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 1．概述     砂帶磨削幾乎能加工所有的工程材料,從一般家庭生活到工業(yè)生產(chǎn)的各個領域無所不用。作為有著“磨削”和“冷態(tài)磨削”之稱的新型涂附磨削工藝,砂帶磨削技術已經(jīng)被當作與砂輪磨削同等重要的*的加工方法。綜觀近幾年來國內(nèi)外各類機床及工具展覽會情況，結(jié)合砂帶磨削在國內(nèi)外各行業(yè)的應用狀況，可以看出砂帶磨削技術在制造業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用，更有著廣泛的應用及發(fā)展前景。 

    2．砂帶磨削技術的國內(nèi)外現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢     國外的砂帶磨削發(fā)展非常迅速，自20世紀60年代以來，特別是靜電植砂及涂附磨具技術的出現(xiàn)及發(fā)展，歐、美、日等工業(yè)發(fā)達國家在砂帶制造技術和砂帶磨床技術上都取得了巨大的成就。在砂帶制造技術方面，隨著許多特殊的涂附磨料及涂附形式的出現(xiàn)，產(chǎn)生了如金剛石、立方氯化硼（CBN）、鋯剛玉、陶瓷磨料、復合磨料、堆積磨料等各類砂帶，使得砂帶已經(jīng)能用于干磨、高速，大吃刀量等的重磨削領域，及高精密零件的磨削加工領域。日本已經(jīng)開發(fā)出用軟剛帶作為基底的金剛石砂帶，可有效加工一些特殊難加工的高硬度材料，如單晶硅片等。在上的砂帶品牌有美國3M、美國Norton、德國Hermes、德國VSM、德國Klingspor、韓國DEER、日本牛頭等。在砂帶磨床方面，有大至磨削寬度5米以上的巨型平面磨床，小至牙醫(yī)用的修齒機等結(jié)構(gòu)形式各異種類，另外，隨著自動化技術的發(fā)展，像六軸五聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床、機器人砂帶磨削中心、砂帶磨削FMS、并聯(lián)機構(gòu)的數(shù)控砂帶磨床都已經(jīng)得到應用。砂帶磨削技術現(xiàn)已成為這些發(fā)達國家獲得高額經(jīng)濟效益的一種重要手段,且砂帶磨削量已占磨削總加工量一半以上。 

    國內(nèi)的砂帶磨削技術是在20世紀70年代末才得以真正發(fā)展，隨著國內(nèi)的改革開放，砂帶磨削技術日益引起了各行業(yè)、研究單位和企業(yè)的重視，加之砂帶制造技術的提高及品種的增加，使得砂帶磨削設備的研究和生產(chǎn)也得到了較大的發(fā)展。砂帶磨削設備開發(fā)與生產(chǎn)的廠家有新鄉(xiāng)機床廠、上海機床廠、北京二機等十來家企業(yè)；有包括鄭州三磨所、湖南大學、東北大學、廣東工業(yè)大學、廣西大學、重慶大學等在內(nèi)的多家科研院所和高校。 

    砂帶磨削總的趨勢正向著強力、高速、和精密方向發(fā)展。在磨床結(jié)構(gòu)方面,從單一磨頭向大型、組合（多磨頭、多功能、多工位）形式發(fā)展。在加工工藝方面，與特種加工相結(jié)合的復合加工方法是砂帶磨削很有前途的發(fā)展方向之一，如與超聲振動結(jié)合可形成超聲砂帶精密磨削；與電化學加工結(jié)合可形成電解砂帶磨削。另一方面自動化在砂帶磨削中的應用，尤其是數(shù)控砂帶磨床及自適應控制技術的應用，使得砂帶磨削的加工效率和精度有了很大的提高，已經(jīng)使得砂帶磨削精度已經(jīng)進入精密和超精密加工行列。 

    砂帶本身在不斷的發(fā)展和完善中。在砂帶結(jié)構(gòu)方面，近年出現(xiàn)了堆積磨料砂帶、金字塔型砂帶、空心球型砂帶、復層砂帶、高彈性砂帶、防跑偏砂帶、不等厚砂帶、粒度復合砂帶等等。砂帶在我國的制造從國產(chǎn)到從磨料、半成品、成品的進口，再到與國外砂帶企業(yè)的合資等多種形式，這些都極大地豐富了我國的砂帶品種，為國內(nèi)用戶提供了更大的選擇空間。 

