楊澤

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)工業(yè)中的機械加工業(yè)技術不斷變革。目前國內外砂輪磨削技術已經(jīng)開始向著自動化、數(shù)控化與智能化、精密化方向發(fā)展，極大地促進了加工質量與效率的提高。文章基于普通砂輪磨床與精密砂帶磨床加工技術的前提下，提出了砂帶磨床的改進方案，以促進生產效率的提升，降低加工成本。

關鍵詞：普通；砂輪；磨床；砂帶；改進；效率

引言

隨著全球經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國機械加工企業(yè)的競爭壓力不斷增大。通過技術革新有助于實現(xiàn)企業(yè)制造水平與國外先進水平差距不斷縮小，提高市場競爭力，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟價值。目前我國生產金屬加工用砂帶磨床的企業(yè)一共為66家。傳統(tǒng)的磨床砂帶已經(jīng)不再滿足現(xiàn)代生產企業(yè)與市場的需求，需要進一步改善，才能充分體現(xiàn)出機械現(xiàn)代化的優(yōu)勢。文章通過對砂帶改造方案的提出，以期不斷進行推廣，實現(xiàn)我國機械加工業(yè)的不斷進步。

1 國內外磨削技術發(fā)展研究

在上個世紀六十年代以來，歐洲、美國、日本等發(fā)達國家對于砂帶磨床技術以及砂帶制造技術方面都取得了長足的進步。砂帶磨床不斷走向小型化、高效化發(fā)展美國生產的砂帶磨床最大寬度達到了5.0米，最高功率為200KW，磨床的擁有量不斷增加。砂帶磨床體現(xiàn)出了巨大優(yōu)勢，除了除銹、拋光等，還能夠與現(xiàn)代化的技術充分結合。砂帶磨削技術已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要標志，是衡量一個國家砂帶磨削技術發(fā)展水平的標準。各國的砂帶品牌在我國的銷售業(yè)績不斷提升。而我國對于砂帶磨削技術發(fā)展相對較晚，近年來開始受到了我國機械、制造行業(yè)的關注，一些部門、企業(yè)與研究機構開始重視其研究與發(fā)展。多個單位已經(jīng)開始了砂帶制備磨削技術的開發(fā)工作。[1]但與國外發(fā)達國家的發(fā)展水平仍然有著不小的差距。磨削機理與工藝的研究遠未達到全面的程度，砂帶的品種規(guī)格不全，質量需要進一步提高，加工精度不高，工程化應用需要進一步發(fā)展?；谝陨?，對普通砂輪磨床的砂帶改造十分有必要。

2 砂帶磨床基礎

砂帶磨削技術的主要特點是生產效率高，加工成本較低，目前已經(jīng)在各個行業(yè)得到了廣泛的應用，尤其是對于一些大型薄板、帶材等。隨著砂帶制造質量的不斷提高，砂帶磨削技術不斷發(fā)展成熟。只是對于砂帶磨削技術的專業(yè)人員較少，一些中小企業(yè)對于單件小批量的細長軸、重型零件的精加工并沒有相應的精加工機床。通過采用砂帶磨削技術對普通的砂輪磨床進行改造，充分利用資源，實現(xiàn)加工精度與質量的不斷提高。

精密砂帶采用微細的磨粒，能夠去除工件表面的極小的結構，并不對精磨后的尺寸進行大的改變，砂帶磨削是把環(huán)砂帶套在接觸輪與張緊輪的外上，通過一定的壓力，使調速的砂帶表面與工件的加工表面充分接觸，產生的摩擦運動來對工件表面進行加工。目前砂帶的磨削有兩種主要的方法，一種是輪壓式，一種是帶壓式。輪壓式磨削的接觸壓力相對大一些，在單位時間內的磨削去除量大，效率更高一些。而帶壓式磨削是張緊輪支架向工件方面有一定的傾角，它的接觸壓力相對較小，單位時間內去除的金屬量也就低一些。主要用于磨削圓弧面等精加工拋光工藝。

