機(jī)床用砂帶磨的研制和使用

趙嘉馨+曹晗曦

摘 要：對于表面粗糙度要求較高，零件尺寸和重量較大的端蓋和軸類零件，用砂帶磨代替砂輪加工是一個有效的方法。砂帶磨具有許多優(yōu)點和廣泛的應(yīng)用范圍。文章以一種機(jī)床用砂帶磨的研制和使用為例進(jìn)行了簡單探討，并與傳統(tǒng)砂輪進(jìn)行對比，對其優(yōu)點進(jìn)行了介紹。同時，通過當(dāng)前國內(nèi)外砂帶磨削技術(shù)的現(xiàn)狀分析了目前砂帶磨的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：砂帶磨削；砂帶；研制

在現(xiàn)代機(jī)械加工行業(yè)中，許多加工要求較高的零件都需要在完成粗加工，半精加工，精加工工序后進(jìn)行粗磨和精磨，所以砂輪是機(jī)械工廠最常見的機(jī)械設(shè)備之一。但是采用普通砂輪不便磨削細(xì)長桿件，而且在磨削過程中如果離心力超過自身強(qiáng)度極限，砂輪會發(fā)生破碎，出現(xiàn)嚴(yán)重事故。然而要提高生產(chǎn)率和提生產(chǎn)質(zhì)量必須大幅度提高砂輪線速度。砂帶磨可以有效地避免砂輪破碎，不用擔(dān)心提高線速度，同時方便加工端蓋和軸類零件。因此用砂帶磨代替砂輪進(jìn)行加工成為磨削行業(yè)新的發(fā)展方向。

砂帶磨是根據(jù)工件形狀，用相應(yīng)的接觸方式及高速運動的砂帶對工件表面進(jìn)行磨削和拋光使其達(dá)到粗糙度要求的一種新工藝。本文以研制和使用一種機(jī)床用砂帶磨為例對有關(guān)問題進(jìn)行簡單介紹并與傳統(tǒng)砂輪進(jìn)行對比。

1 產(chǎn)品研制的目標(biāo)

根據(jù)車間實際需求，此機(jī)床用砂帶磨主要適用于1.6米立車、2.5米立車、3.4米立車、5米立車及5米臥車、8米臥車等車床。可使用現(xiàn)場環(huán)境配置，方便拆卸安裝，主要用來作為粗磨、去毛刺、大余量磨削、精磨、細(xì)磨、及成形磨削之用，以滿足零件尺寸和重量較大，表面粗糙度要求較高的端蓋和軸類零件的加工需求。

2 產(chǎn)品研制的技術(shù)原理

此機(jī)床用砂帶磨是將砂帶套在驅(qū)動、從動輪上，在張緊的狀態(tài)下，裝夾在機(jī)床設(shè)備上，按照所需加工工件的粗糙度要求，在一定的壓力作用下，使高速運轉(zhuǎn)著的橡膠輪帶動砂帶與所需加工面接觸，產(chǎn)生摩擦，最終將工件表面加工到所要求質(zhì)量的一種冷態(tài)磨削方式。

3 產(chǎn)品研制的過程與使用

首先，根據(jù)車床的裝卡方式，在考慮節(jié)約用料的同時，設(shè)計出適合裝卡的底板形狀，以便適應(yīng)在各種車床上的應(yīng)用。采用可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)對驅(qū)動輪和從動輪的安裝方式進(jìn)行設(shè)計，方便靈活應(yīng)用和砂帶的拆卸。然后根據(jù)加工需求制定磨削面尺寸，計算出合理的調(diào)節(jié)范圍和驅(qū)動輪與從動輪的中心距，從而選擇相應(yīng)規(guī)格的砂帶和驅(qū)動、從動輪。砂帶的磨料選取參照砂輪的規(guī)范，底襯采用高強(qiáng)度尼龍布，并用高強(qiáng)度粘接劑粘對尼龍進(jìn)行粘接，粘接時壓平尼龍，將所有接觸處全部粘牢。為防止砂帶打滑，選用輪轂為橡膠材質(zhì)的輪子。為了確保輪子的結(jié)構(gòu)合理，應(yīng)對金屬輪尺寸及膠層的粘合強(qiáng)度進(jìn)行校核。粘接時，將底輪清理干凈，在底輪面上涂改性粘接劑，然后將壓好的膠片包于底輪上，最后合模硫化。根據(jù)常見加工工件材質(zhì)和表面的磨削和拋光要求，決定采用硬度較低的膠面輪，并配以較低的線速度。可以緩解沖擊振動，擴(kuò)大彈性調(diào)整量，防止摩擦功增大，減小電機(jī)功率耗損和提高使用壽命。