    3．我國砂帶磨削技術與國外的差距     高性能砂帶磨削技術以其*的工藝性、廣泛的用途、較強的適應性能得到了較廣泛地推廣，但國內(nèi)砂帶磨削的發(fā)展與國外相比仍存在較大差距，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 

    3.1砂帶壽命短品種規(guī)格不齊全     目前，國產(chǎn)砂帶壽命一般在2～4h左右,往往使用1h就不能繼續(xù)使用,而國外砂帶的壽命可達到8～12h；從磨料品種來看,國內(nèi)使用zui多的兩類磨料是SiC和Al2O3,而在金剛石磨料、陶瓷氧化鋁、復合磨料等磨料的開發(fā)上基本處于空白,微粉級磨料的砂帶還沒有，因而限制了砂帶在精密和超精密加工中的應用。此外,國內(nèi)砂帶寬度明顯低于國外的砂帶寬度,寬砂帶在2m左右,而國外可達5m，且國內(nèi)鋯剛玉砂帶也不普及。因此,開發(fā)新磨料、新基材、新粘結(jié)劑及表面涂層材料來改善磨粒的結(jié)構(gòu)形態(tài)、砂帶性能和質(zhì)量,提高使用壽命是砂帶磨削推廣應用的一個關鍵問題。 


    3.2提高加工精度問題     近年來,國外將砂帶磨削用于精密、超精密加工,精度已達微米級,表面粗糙度已達到Ra（0.01～0.025）μm;而國產(chǎn)320#砂帶的磨削精度只能達到20～10μm。原因有兩方面,一方面是國內(nèi)機床的切深微進給精度較低,普通機床zui小微進給在10～20μm,某些數(shù)控機床的微進給可控制到5μm,這對利用現(xiàn)有機床進行砂帶磨削、提高精度產(chǎn)生了一定影響；另一方面,砂帶磨削為彈性加工,由于彈性變形使得砂帶磨削精度降低，因此對磨削深度的微量控制問題的解決是提高砂帶磨削精度的先決條件。 

    3.3砂帶磨削機理的研究差距     砂帶磨削技術已在國內(nèi)許多單位得到了推廣和應用,并取得了一定的成績,解決了許多生產(chǎn)中存在的問題.但對砂帶磨削過程的全面基礎理論研究、砂帶及砂帶磨削熱和磨削力的研究、砂帶磨削表面的形貌研究還遠遠落后于國外研究水平.因此,今后研究的方向應在現(xiàn)有基礎上,從理論上分析研究砂帶磨粒的磨削過程,推動砂帶磨削技術更廣泛地應用。 

    3.4砂帶磨削的強力加工問題     國外已成功地將砂帶磨削用于強力磨削,以實現(xiàn)大切除量和高金屬去除率磨削.如國外3M公司生產(chǎn)的砂帶每分鐘對鑄鐵的切削率在其砂帶寬度方向上已達到870cm3/cm，EmeersonElectric公司的砂帶磨床一次切深鑄鐵件可達5～10mm,其加工效率比銑削加工提高了5～10倍。而國內(nèi)目前zui高切深的砂帶磨削是由重慶三磨海達磨床有限公司研制的2M56150-4JB型砂帶磨床達到了對40Mn2高強度結(jié)構(gòu)鋼的4.5mm/單次的強力磨削。因此,今后應加強研究和推廣砂帶的強力磨削技術,發(fā)揮砂帶潛在的加工能力,提高切削效率,解決一些難加工材料和高脆硬度材料粗加工的問題。
 
