・５０・ 万方数据
张念淮等：砂带磨削技术的新发展
２００９年ｌＯ月
综合作用。所以，从这点来看．砂带磨削同时具有磨 削、研磨和抛光的多重作用。而这也正是砂带磨削 表面质量好的原因。另一方面，由于砂带的这种弹 性磨削特点，还使砂带在磨削区域内与工件接触的 长度比砂轮大．同时参加磨削的磨粒数目多．单颗磨 粒所受载荷小．且均匀，磨粒破损小。 （２）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÷多刀多刃的切削ｒＴ具进行磨
削加Ｔ，生产效率高。
砂带可以做到２５００ｍｍ以上。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— １５０ｒａｍ。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Ｔ的表面 有更好的密封性。②金属带材或线材的连续抛磨加
为６００—２１００ｍｍ，加Ｔ厚度Ｏ．卜２．２ｍｍ。表面粗糙度 值Ｒａ３．２’ｏ．１ｍｍ，带材运行速度为３－８０ｍ／ｍｉｎ。行星
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。丁件的
粗糙度可达Ｒａ０．４—０．１ｐｔｍ，且表面有均匀的粗糙度， 加工表面质量高。 （４）砂带磨削可以用于平面、外圆、内圆磨削、 复杂的异形面加Ｔ。除了有各种通用、专用设备外。
ｋｉｎｄ ｏｆ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｌｏｗ
ａｎｄ ｍｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅ ａｂｒａｓｉｖｅ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ
ｎｅｗ
ｍｅｔｈｏｄ．Ｉｔｓ
ａｎｄ ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ
ｓｕｒｐａｓｓｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｇｒｉｎｄｉｎｇ
ｗｈｅｅｌ鲥ｎｄｉｎｇ
ｃｒａｆｔ ｆａｒ ｒｅｇａｒｄｉｎｇ ｅａｃｈ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｈａｐｅ ｏｆ ｔｈｅ
能可满足不同的－Ｔ件材料在不同的加工条件下进行
应用范围广，适应性强，使用成本低，操作安全方便 等特点，在国外得到广泛应用。砂带磨削的生产率 比铣削高１０倍，比砂轮磨削高４—１０倍。砂带磨削 广泛地应用于各种材料的磨削和抛光中．特别适用
于加工大型薄板、带材、长径比很大的薄壁孔和外
围。目前砂带磨削技术正随着砂带制造质量的提高
工。由于宽砂带磨削的发展，使薄型带材在整个宽度
（３）砂带磨削时接触面小，摩擦发热少，可以 有效地减少ｒＴ件变形及烧伤．加工精度高，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
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
于摩擦使接触点温度升高．而引起的热塑性流动等
２砂带
砂带是特殊形态的多刀、多刃的切削工具，其切 削功能主要由粘附在基底上的磨粒来完成。作为一 颗磨粒的切削行为，可以比喻为一般切削加工刀具
收稿日期：２００９－０７—１４ 作者简介：张念淮（１９６６－），男，河南郑州人，高级工程师，工学学士， 主要从事机械设计与制造工作。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｅｈ；ｇｒｉｎｄｉｎｇ；ｂｅｌｔ
ｇｒｉｎｄｉｎｇ
１
前言
砂带磨削作为一门新技术。因其加Ｔ效率高，
的微型体的切削行为。砂带属一种单层磨料的磨具， 是砂带磨削的主体，它由磨料、粘结剂、基体材料三 要素组成．在具有可挠性且极为平坦的布料或纸料 基体表面上．平整地排列着长径立起的磨粒，靠粘结 剂和基体材料保持可挠性和弹性。作为涂附磨具的 主要品种，其性能是由各部分要素综合形成的，由于 这些要素的组成各异．使得砂带这种涂附磨具的性
ｏｆ ｂｅｌｔ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ．Ａｓ
ｏｎｅ
ａ
ｎｅｗ
ｔｙｐｅ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ ｂｅｌｔ ｓｒｉｎｄｉｎｇ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ
ｃｏａｔ
ｗｉｔｈ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｂｅｌｔ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｉｓ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．
展，特别是在热轧钢坯高合金管的重负荷磨削方面