3 砂帶磨床技術改進方案

3.1 砂帶磨削技術改進的主導思想

我國目前對于砂帶生產企業(yè)與相關的工藝研究已經(jīng)取得了一定的進步。不斷應用新型基體，目前我國的國產紙在強度與耐水性方面都達不到砂帶的生產要求，需要進一步研究，而國外出現(xiàn)的聚酯超強化薄膜基金剛石砂帶與立方氮化硼金屬基砂帶，在加工非金屬材料方面都體現(xiàn)出了良好的性能優(yōu)勢。通過在紙漿中增加添加劑、在布基砂帶中增加聚酯纖維懷尼龍纖維，目前已經(jīng)將其打造成為重負荷砂帶的良好基體材料；[2]國外企業(yè)把人工合成的漿料充分加入到了砂帶的生產中，工藝發(fā)展已經(jīng)逐步成熟；對砂帶磨料的改善可以充分利用高分子粘結劑，強力高效砂帶磨削的性能與粘結劑有著密切的關系，國內的砂帶使用壽命短主要就是粘結劑的質量不能滿足要求；以鋯剛玉磨料與微晶結構燒結陶瓷磨料已經(jīng)成為砂帶磨料的重要方向；另外，砂帶的表面涂層也不斷進步，我國國內的生產企業(yè)需要充分與國外的砂帶制造商進行充分合作，近年來國外出現(xiàn)了一種特殊功能的涂層，可以使砂帶具有一定的特殊性能，如阻止磨削與工再焊粘結，可以有效減少磨料的磨損，消除靜電吸附。在進行砂帶的生產技術改進方面，要充分認識到以上先進技術革新的重要性，以其為主導思路進行充分改進。[3]

3.2 磨床砂帶改造方案

由于是對普通的砂輪磨床進行改造，首先要保持原來的機床完整性，在改造中盡可能保持結構簡單化，滿足拆裝性方便的要求，操作起來簡單，應用方便。其中重要的環(huán)節(jié)是對接觸輪進行設計改造。根據(jù)相關的工藝要求，可以做成鋁基鑲橡膠接觸輪，同時在鋁基上加工數(shù)條溝槽，避免橡膠脫落。要根據(jù)不同的要求進行合理選擇接觸輪的硬度。接觸輪的直徑會對砂帶的線速度產生直接的影響，線速度保持在15-30米/秒為宜，經(jīng)過計算，我們采用直徑為270mm的接觸輪，線速度可以達到20.4米/秒，同時以硬度為Hs80為試驗對象經(jīng)過實踐，可以把硬度提高到Hs85-90為宜。[4]

張緊輪主要是使砂帶能夠有一個較為緊張的工作環(huán)境，把張緊輪做成鼓形，可以給砂帶起到定位的作用，避免沿軸向發(fā)生滑移或脫落的問題。

4 普通砂輪磨床砂帶改造效果對比

通過實驗研究，砂帶改造方案可以有效提高磨削生產效率。砂帶在運行時，其過程與車削較為相似，每一個磨粒都相當于一把車刀，砂帶上的磨粒相對較多，寬為100mm，長為1240mm的砂帶可以有近50萬顆粒度為50的磨粒參與到切削中，每分鐘可以對3億個微細切削產生作用，比車刀效率更高。

砂帶磨削機床的功率利用率更高。機床的主電機功率主要包括工削有效功率、在傳動過程中摩擦損失的空載功率、切削載荷增加的機械摩擦消耗功率之和。相對于其他的機床效率更高，更節(jié)能。在加工企業(yè)不斷降低生產成本的背景下，應用效果更加理想。[5]

5 砂帶磨削技術發(fā)展趨勢

在未來的金屬加工發(fā)展中，數(shù)控技術與砂帶磨削技術將會充分結合，利用人工智能與傳感技術，實現(xiàn)智能磨削。隨著市場要求的不斷提高，磨削的精密度將向著超精密化方向發(fā)展，超精密磨削的粗糙度在0.012-0.025微米之間，鏡面磨削可以達到0.012微米以下，[6]超聲振動磨削與液體拋光加工將成為未來發(fā)展的方向。新型的磨料中的陶瓷剛玉磨料在化學陶瓷化處理后，經(jīng)過晶體瓷膠儀破碎后形成韌性、自銳性較高的磨料，使用壽命更長。

6 結束語

砂帶磨削技術體現(xiàn)出了極高的加工效率與應用前景，我國目前對于砂帶生產的研究還不夠成熟，很多砂帶磨削加工與關鍵技術還需要進一步完善。在未來，磨削的強度、高效與精密度方向都將進一步提高。普通砂輪磨床的砂帶改造技術將進一步推廣，實現(xiàn)金屬加工效益的進一步提高，市場競爭力進一步增強。

參考文獻

[1]王惠.普通砂輪磨床的砂帶改造技術[J].中國制造業(yè)信息化，2009，21：71-73+78.

[2]曾婕.淺談精磨車床的改造[J].裝備制造技術，2010，11：112-113+116.

[3]任守良.鈦合金砂帶磨削研究[D].南京航空航天大學，2007.

[4]霍文國.鈦合金干式磨拋加工技術研究[D].南京航空航天大學，2010.

[5]周戈強.氣介質電火花修整金剛石砂輪實驗研究[D].西安工業(yè)大學，2013.

[6]鐘建琳，常城，韓秋實.凸輪軸制造技術研究綜述[J].機械研究與應用，2013，01：100-102.