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砂帶磨削的特點(diǎn):
由于靜電植砂的砂帶可以保證磨粒在砂帶上的排列均勻,銳端向外,加工時(shí)大量磨粒能同時(shí)發(fā)生切削作用;較長(zhǎng)的砂帶周長(zhǎng)使磨料得到良好的冷卻;柔性的砂帶容易適應(yīng)不同形狀的工作,因而,砂帶磨削優(yōu)點(diǎn)顯著,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1 磨削效率高:
砂帶磨削效率高表現(xiàn)在它的切除率、磨削比(切除工件重量與磨料磨損重量之比)和機(jī)床功率利用率三個(gè)方面都較高。目前已知的砂帶磨削對(duì)鋼材的切除率已達(dá)到700mm3/mm·s,甚至超過(guò)了車(chē)削或銑削等。砂帶的磨削比大大超過(guò)了砂輪,高達(dá)300:1,甚至400∶1,而砂輪才30∶1。砂帶磨床的功率利用率,遠(yuǎn)在砂帶磨削發(fā)展初期就已達(dá)到80%,領(lǐng)先于其它機(jī)床,而今則高達(dá)96%,相比之下,砂輪磨床只有52%,銑床57%,車(chē)床65%,所以砂帶磨削還是一種很好的節(jié)能加工技術(shù)。
2 工藝靈活性大、適應(yīng)性強(qiáng):
砂帶磨削可以十分方便地用于平面、內(nèi)、外圓和復(fù)雜曲面的磨削。設(shè)計(jì)一臺(tái)砂帶磨頭裝置作為功能部件可以裝在車(chē)床上進(jìn)行車(chē)后磨削,也可以裝在刨床上使用,同時(shí)還可以設(shè)計(jì)成各種專(zhuān)用的磨床。砂帶的粒度、長(zhǎng)度和寬度也有各種規(guī)格,并有卷狀、環(huán)狀等多種形式可供選用。
圣疊砂帶,寬砂帶,鋯剛玉砂帶,碳化硅砂帶,堆積磨料砂帶,陶瓷磨料砂帶,棕剛玉砂帶
3 適用范圍廣:
砂帶磨削的加工范圍幾乎覆蓋所有工程材料及各種復(fù)雜形狀的表面,如今,砂帶磨削已成功地運(yùn)用于難磨削材料的磨削加工,金屬材料如各種耐熱鋼、鈦合金、淬火鋼、不銹鋼、各種難加工鑄鐵和有色金屬;非金屬材料如陶瓷、大理石、玻璃等;特殊材料如單晶硅體、藍(lán)寶石、紅寶石等;復(fù)雜型面如葉片、擺線(xiàn)齒輪等。
4 磨削質(zhì)量好:
經(jīng)砂帶磨削的工件表面的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度與經(jīng)同類(lèi)型砂輪磨削的相當(dāng),而表面層冷硬程度和殘余應(yīng)力等質(zhì)量指標(biāo)則明顯改善,如用砂帶磨削外圓時(shí),精磨后尺寸精度可達(dá)±0.003~±O.O05mm,表面粗糙度RaO.2~0.63μm;用砂帶磨削與特種加工相結(jié)合的復(fù)合工藝又可進(jìn)一步提高加工精度和表面質(zhì)量,如砂帶磨削與超聲振動(dòng)相結(jié)合拋磨磁盤(pán)涂層表面時(shí),粗糙度可達(dá)0.O1μm;砂帶磨削其表面冷硬程度與殘余應(yīng)力僅為砂輪磨削的1/10。
靜電植砂簡(jiǎn)介
靜電植砂這個(gè)新的工藝方法,從誕生到今天大約有半個(gè)世紀(jì),由于它對(duì)提高涂附磨具磨削效能特別是砂帶磨削有著特殊作用,國(guó)外從上世紀(jì)五六十年代起就被許多大型涂附磨具企業(yè)廣泛應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)從上世紀(jì)七十年代開(kāi)始,少數(shù)企業(yè)曾采用靜電植砂用于耐水砂紙的生產(chǎn),但由于在當(dāng)時(shí)在使用直流高壓上碰到了一係列工藝上難點(diǎn),使用了短短一段時(shí)間后,由于技術(shù)和工藝方面沒(méi)有得到徹底解決,也就偃旗息鼓了。個(gè)別企業(yè)使用靜電——重力植砂溷合法,勉強(qiáng)保留了靜電植砂這個(gè)新工藝。直到上世紀(jì)八十年代在國(guó)家改革開(kāi)放和政府的引導(dǎo)下,引進(jìn)了國(guó)外的先進(jìn)的成套涂附磨具設(shè)備,在國(guó)外新技術(shù)特別是砂帶製造技術(shù)的引領(lǐng)下,國(guó)內(nèi)靜電植砂工藝得到了蓬勃而健康的發(fā)展。如白鴿、淄博理研都在生產(chǎn)靜電植砂耐水砂帶。
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目前國(guó)外有很多廠(chǎng)家都在生產(chǎn)靜電植砂產(chǎn)品。主要有3M、赫美斯、萬(wàn)特、Mipox、Kovax、Fujistar、日研、鹿牌等。猶以3M產(chǎn)品最為豐富、市場(chǎng)覆蓋率最廣。
