床的专业队伍。
沈阳市机电设计院于1982年设计的带锯连续抛光机和橡胶板砂带平面磨床已分别在上海与沈阳成功地用于生产。
沈阳磨床厂砂带磨床研究所研制的叶片砂带磨床和300x100m m 砂带平面磨床、无锡机床厂生产的无心外圆砂带磨床、北京第二机床厂生产的凸轮轴和凸轮表面砂带抛光机以及天津、沈阳、郑州等地生产的各种砂带都为我国机械行业砂带磨削技术发展作出了有益的贡献。
但是,我国砂带磨削技术,包括砂带磨床设计与、造砂带制造技术,与工业发达国家如美国、日本、西欧相比较,差距很大。
在机械行业中,砂带专用机床还一比较少见;常见的是装在各种机床上的砂带磨头,从技术程度上来说,还是比较低档的。
砂带磨削技术近加3年内在国内外取得长足进步与这项技术的固有特点有密切关系。
『必看』磨削用量及其选择方法如此简单
(1-1)
式中us-磨削速度(m/s)；
D-砂轮直径( mm)；
n-砂轮转速( r/s)。
磨削速度对磨削加工质量和生产效率有很大影响。
从上式可看出，砂轮直径减小，磨削速度会相应降低。
为了保证砂轮的磨削性能和加工质量，实际操作中，当砂轮直径变小时，应适当提高砂轮的转速。
磨外圆和磨平面，一般取us=35~40m/s；内圆磨削一般取us= 20~ 30m/s。
(1-2)
式中uw——工件圆周速度(m/s)；
d-工件直径(mm)；
n-工件转速(r/s)。
磨削中，工件圆周速度较低，一般取uw=0.15~0.5m/s。
加工精度较高的工件取低值，反之，取高值。
3(3)纵向进给量fw指工件转一转，工件相对砂轮纵向移动的距离，
单位是mm/r。
实际操作中，可按照纵向进给量fu去调节磨床工作台的运动速度。
一般情况下，取fw=(0.2~0.8)B（B是砂轮宽度，单位为mm）；粗磨时，fw=(0.3~0.8)B；精磨时，fw=(o.os—0.2)B。
(4)背吃刀量ap。
也称磨削深度或横向进给量(图1-6)，是工作台每双（单）行程，砂轮相对工件沿径向的移动量，它用式(1-3)计算：(1-3)
式中ap-背吃刀量(mm)；
d1-磨削时吃刀前原工件直径( mm)；
d2-磨削时吃刀后的工件直径(mm)。
一般情况下，取ap=(0.005~0.02) mm/双行程；精磨ap= (0. 005~0.015) mm/双行程；粗磨ap=(0. 015~0.05) mm/双行程。
砂带机使用技巧砂带机是一种常用的机械设备，用于对工件进行研磨、抛光和修整。
以下是砂带机的使用技巧：1. 准备工作: 在使用砂带机之前，需要将工件放置在适当的位置上，并确定好砂带机的初始位置。
同时，检查砂带机的砂带是否磨损、杂质是否清理干净，并调整好砂带的紧张度。
2. 安全操作: 使用砂带机时，一定要注意安全操作。
首先，戴上适当的个人防护装备，如护目镜、手套和耳罩。
其次，确保砂带机周围没有杂物和人员，避免意外伤害。
最后，注意机器的稳定性，不要用力过猛，以免造成设备的损坏或自身的危险。
3. 确定砂带方向: 在开始使用砂带机之前，需要确定砂带的运转方向。
一般来说，砂带应该是向前方运行，与工件的运动方向一致。
这样可以避免砂带磨削工件的反方向。
4. 调整砂带的张紧度: 砂带的张紧度对砂带机的工作效果有很大的影响。
如果砂带过紧，会导致砂带快速磨损和设备的损坏；如果砂带过松，会降低砂带的磨削能力。
因此，在使用砂带机之前，务必调整好砂带的张紧度，使其既不过紧也不过松。
5. 控制砂带机的速度: 砂带机的速度对研磨效果有很大的影响。
一般情况下，速度越快，研磨的效果越好，但也会增加砂带的磨损和设备的负荷。
因此，在砂带机运行之前，根据工件的类型和要求，选择合适的转速。
6. 适当加水冷却: 在使用砂带机进行研磨时，适当加水冷却可以提高工件表面的光洁度，并延长砂带的使用寿命。
同时，在操作过程中可以减少砂带机产生的热量，以及防止工件因过热而变形。
7. 定期保养和清洁: 使用砂带机一段时间后，砂带和机器的表面会积累一些杂质，影响研磨效果和设备寿命。
因此，定期清洁和保养砂带机是非常重要的。
清洁时，将砂带取下，用清洁剂擦拭，然后用清水冲洗干净。
同时，还要清理机器表面的粉尘和杂质，并涂抹适当的润滑油。
总而言之，合理使用砂带机，能够提高工件的研磨质量和效率，并延长机器的使用寿命。
通过以上的使用技巧，希望能够帮助读者更好地掌握砂带机的操作方法。
研磨专业知识------砂带的使用选择与砂带磨削常见问题及解决方案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：1) 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。
2）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/mm·s,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。
3）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：A. 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。
B. 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。
C. 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。
4）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。
