砂带在磨削过程中容易出现的几种问题以及如何解决的方法

研磨者

砂带在磨削过程中容易出现的几种问题以及如何解决的方法

(1) 砂带太软
这个问题一般都发生在动物胶的砂带上特别是雨季,动物胶容易吸潮而发软发粘.因此,在雨季或潮湿的在地区应选用半树脂或全树脂粘结剂生产的砂带.对动物胶的砂带不宜过早折开砂带包装物,以避免过度吸潮.如有条件时,再受过潮动物胶再凉干或烘干亦可,但温度不宜过高,以免胶层起泡或焦化.
(2) 磨料容易钝,但不脱落
砂带磨削时,若接触轮太软,则容易出现砂面的磨料虽不脱落但不锋利的状况.如有这种情况的发生,,应该增加磨削的压力或更换较硬的接触轮或更换齿轮较宽的接触轮或者更换小直径的接触轮,或者降低砂带的线速度等等,则可以解决砂面不锋利的状况.
(3) 容易脱砂,基底外露
这主要是磨粒粘结不牢,应更换砂带.或者选用较软的接触轮或较大直径的接触轮,以增大砂带的曲率半径,减少磨削压力,或者选用较窄齿轮的接触轮,以提高砂带的线速度.
(4) 磨料层堵塞
主要是砂带选择的不对路,若加工油漆,宜选用有特殊涂层的砂带,如加工铝合金、不锈钢、铜等软金属材料时，宜选用抗润滑，抗冷却剂的耐水砂带，以抗水抗潮，磨削木材及其制品时，宜选用黑碳化硅或棕刚玉的磨料.
(5) 现以木材为例,在用砂带砂光过程中易出现的问题如下页表所叙
人造砂光板面容易出现的问题分析1/.某些企业板面砂光后出现有规则的横纹(指板面宽的方面)、直线纵纹（指板面长度方向）和“之”形纵纹（板面长度方向）等缺陷，其原因分析如下:
a. 横纹产生的原因
引起横纹的原因无非是设备和砂带两个方面,判断的方法是采用快慢两种进给速度进行砂光,再根据横纹节距变化进行分析.

人造板出现的问题见下图：
(1) 当横纹节距随进给速度改变而变化,且距呈较密状态时,应主要从接触轮上查找原因;
(2) 当横纹节距不随进给速度的改变而变化时,应从砂光机进给传动系统中追查最终原因;
（3）当横纹的切距随进给速度的改变而变化, 且节距呈较松状态时,基本上是由砂带引起的,并可从下述简单公式来推论:
横纹节距=进给速度(米/分)÷60÷砂带线速度(米/秒) ÷砂带周长(米)
如按上式所得的结果等于横纹相同的节距的数字,即可认国是砂带所致.
b. 纵纹
所谓纵纹是指纹路方向与人造板进给方向一致,这些缺陷的原因也相对容易分析,均是来源于接触轮表面或石墨带表现个别的突出点.例如有时会因石墨粉成块脱落,随着砂带被挤压在接触辊表面,形成凸点,这时的纵纹是凹入板面的;又如接触辊表面被混入硬物、异物损坏，出现环状沟槽，则纵纹呈凸出状态。

c. “之”字形纵纹：
如下图。这种“之”字形缺陷，除了上述纵向特性外，带呈现有一定节距规律的“之”字形状与直纹相似。在连续砂光的同一批板内出现，而出现的位置又是一致的，且具体所在位置则是随机性的，产生的原因就在砂带上。

