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【摘 要】砂带磨削，作为在先进制造领域内的有着“万能磨削"与“冷态磨削"之称得新型工艺，几乎可以用于加工所有的工程材料。自上世纪60年代以来，特别是随着静电植砂以及涂附磨具技术的出现和发展，砂带磨削已成为与砂轮磨削同等重要的加工方法，并体现出不可或缺的地位。本文通过介绍砂带抛磨机理、特点。讨论分析砂带磨削技术在国内外的发展。
【关键词】砂带磨削；发展状况
由于叶片多采用不锈钢、钛合金等难加工材料进行制造，对于叶片的抛磨，砂带磨削技术以其自身的特点和优势成为了首选的加工方式。研制开发数控砂带抛磨系统，首先应该对砂带磨削技术的机理与特点进行了解。
一、砂带磨削技术
（一）砂带磨削机理
砂带磨削是根据工件形状，以相应的接触方式，利用高速运动的砂带对工件表面进行磨削、研磨和抛光的一种新型高效磨抛工艺。
砂带，是磨具三大系列——涂附磨具、固结磨具、超硬磨具中的一个重要组成部分，是砂带磨削的主体。它是一种特殊的、可视为多刀多刃的切削工具，主要由基体、结合剂和磨粒3部分组成。砂带磨削时，磨粒在一定压力作用下作切削运动，与工件表面相互作用，实现对工件表面磨削和抛光。根据磨粒与工件表面接触时干涉程度的不同，可以分为3个阶段，即滑擦、耕犁和切削。
滑擦：磨粒与工件表面相互接触干涉少，工件表面发生弹塑性变形，磨粒只摩擦工件表面，不切除材料；
耕犁：随着磨削用量的增加，磨粒与工件表面干涉增大，材料表面发生塑性流动产生挤压式运动，从磨粒的下方和两侧挤出，磨粒在工件表面犁出“刻线”，切除少量材料；
切削：在一定压力作用和温度条件下，磨粒与工件表面间产生足够的干涉，开始真正地“切削”，材料在磨粒的前方产生断裂，形成切屑，有较大的材料去除率。
在磨削加工过程中，不同磨粒的作用可能不同，即一部分磨粒起滑擦作用，一部分进行耕犁，还有一些进行切削，即使同一颗磨粒的不同部位以及同一部位在不同加工时间所起的作用也不尽相同。对于磨削的机理、切屑的形成、磨削力、磨削温度、磨削热等问题的解释涉及到物理学、数学、弹塑性力学、断裂力学、摩擦学、计算机科学等基础科学，可见砂带磨削机理较为复杂。
（二）砂帶磨削的特点
1.“冷态”磨削：由于砂带有较长的周长，散热快，使磨粒得到很好的冷却，不易产生工件表面烧伤现象，工件表面通常无微裂纹出现或金相组织的改变。
2.“弹性"磨削：由于砂带自身有很好的挠性和柔性，与工件是柔性接触，具有很好的磨合和抛光作用。
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。
二、国外砂带磨削技术的发展状况
自20世纪60年代以来，特别是静电植砂及涂附磨具技术的出现及发展，欧、美、日等工业发达国家在砂带制造技术和砂带磨床技术上都取得了巨大的成就。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、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、高速和大吃刀量等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钢带作为基底的金刚石砂带，可有效加工一些特殊难加工的高硬度材料，如磨削超导用的单晶硅片。在国际上知名的砂带品牌有美国3M、Norton，德国Hermes、VSM、Klingspor，韩国DEER和日本牛头等。在砂带磨床制造方面，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，砂带磨床的结构形式各异。随着自动化技术的发展，像六轴五联动数控砂带磨床、机器人砂带磨削中心、砂带磨削FMS都已经得到应用。在国际上著名的砂带磨床制造厂商有美国Cincinnati、Sundstrand、Emerson Electric、德国Loser和瑞士ASEA等等。
三、国内砂带磨削技术发展状况
国内的砂带磨削技术是在20世纪70年代末才得以真正发展，随着国内的改革开放，砂带磨削技术日益引起了各行业、研究单位和企业的重视，加之砂带制造技术的提高及品种的增加，使得砂带磨削设备的研究和生产也得到了较大的发展。目前国内的砂带制造厂家有郑州白鸽等数十家企业；砂带磨削设备生产厂家有重庆三磨海达磨床公司等十多家企业；研究单位有郑州三磨所、华侨大学、广东工业大学、湖南大学、东北大学和重庆大学等多家科研院所和高校。
四、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。
砂带本身在不断的发展和完善中。在砂带结构方面，近年出现了堆积磨料砂带、金字塔型砂带、空心球型砂带、复层砂带、高弹性砂带、防跑偏砂带、不等厚砂带、粒度复合砂带等等。砂带在我国从国产到从磨料、半成品、成品的进口，再到与国外砂带企业的合资等多种形式，这些都极大地丰富了我国的砂带品种，为国内用户提供了更大的选择空间。
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：
[1]冯蕴华.国外砂带磨床现状[J].磨床与磨削，1994，（4）：2～6.[2] 李伯民.实用磨削技术[M].北京：机械工业出版社，1996.209～224.