砂帶屬于一種多齒微刃型切削工具，砂帶磨在現(xiàn)場應(yīng)用時需注意以下幾點：（1）根據(jù)不同加工需求選擇不同磨粒的砂帶。因為砂帶磨粒的粒度與磨削后工件表面質(zhì)量有直接關(guān)系。磨削后的表面粗糙度要求越高，應(yīng)選用粒度越小的砂帶。（2）開動機(jī)器前，應(yīng)調(diào)節(jié)好砂帶的張緊度和位置，檢查砂帶是否有破損或受潮，帶速度穩(wěn)定后才能使用，以避免加工過程中砂帶斷裂等情況，影響加工質(zhì)量和操作安全。（3）規(guī)范操作，磨削時工人要站在設(shè)備側(cè)面工作，盡量避免砂帶旋轉(zhuǎn)面。（4）磨削前要檢查工具是否夾緊，磨削時砂帶要慢慢接觸工件，不能太快或太用力。砂帶沿工件軸線的縱向進(jìn)給，進(jìn)給量一般控制在砂帶寬度的一半以內(nèi)，如精加工時可適當(dāng)減少一些。（5）磨削結(jié)束后立即關(guān)閉電源，避免機(jī)械長時間空轉(zhuǎn)。（6）定時檢修設(shè)備，清除雜質(zhì)，以免外部雜物進(jìn)入砂帶和橡膠輪之間。

4 產(chǎn)品的特點

在如今機(jī)械加工行業(yè)中，砂帶磨削因其加工特點和優(yōu)越性越來越成為一種重要的加工方法。在現(xiàn)場的應(yīng)用后對砂帶磨總結(jié)了以下幾個特點：（1）此機(jī)床用砂帶磨可以用于加工表面粗糙度要求較高的端蓋和軸類零件。可方便地安裝于常用的車床上，增加了這些車床的使用功能，同時解決了一些難加工要求較高的不便加工的細(xì)長桿零件的精密加工。使磨削加工工藝擁有了更強(qiáng)的適應(yīng)。（2）砂帶磨使用時，不但可以降低工件表面的粗糙度值，保證表面精度，還可以對表面進(jìn)行強(qiáng)化，提高了它的疲勞性能。（3）驅(qū)動輪和從動輪輪面采用橡膠材質(zhì)，在磨削中對工件的正壓力就比普通砂輪對工件的正壓力小得多。因而具有較強(qiáng)的校正工件形狀誤差和減少工件恢復(fù)性變形的能力，可以提高加工精度和表面光潔度。（4）驅(qū)動輪、從動輪設(shè)計為可調(diào)節(jié)形式，可以在一定范圍內(nèi)設(shè)定的驅(qū)動輪和從動輪中心距，方便砂帶更換，給現(xiàn)場應(yīng)用帶來很大方便。（5）砂帶磨可以使工件在磨削加工時仍能保持低溫狀態(tài)，避免了工件燒傷的可能。（6）制造、保存、安裝、砂帶都比砂輪簡單，成本低安全性好，噪音和粉塵小，且易于控制，環(huán)境效益好。（7）砂帶磨削工藝靈活性大、適應(yīng)性強(qiáng)，使用安全，應(yīng)用范圍極其廣泛。

5 國內(nèi)外砂帶磨的應(yīng)用情況

國外砂帶磨削技術(shù)發(fā)展較早，從一般家用到工業(yè)生產(chǎn)，砂帶磨削在各個領(lǐng)域無所不在，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，砂帶磨削從應(yīng)用中吸取了大量經(jīng)驗，已經(jīng)步入了新的階段。砂帶組成和制造工藝都取得了很大進(jìn)步，已有多種砂帶系列。

隨著國外砂帶磨削技術(shù)的不斷進(jìn)步，國內(nèi)砂帶磨削技術(shù)的研究和應(yīng)用也越來越得到關(guān)注。雖然砂帶品種較少，質(zhì)量有待提高，但已經(jīng)逐步開始應(yīng)用和推廣。在砂帶制造中采用一系列新工藝來提高砂帶的質(zhì)量，接頭處的柔韌性與整條砂帶的柔韌性逐漸趨于一致，加工精度和表面質(zhì)量都在進(jìn)一步提高。

6 結(jié)束語

通過實際設(shè)計和制造，對砂帶磨的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行了深入的了解，發(fā)現(xiàn)并解決了很多問題。總結(jié)了經(jīng)驗，以便今后進(jìn)行改進(jìn)和應(yīng)用。對此種機(jī)床用砂帶磨與一般常規(guī)的加工方法相比，確定其可以很好地對加工要求較高的端蓋和細(xì)長桿類零件進(jìn)行優(yōu)質(zhì)、高效、低消耗的加工。同時，設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、方便拆卸、制造使用成本低，具有許多優(yōu)點和廣泛的應(yīng)用范圍。因此，砂帶磨安裝在常用機(jī)床上代替砂輪和磨床，對工件進(jìn)行磨削加工是高效可行的。

同時也發(fā)現(xiàn)許多問題，例如工作時砂帶張力過大，機(jī)器震動過度，有雜質(zhì)進(jìn)入等，都是今后要改進(jìn)的問題。

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