广东博科数控机械有限公司
引言：因为叶片在大多数情况下需要利用钛合金或不锈钢等较难进行加工的材料来制造，所以对于叶片进行抛磨需要使用砂带磨削加工技术来完成。砂带磨削加工技术由于其自身所具有的优势和特点，使其成为了叶片加工首选的技术方式。对于数控沙袋磨削加工技术进行研究，需要对于砂带磨削加工技术的机理和特点进行成分的熟悉和了解。
1.国内外砂带磨削加工技术的发展状况分析
在上个世纪中期，出现了静电植砂技术和涂附磨具技术，这两项技术的出现使得欧美等发达国家在砂带的制造和磨削等技术上获得了较大的进步。从砂带制造技术层面来看，随着科学技术的不断发展，有更多涂附形式和磨料技术出现在了人们的视野中，例如陶瓷磨料、金刚石磨料、复合磨料、堆积磨料等，并将这些磨料制作成了砂带，使得砂带能够真正的被应用于重磨削和高精度磨削领域当中。在当时，日本已经研发出基底为软钢带的金刚石砂带，使用这种砂带能够对于一些具有较高硬度的材料进行加工，例如单晶硅片等等。在世界上比较有名的砂带品牌包括了美国的NORTON和德国的HERMES、VSM以及韩国的DEET和日本的牛头牌砂带等等。对于砂带磨床的制造，有宽度达到五米的平面磨床，也有专门提供给牙医使用的修齿机，不同大小的砂带磨床具有不同的结构和形式。随着近些年来自动化技术的高速发展，又出现了机器人砂带磨削、六轴五联动砂带磨削以及FMS砂带磨削等技术，且这些技术都已经得到了较为广泛的应用。在实际上较为有名的砂带磨床制造商有德国的LOSER和瑞士的ASEA以及美国的CINCINNATI等。我国的砂带磨削技术起始于上个世纪七十年代，随着我国改革开放的推行，在各个行业领域中逐渐对于砂带磨削技术进行了重视，再加上砂带制造技术的提升和砂带种类的增加，使得砂带磨削技术的研发和制造业获得了较大程度的发展。从目前的情况来看，我国制造砂带的企业有数十家，制造砂带磨削设备有重庆三磨海达等十多家企业。对于砂带磨削加工技术进行专门研究的单位包括广东工业大学、湖南大学和东北大学等等。
2.数控砂带磨削加工技术机理
数控砂带磨削需要以零件的形状和接触的方式为依据，来利用高速砂带对其进行磨削、抛光和研磨等加工过程，属于新型的磨抛工艺。
磨具分别包括了固结磨具和涂附磨具以及超硬磨具，而砂带是其中非常重要的组成部分，也是进行砂带磨削的核心部分。数控砂带磨削属于一种可视化的、特殊的、多刀多刃的工具，主要由结合剂、磨粒和基体这三个部分组合而成。在进行砂带磨削时，通过给予磨粒一定的压力来使其进行切削运动，并与零件实现相互作用，最终形成对零件表面的抛光和磨削效果。在进行磨削的过程中，根据磨粒与零件接触过程中不同的干涉度，可将其分为三个过程，即滑擦过程、耕犁过程以及切削过程。下面对这几个过程分别进行分析：
（1）滑擦过程：当磨粒与零件之间进行接触的过程中，所具有的干涉性较小，那么零件将会出现弹塑性的变形过程，而磨粒只对零件的表面进行摩擦，不会对于材料进行切除。
（2）耕犁过程：磨削的使用量越来越大，那么磨粒和零件之间的干涉性也在逐渐增大，这时零件表面就会出现塑性流动的状况，进而出现使其出现挤压式的运动，并将其从磨粒下方挤出。这时的磨粒会在零件表面磨出刻线，会对材料进行少量的切除。
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（3）切削过程：在一定的温度和压力影响下，磨粒与零件之间会出现足够的干涉性，这时就会出现真正的切削过程，磨粒会使得材料出现断裂情况，最终形成切屑。这时磨粒会对材料有着较大的切除率。
在进行数控砂带磨削加工的过程中，通过使用不同的磨粒即可达到不同的作用。一些磨粒会起到滑擦的作用，而另一些磨粒则会起到耕犁的作用，还有一些磨粒会起到一定的切削作用。即便是同一个磨粒，在处于不同的部位或者不同的时间时，也会起到不同的作用。对于磨削过程中的磨削力、磨削温度以及磨削机理的解释涵盖了数学、物理以及摩擦学等领域，由此可见砂带磨削机理具有一定的复杂性。
3.数控砂带磨削加工技术特点
（1）冷态磨削，因为砂带的周长较长且散热较快，所以会使得砂带中的磨粒得到较高的冷却效果，从而使得零件的表层不易出现损坏。通常情况下，零件表面都不会出现微型的裂缝或者金相组织。
（2）弹性磨削，因为砂带具有较强的柔韧性，所以与零件的接触过程属于柔性接触，因此其具有较强的抛光性能和磨合性能。
（3）高效磨削，砂带磨削生产效率高，在材料去除率方面，砂带磨床远远超过了砂轮磨床，约为普通砂轮磨削的5～20倍，铣削的10倍；功率利用率达96%，国外生产的强力砂带磨床，金属切除率已达737.5cm3/min。
（4）磨削质量好，经砂带磨削后的工件表面尺寸精度、形状精度和表面粗糙度与同类砂轮磨削相当，尺寸精度可达O.1 Um，ga值可达O.01 Um，即达到镜面效果，磨削后的工件表面残余应力及冷硬程度仅为砂轮磨削的1/10。
（5）适用范围广，砂带磨削几乎可以加工所有的工程材料，如有色金属、非金属材料、难加工材料等，均有良好的磨削加工性能。
（6）生产成本低、经济效益好：砂带磨床结构简单，制造成本比砂轮磨床的低；新砂带调整容易，可以一次定位，多次更换带；有实验证明，砂带磨削的磨削比（切除材料的重量与磨粒消耗重量之比）可达300：1，--400：1，而砂轮仅为30：1。
4.砂带磨削发展趋势
砂带磨削总的趋势正朝着强力、高速、高效和精密方向发展。在磨床结构方面，从单一磨头向大型、组合（多磨头，多功能，多工位）形式发展。在加工工艺方面，与特种加工相结合的复合加工方法是砂带磨削很有前途的发展方向之一。如与超声振动结合可形成超声砂带磨削；与电化学加工结合可形成电解砂带磨削。另一方面自动化在砂带磨削中的应用，尤其是数控砂带磨床及自适应控制技术的应用，使得砂带磨削的加工效率和精度有了很大的提高。
结束语：综观几年来国内外各类机床及工具展览会的情况，结合砂带磨削在国内外各行业的应用状况，可以看出砂带磨削技术在制造业中发挥着越来越重要的作用，更有着广泛的应用及发展前景。
参考文献：
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[3]易亮.基于ACIS的球形封头数控砂带磨削自动编程系统关键技术的研究与实现[D].重庆大学,2010.
论文作者:符晓良
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/19
标签：磨削论文; 砂带论文; 加工论文; 技术论文; 零件论文; 磨床论文; 数控论文; 《中国西部科技》2019年第11期论文;