    3.5運用現(xiàn)代化技術開發(fā)新型砂帶磨床的差距     目前,國外砂帶磨床已有較大發(fā)展,工業(yè)發(fā)達國家有數(shù)百家砂帶磨床專業(yè)制造公司,每年向市場提供40多萬臺砂帶磨床,這些砂帶磨床（含磨頭裝置）已從初期的作為機床的附件水平發(fā)展到與砂輪磨床相匹敵的水平,并和CAX、NC、CNC等現(xiàn)代化技術緊密結(jié)合，出現(xiàn)了六軸數(shù)控砂帶磨床、機器人砂帶磨削中心、砂帶磨削FMS、并聯(lián)機構(gòu)的數(shù)控砂帶磨床等*技術和裝備，而國內(nèi)砂帶磨床發(fā)展較緩慢,在研究、試驗和開發(fā)手段上比起國外都有不小的差距，我國目前砂帶磨床與砂輪磨床產(chǎn)量比大約為1：10左右，據(jù)統(tǒng)計,我國各類行業(yè)每年對砂帶磨床的需求總量約4～5萬臺，但由于受國外砂帶磨床的沖擊，國內(nèi)目前砂帶磨床專業(yè)制造公司只剩下重慶三磨海達磨床有限公司、北京二機等為數(shù)不多的企業(yè)還在進行砂帶磨床生產(chǎn)，因此，我國砂帶磨床行業(yè)既有機遇，也存在挑戰(zhàn)，并有待奮起直追。


 
    4．砂帶磨削關鍵技術     根據(jù)國內(nèi)外砂帶磨削技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的分析，結(jié)合我國在砂帶磨削技術上與國外的差距，作者認為砂帶磨削的關鍵技術主要體現(xiàn)在以下五個主要方面。 

    4.1砂帶磨削基礎研究     砂帶磨削具有復合加工的特點，其機理較復雜，蘊含了較多科學基礎問題，盡管多年來各國學者對砂帶磨削機理做了很深的研究，但是到目前為止各類砂帶磨削的材料去除基本機理盡管國內(nèi)外學者做了較多研究，但目前為止，完整的砂帶磨削的材料去除基本理論還沒有建立起來。因為表面完整性、亞表面層損傷、零件幾何形狀以及磨削和拋光加工生產(chǎn)能力等輸出參數(shù)受很多因素的影響，對某一企業(yè)，有可能對研磨拋光加工工藝運用或者控制得很好，但在加工前卻幾乎無法預測其加工行為。因此，有必要深入展開砂帶磨削加工機理及相關工藝的研究。只有通過對磨削機理和磨削工藝的研究,揭示各種磨削過程,磨削現(xiàn)象的本質(zhì),找出其變化規(guī)律,才能確定*的磨削范圍,獲取*的磨削參數(shù)。這是我們行業(yè)領域一個長期基礎研究的基本任務。
          4.2砂帶磨料及制品工藝技術改進和開發(fā)     砂帶是砂帶磨削技術發(fā)展的關鍵和重要標志，能否制造高品質(zhì)的砂帶已經(jīng)作為衡量一個國家砂帶磨削技術高低的標準。作為構(gòu)成砂帶三要素的基體、磨料、粘結(jié)劑以及由此導致影響磨削性能的十種要素，結(jié)合近年來像高分子新材料、新技術、新工藝在涂附磨具中的廣泛應用，我國的廣大砂帶生產(chǎn)企業(yè)及相關研究機構(gòu)應該在如下五個方面加大研究和開發(fā)力度，爭取獲得有自主知識產(chǎn)權(quán)的高品質(zhì)砂帶： 

    ①新型基體的應用和開發(fā)     國外紙基砂帶的基體用紙通過在紙漿中加入添加劑，并通過浸漬和表明涂附處理，使紙張到達了砂帶的要求；布基砂帶中的棉纖維隨著化工技術的發(fā)展逐漸被聚酯纖維和尼龍纖維所代替，特別是聚酯纖維由于它的斷裂強度高、耐熱耐水性好、耐磨性優(yōu)良已經(jīng)成為重負荷砂帶的優(yōu)良基體，國外出現(xiàn)的聚酯*化薄膜基金剛石砂帶、電鍍金剛石或CBN的金屬基砂帶、銅與纖維復合基金剛石砂帶等產(chǎn)品，在加工非金屬材料（陶瓷和硅晶體等）方面呈現(xiàn)了優(yōu)異的磨削性能。由于我國國產(chǎn)紙強度、均勻性、耐水性等方面達不到砂帶生產(chǎn)要求，因此我們進一步開展在這方面的研究是很有意義的。