图：“之”形纵纹
2/.砂带上机运转起皱、撕裂、跑偏：
检查砂带周长是否合适、砂带是否出现喇叭口、砂带是否扭曲（把砂带展平放在平坦的桌面上，将砂带一端两边对齐，观察另一端是否扭曲）、检查砂光机的接触轮、压磨板的石墨垫及被加工工件的切削量是否符合要求。等等
3/.砂带在磨削过程中堵塞:
多发生在刨花板的磨削中,原因如下:
有的刨花板木质含油量高,砂带磨削时,板材的木屑易粘在砂面上,使砂面堵塞,丧失磨削能力,进而烧焦而堵塞.此上情况一般易出现在整条砂带大面积上.在刨花板生产过程中,由于搅拌不均匀,其树脂粘在砂面的某些部位,造成砂带局部堵塞粘结.此一情况一般以局部条状出现.
另外,砂光机在磨削过程中,含有少量木屑未被抽尘流带走,在砂面上形成一层很薄的、断断续续的线状木屑流，这些木屑对砂带的正常使用影响不大.
2. 砂带保管注意事项:
无论是动物胶或者是全树脂的砂带,都会受气候的影响而产生一定的变化,尤其是动物胶产品的影响最大,即或是半树脂、全树脂的产品因为基体是植物纤维又未经过耐水处理，在不同气候条件下也会产生物理变化。如在室内湿度太大的地方存放太久，就会过多的吸潮而产生卷曲。朝砂面卷曲的原因是粘结剂层与基体吸潮的程度不同，基体吸潮量较多，因而膨胀。若继续吸潮，再加上温度上升，则会发生霉变，导致砂带无法使用。若存放的地方湿度太小，即气候干燥，则产品中的水分过度散发，基本面产生收缩，因而产品容易向基体面卷曲。严重时，产品发脆，容易断裂。因此，砂布等涂附磨具应保存在阴凉、干燥、通风的仓库内。最佳的保管条件是温度15-20C室内相对湿度50-60%。
此外，产品在使用前不宜过早的开箱，开包，最好是随用随开，最多在用前两天开箱为宜。包装好的砂箱，不宜受重压，以免导致砂带折痕，无法使用。半树脂、动物胶的砂带，一般不应超过一年。全树脂砂带不宜超过两年。超过上述期限时，砂带应重新经过检查，确认无问题后方能使用
砂带在使用前，应提前2-3天将砂带送到工作现场，并将其悬挂起来，使其与工作环境内的温度、湿度达到平衡，并消除或减轻因包装卷挠而产生的卷曲痕迹。

上部用直径大于100mm的空心钢管,管长应大于砂带的宽度.下部要压一直径大于150mm的空心钢管,上下拉直后放在现场存放.
四.砂带磨削的特点及其应用范围
砂带磨削技术经过几十年的应用和发展,正朝着强力、高效、自动化、精密和超精密方向发展，目前世界主要国家砂带磨削技术及磨床品种日新月异，特别是美国、德国和日本等国更甚，过去不能磨削加工的零件，现已被砂带磨床解决了。据资料统计，早在七十年代中期，每十台磨床中至少有一台砂带磨床，八十年代中期德国砂带磨床的总量达到机械设备总量的30%，某些工厂的装配加工车间有人手一台砂带磨床作为主机的辅助设备之势，发展到今天砂带磨床占机械设备的比例更高，可见砂带磨削发展是何等之快。这是由于砂带磨削是一种比普通固结磨具磨削效率高4-5倍以上的加工方法，其加工效率在一定程度上甚至超过了车、铣、刨等常规加工。砂带磨床的应用，以其高效率，低成本、高加工质量而获得世人的青睐，其应用已遍及工业和人们生活领域和各个方面，砂带磨床的发展和应用已成为国家和企业取得高额经济效益的重要手段。