（３）新型基体的应用和开发。国外最新ｍ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、铜与纤维复合摹金刚石砂带等产品， 在加Ｔ非金属材料（陶瓷和硅晶体等）方面旱现了优 异的磨削性能。 （４）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 力磨削在于、湿磨条件的性能与砂带所使用的粘结 剂密切相关。围产砂带使用寿命短的很大一个冈素
关键词：砂带；磨削；砂带磨削
中图分类号：ＴＨｌ４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—３１４２（２００９）１０—００５０－０３
Ｒｅｃｅｎｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｅｌｔ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＺＨＡＮＧ Ｎｉａｎ—ｈｕａｉ．ＬＩ Ｓｈｉ—ｘｉａｎ
（Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ
Ｒａｉｌｒｏａｄ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ
大。适应性强。
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围和汽 缸、石油管道、压力容器等工件的内圆表面加工。④
复杂异型丁件的抛磨。曲面工件的成型磨削，难度较
４砂带磨削技术的应用
就是粘结剂问题。
６．２砂带磨床的现代设计与制造 随着信息与自动化技术的口新月异，传统的砂带 磨床的设汁及制造技术也在改变。尤其面对全球化、 交货期与产品生命周期不断缩短、技术集成（ＣＡＤ／ ＣＡＰＰ／ＣＡＭ／ＣＡＥ、ＰＬＭ、ＤＦＸ、ＴＱＭ、ＡＭ、ＣＥ、ＥＲＰ等） 的主要趋势。开展对高精度、高刚性、高速度、高稳定 性的主轴系统和并联砂带机床结构研究；高速、超高 速及精密方向作为砂带磨削技术的主要发展方向， 要求机床控制系统和数字伺服驱动系统的控制精
信息采集、数据处理、反馈控制等技术，从而实现高
效、高精度磨削砂带磨床的自动化。目前砂带磨削在 德国最高线速度接近１００ｍ／ｓ。表面粗糙度已达到Ｒａ （０．０１—０．０２５）ｐ．ｍ。
４５００５２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ，ｔｈｅ ｂｅｈ ｇｒｉｎｄｉｎｇ＇ｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｒｅｎｄ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ眦ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ｏｖｅｒｓｅ８８
度，动态响应特性都很高。因此加强对高精度数控系
统和伺服驱动系统的研发，通过对磨削加：【过程自 动实时监控系统的研究，解决磨削过程中信号识别、
在涂附磨具中的已广泛应用。包括：
（１）新刑磨料的应用与开发。随着砂带磨削的 加Ｔ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
和品种的发展而不断地发展。在世界上工业发达的
磨削加工的要求，同时也形成了砂带磨削区别于砂 轮磨削的诸多优点。
国家如美、英、１３、德等国砂带磨削机床及砂带生产 与日俱增，我国也对此项研究越来越重视．吸引了 越来越多的大学、科研机构、工矿企业研究应用这 一先进工艺。
３砂带磨削特点
砂带磨削与砂轮磨削同样都是高速运动的“微 刃切削刀具”——磨粒的微量切削而形成的累积效 应。因而其磨削机理大致上也是相同的。但由于砂带 本身的构成特点和使用方式不同．使砂带磨削不论 是在磨削加工机理方面。还是其综合磨削性能方面 都有别于砂轮磨削。这主要表现在： （１）砂带磨削除了具有砂轮同样的滑擦、耕犁 和切削作用外，还有磨粒对工件表面的挤压作用。并 使之产生塑性变形、冷硬层变化和表层撕裂．以及由
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，因此也被国外工业 界称为“万能磨削”的一种高效精密加丁方法。
（２）砂带磨削能够加．丁表面质量及精度要求高
５砂带磨削技术的新发展
目前。砂带磨削技术正朝着强力、高效、精密、数 控及复合加工等方向发展：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
．５１・
的各种形状的Ｔ件。砂带磨削不但可以加Ｔ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：①大面 积板材的抛磨加工。砂轮的宽度最大仅１０００ｍｍ．而
万方数据
２００９年第ｌＯ期
农业装备与车辆工程
高硬度材料，如单晶硅片等；在强力高效加下方面， 砂带磨削主要体现在重载大余量强力磨削方面发
的研究与应用；在精密加工方面，砂带磨削主要研究
热点方向在与电解、超声波、电泳吸附作用等进行复 合精密加丁。力图达到纳米级的超精密加工：在砂带 磨床方面，有大至磨削宽度５ｍ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，六轴联动的数控砂带磨 床在发达国家广泛用于汽轮机叶片加工。机器人砂 带磨削中心、自动化砂带磨削生产线（ＦＭＳ）、并联机