[3]何寅.砂带磨削技术在现代化工业中的应用[J].机械制造，1992，（4）：17～19.
[4]彭惠民.砂带磨削新工艺[J].机械，1994，（1）：35～38.
【关键词】砂带磨削；发展状况
由于叶片多采用不锈钢、钛合金等难加工材料进行制造，对于叶片的抛磨，砂带磨削技术以其自身的特点和优势成为了首选的加工方式。研制开发数控砂带抛磨系统，首先应该对砂带磨削技术的机理与特点进行了解。
一、砂带磨削技术
（一）砂带磨削机理
砂带磨削是根据工件形状，以相应的接触方式，利用高速运动的砂带对工件表面进行磨削、研磨和抛光的一种新型高效磨抛工艺。
砂带，是磨具三大系列——涂附磨具、固结磨具、超硬磨具中的一个重要组成部分，是砂带磨削的主体。它是一种特殊的、可视为多刀多刃的切削工具，主要由基体、结合剂和磨粒3部分组成。砂带磨削时，磨粒在一定压力作用下作切削运动，与工件表面相互作用，实现对工件表面磨削和抛光。根据磨粒与工件表面接触时干涉程度的不同，可以分为3个阶段，即滑擦、耕犁和切削。
滑擦：磨粒与工件表面相互接触干涉少，工件表面发生弹塑性变形，磨粒只摩擦工件表面，不切除材料；
耕犁：随着磨削用量的增加，磨粒与工件表面干涉增大，材料表面发生塑性流动产生挤压式运动，从磨粒的下方和两侧挤出，磨粒在工件表面犁出“刻线”，切除少量材料；
切削：在一定压力作用和温度条件下，磨粒与工件表面间产生足够的干涉，开始真正地“切削”，材料在磨粒的前方产生断裂，形成切屑，有较大的材料去除率。
在磨削加工过程中，不同磨粒的作用可能不同，即一部分磨粒起滑擦作用，一部分进行耕犁，还有一些进行切削，即使同一颗磨粒的不同部位以及同一部位在不同加工时间所起的作用也不尽相同。对于磨削的机理、切屑的形成、磨削力、磨削温度、磨削热等问题的解释涉及到物理学、数学、弹塑性力学、断裂力学、摩擦学、计算机科学等基础科学，可见砂带磨削机理较为复杂。
（二）砂帶磨削的特点
1.“冷态”磨削：由于砂带有较长的周长，散热快，使磨粒得到很好的冷却，不易产生工件表面烧伤现象，工件表面通常无微裂纹出现或金相组织的改变。
2.“弹性"磨削：由于砂带自身有很好的挠性和柔性，与工件是柔性接触，具有很好的磨合和抛光作用。
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。
二、国外砂带磨削技术的发展状况
自20世纪60年代以来，特别是静电植砂及涂附磨具技术的出现及发展，欧、美、日等工业发达国家在砂带制造技术和砂带磨床技术上都取得了巨大的成就。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、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、高速和大吃刀量等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钢带作为基底的金刚石砂带，可有效加工一些特殊难加工的高硬度材料，如磨削超导用的单晶硅片。在国际上知名的砂带品牌有美国3M、Norton，德国Hermes、VSM、Klingspor，韩国DEER和日本牛头等。在砂带磨床制造方面，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，砂带磨床的结构形式各异。随着自动化技术的发展，像六轴五联动数控砂带磨床、机器人砂带磨削中心、砂带磨削FMS都已经得到应用。在国际上著名的砂带磨床制造厂商有美国Cincinnati、Sundstrand、Emerson Electric、德国Loser和瑞士ASEA等等。
三、国内砂带磨削技术发展状况
国内的砂带磨削技术是在20世纪70年代末才得以真正发展，随着国内的改革开放，砂带磨削技术日益引起了各行业、研究单位和企业的重视，加之砂带制造技术的提高及品种的增加，使得砂带磨削设备的研究和生产也得到了较大的发展。目前国内的砂带制造厂家有郑州白鸽等数十家企业；砂带磨削设备生产厂家有重庆三磨海达磨床公司等十多家企业；研究单位有郑州三磨所、华侨大学、广东工业大学、湖南大学、东北大学和重庆大学等多家科研院所和高校。
四、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。
砂带本身在不断的发展和完善中。在砂带结构方面，近年出现了堆积磨料砂带、金字塔型砂带、空心球型砂带、复层砂带、高弹性砂带、防跑偏砂带、不等厚砂带、粒度复合砂带等等。砂带在我国从国产到从磨料、半成品、成品的进口，再到与国外砂带企业的合资等多种形式，这些都极大地丰富了我国的砂带品种，为国内用户提供了更大的选择空间。
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：
[1]冯蕴华.国外砂带磨床现状[J].磨床与磨削，1994，（4）：2～6.[2] 李伯民.实用磨削技术[M].北京：机械工业出版社，1996.209～224.
[3]何寅.砂带磨削技术在现代化工业中的应用[J].机械制造，1992，（4）：17～19.
[4]彭惠民.砂带磨削新工艺[J].机械，1994，（1）：35～38.