靜電植砂是借助于高壓靜電場(chǎng)力,將微細(xì)的磨粒植于高強(qiáng)度薄膜上(如圖1),令磨??梢远ㄏ蚓鶆蚍植迹芴峁└叩哪ハ餍逝c光亮細(xì)致的磨光效果。目前磨粒主要包括氧化鋁、碳化硅、金剛石等。
靜電植砂的優(yōu)點(diǎn)在于磨料顆粒定向排列,產(chǎn)品表面銳利,與常規(guī)涂覆產(chǎn)品相比,能夠提供更大的切削力。
靜電植砂砂帶可用于拋光各種金屬輥、膠輥等;另外就是用于市場(chǎng)潛力巨大的汽車(chē)製造業(yè),其中有兩大部分:一是車(chē)身加工,另一是曲軸、凸輪軸、萬(wàn)向軸的最后拋光。
砂帶磨削簡(jiǎn)介
砂帶磨削是利用砂帶,按照待加工工件的要求,在一定的機(jī)械裝置上,以相應(yīng)的接觸方式,并在一定的壓力作用下,使高速運(yùn)轉(zhuǎn)著的砂帶與工件表面接觸產(chǎn)生摩擦,將工件加工表面的馀量逐漸磨除或拋磨光滑的新工藝。砂帶表面的磨粒從微觀(guān)來(lái)看,就象一種刀尖為圓弧,刃角為鈍角或鈍圓的切削刀具。其圓弧半徑由幾微米到幾十微米,大小與磨粒的材質(zhì)和粒度有關(guān)。由于磨粒的這種幾何特性,在磨削時(shí),切削深度小(切屑厚度薄),一般在0.005~0.05mm左右。所以絕大多數(shù)磨粒切削刃是在大負(fù)前角條件下對(duì)工件進(jìn)行切削。磨粒在與工件表面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中,磨粒和工件表面間產(chǎn)生一定的干涉。按照干涉的程度,可區(qū)分為三個(gè)不同的過(guò)程。
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(1)滑擦 實(shí)際上此時(shí)開(kāi)始接觸工件,干涉很少,磨粒只摩擦工件表面,起“滑擦”作用,此時(shí)磨粒在工件上滑擦,實(shí)際上產(chǎn)生了切除材料的彈性和塑性變形。
(2)耕犁 隨著機(jī)床進(jìn)給,切削厚度的增加,干涉增大了,這時(shí)磨粒在工件表面上犁出“刻線(xiàn)”,稱(chēng)為“耕犁”。此時(shí)工件材料產(chǎn)生塑性流動(dòng),材料產(chǎn)生一個(gè)擠壓式的運(yùn)動(dòng),而從磨粒下方向的前面在和兩側(cè)擠出,同時(shí)切除少量材料。
(3)切削 在一定壓力的作用下,當(dāng)有足夠的干涉并伴隨一定的切削溫度時(shí),開(kāi)始真正的“切削”,此時(shí)在滑動(dòng)磨粒的前方產(chǎn)生斷裂而形成切屑,有相當(dāng)快的切除率。砂帶上的眾多磨粒,在與工件接觸的瞬間,一部分磨粒進(jìn)行切削,另一部分犁出溝槽,還有一些只起滑擦作用,甚至同一顆磨粒的不同部位以及同一部位在不同的加工時(shí)間里所起的作用也不同。除此之外,砂帶的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又起了擦淨(jìng)切屑的作用,將前進(jìn)著的磨粒前方的切屑清除干淨(jìng)。
加工材料不同,磨粒切削過(guò)程三個(gè)個(gè)階段在整個(gè)磨削過(guò)程中所占比例也不一樣。
磨損的磨粒 砂帶磨削的表面形成原理
磨削過(guò)程是磨粒切削刃切削金屬的過(guò)程,它同機(jī)床刀具切削一樣,被磨削金屬也經(jīng)曆了彈性變形、塑性變形、切削形成等過(guò)程,并有大量的磨削力和磨削熱產(chǎn)生。磨削過(guò)程中由于磨粒形狀及分布狀態(tài)不一,砂帶表面的磨粒存在實(shí)際參加磨削的有效磨粒少于其磨粒總數(shù)的情況。因而同一時(shí)間內(nèi)磨粒對(duì)金屬的滑擦、耕犁和切削作用的大小不同,所得到的效果亦不同。甚至同一顆磨粒的不同部位以及同一部位在不同的加工時(shí)間里所起的作用也不同??梢?jiàn)砂帶的磨削是十分複雜的。特別是磨粒切刃的負(fù)前角切削過(guò)程,切削條件很差,各階段的劇烈擠壓使磨削表面產(chǎn)生嚴(yán)重的塑性變形,而且大量塑性變形的金屬不是成為切屑流出,而是仍保留在已加工表面,所以加工表面的硬化現(xiàn)象嚴(yán)重,殘馀應(yīng)力較大。由于磨粒的高速運(yùn)動(dòng),加之磨粒切刃較鈍,在磨削區(qū)造成較大的摩擦和彈性、塑性變形,磨削過(guò)程中會(huì)有較大的熱量產(chǎn)生,導(dǎo)致磨削區(qū)工件表面溫度上升,將引起工件表面層發(fā)生變化。特別是在砂帶磨粒磨損嚴(yán)重時(shí),磨削摩擦加劇,產(chǎn)生大量的磨削熱,使工件表層溫度急劇上升,導(dǎo)致表層金屬發(fā)生組織變化(如燒傷、裂紋、熱應(yīng)力等)。這也正是為什么使用砂帶磨削有時(shí)仍會(huì)燒傷工件表面的一個(gè)原因。