5）砂带磨削成本低。
这主要表现在：A. 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。
B. 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。
C. 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。
6）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（A）。
由此可见，从环保角度来看砂带磨削也是十分值得推广的。
7）砂带磨削工艺灵活性大、适应性强。
这表现在：A. 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。
B. 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。
8）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：A. 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。
B. 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。
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。
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Ra3.2~0.1mm，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.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。
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。
C. 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。
砂带的选择：正确合理地选择砂带，不仅是为了获得良好的磨加工效率,而且还应考虑砂带的使用寿命。
选择砂带的主要依据，一是磨削加工的条件,如磨加工工件的特性、磨床状态、工件的性能和技术要求、生产效率等；另一方面还必须从砂带的特性来选择。
1．粒度的选择：一般来说，磨料粒度的选择是考虑磨削效率和工件表面光洁度。
对于不同的工件材质，粗磨、中磨和精磨所选用砂带的粒度范围见下表。
工件材质粗磨中磨精磨磨削方式钢铁 24-60 80-120 150- W 40 干磨湿磨有色金属 24-60 80-150 180- W 50 干磨湿磨木材 36-80 100-150 180-240 干磨玻璃 60-80-100-120 100-150 180- W 40 湿磨油漆 80-150 180-240 280- W 20 干磨湿磨皮革 46-60 80-150 180- W 28 干磨橡胶 16-46 60-120 150- W 40 干磨塑料 36-80 100-150 180- W 40 湿磨陶瓷 36-80 100-150 180- W 40 湿磨石材 36-80 100-150 180- W 40 湿磨2．粘结剂的选择：砂带按粘结剂不同可分为动物胶砂带（俗称干磨砂带）、半树脂砂带、3．全树脂砂带和耐水砂带四种。
其适用范围如下：(一) 动物胶砂带价格低廉，制作方便，主要适用于低速磨削。
(二) 半树脂砂带改善了动物胶砂带的防潮性差和耐热性差等缺点，大大提高了粘结性能，在价格提高不多的情况下，磨削性能成倍增加。
它广泛应用于金属、非金属磨削，特别在木材和皮革加工行业中更受欢迎。
(三) 全树脂砂带采用优质合成树脂\高强度棉布和优等磨料制成，成本较高，但它具有耐磨，可进行强力磨削等特点。
在要求高速运转、大切削、高精度磨削的情况下，均胜任。
以上三种砂带适于干磨，也可在油剂中磨削，但不耐水。
(四) 耐水砂带与上述砂带相比，对原料要求更高，制造工序也更复杂，因而产量较少，价格也比较高。
它具有树脂砂带的特性外，还可直接用于水冷却液磨削。
3．基体的选择：名称特性用途适用范围纸单层轻型纸65-100g/M2轻薄、柔软，抗拉强度低，成本低。
多用于细磨或中磨，适于手工或震动式砂光机使用。
复杂型面工件抛光，曲面木器砂光，金属与木器面漆的磨光，精密仪器仪表修磨等。
多层中型纸110-130g/M2较厚实，柔性好，抗拉强度比轻型纸高。
手工或手持式抛光机用，制造页状、卷状砂纸。
金属工件的除锈、磨光，木器家俱的砂光，底漆腻子磨光，漆面机抛，表壳、仪表修磨等多层重型纸160-230g/M2 厚实，富柔曲性，抗拉强度高，延伸率小，韧性高。
制造纸砂带，机加工用。
适用滚筒式砂光机，宽带砂光机及一般砂带磨床，主要加工胶合板，刨花板、纤维板、皮革及木器。
布轻型布（斜纹）很柔软，轻薄，抗拉强度适中。
手工用或低负荷机用。
金属件打磨除锈、磨光抛光，滚筒式砂光机板材加工，缝纫机架加工，轻负荷砂带。
中型布（粗斜纹）柔曲性好，厚实，抗拉强度高。
机用一般机用砂带，及重负荷砂带，如家具、工具、电熨斗、砂钢片、发动机叶片型磨加工等。
重型布（缎纹）厚实，纬向强度高于经向强度机用，适合于重负荷磨削。
用于加工大面积板材。
复合基特别厚实，强度高，抗皱抗拉抗破。
机用。
重负荷砂带，特别适于铡花板、纤维板、胶合板加工及镶嵌地板的磨加工等。