我国砂带磨削及砂带磨床的开发，虽然近二十年来有了很大的发展，目前还远远落后于国外，随着改革开放的深入，市场和产品的竞争日趋激烈，作为一种先进加工工艺在市场竞争中所起的作用越来越大，已达到谁先拥有，谁先优先市场的程度，如国内上海、山东、广东、浙江等发达地区的厂家都相继用砂带磨床加工来加工，即提高了产品质量，又提高了工作效率，为企业增加了效益。近些年来，砂带磨削加工技术得到了很大的发展，其应用面正在扩大，航空航天、钢铁、造船、机械加工、竹器藤器加工、建筑装璜、皮革制品、玻璃、陶瓷、木器家具、不锈钢制品加工、体育卫生、乐器等各个行业都相继引进了砂带磨削加工工艺。除用于普通的金属或非金属工件的一般磨削加工之外，砂带磨削还应用于磁盘、录音机、录像机及复印机等精密零部件的制造加工，并已发展高效、精密、和超精密加工的有效手段之一。
（一） 砂带磨削工艺的特点
1. 砂带磨削是弹性磨削。弹性来自于接触轮及砂带自身磨削时接触轮发生的弹性变形,磨削弧度增大,同时参与磨粒的增多,从而提高了磨削效率,以难以象砂轮磨削那样通过光磨达到控制尺寸的目的.由于组成砂带的基材、粘结剂都具有一定的弹性，而接触轮大多数采用具有弹性的橡胶制作，所以砂带磨削除具有砂轮同样的滑擦、耕犁和切削作用外（挤压、滑擦作用作用较大）还有磨粒对工件表面的挤压，工件表面塑性变形、冷硬层变化和表面撕裂及热塑性流动的综合作用。因此，砂带磨削同时具有磨削、研磨、抛光的多重作用，因而加工表面质量好。而弹性磨削又便接触长度增大，整个砂带磨耗比砂轮小得多。
2. 砂带磨削工艺有较高的磨削效率及生产率。由于许多厂家采用了静电植砂将磨粒的每个砂粒均匀分布于基材上，使砂粒的锐角加工面朝上迎着加工面，因而极大的提高了砂带的磨削效率。即使不锈钢等高硬度、高韧性的金属材料，如叶片、地弹簧、阀体、锁件等不锈钢铸锻，加工余量可大于3-5mm，特别是对有色金属压铸件的去毛、去飞边，其工作效率可比传统的砂轮和锉刀去毛提高5-6倍，而且表面粗糙度大大降低。如一个编织机械铸锻厂原来加工去毛，去飞边一道工序，用传统的砂轮和锉刀加工，就用二十多人，必用砂带磨削后，尽管生产批量在扩大，仅用3-5人就能完成，其外观质量得到了极大的提高。如加工中碳钢材料的工件平面或不规则型面，金属切除率有些大于1.25cm3/cm2.s.对于工具行业的各类板手、剪刀、钳子、精密冲压件的去毛、倒角，特别是对工具行业的热煅件，飞边大，外形加工余量大、生产批量大，用传统砂轮磨削和抛光，即不安全，粉尘和文明生产情况又差，产品质量又提不高。上海有一家生产板手的企业，全部改用砂带砂带磨削后，工作效率提高一倍多，产品质量为行业之首，文明生产情况得到了极大的改善。
砂带强力磨削能与车、铣、刨相媲美，材料一次切深达2.5-3mm,金属切除率高，其磨削工时比砂轮磨削缩短了75%,功率利用率达85-96%,几乎大部分转化为有用功,功率消耗率为平面磨削用砂轮磨削的34%,是日前效率最高的金属切削机床.
3. 加工表面质量好
砂带磨削属弹性磨削,切削力相对较小,工件变形小,加工系统稳定性好,磨削刚性较小的细长轴和薄盘零件,也能取得满意的效果.与砂轮磨床相比,砂带的周长长,散热效果好,故有冷态磨削之称,所以加工变质层薄,不会影响热处理效果.此外还可以按粒度更换砂带,要同一机床上达到不同的粗糙度,直至镜面的程度.
正因为砂带磨削工艺为冷态磨削,被加工的工件表面不容易被烧伤,因为砂带在磨削运动过程中既带走加工时产生的热量,又把产生的微量振动演变为改善切削效果,以达到低粗糙度的目的.一般说来只要工艺选择合理,对原始粗糙度为Ra≤ 2.5μm的工件,通过砂带加工可达Ra≤0.01μm即镜面磨削的效果.如果用户需要粗毛效果,或金属面表面分子结构均布的体现,亦能达到最佳效果.如65mn材料的手板锯加工就是把金属体表面分子结构均布于表面,以达到既光滑又美观的效果.再如活塞杆、液压杆、避震杆等在电镀后通过砂带磨削既降低其粗糙度，又提高工件的耐磨度，延长了工件的使用寿命。
4. 砂带磨削比一般车、钳、刨、磨床适应性强，并能解决砂轮磨削无法解决的磨削。如大面积（木板材、钢板材）和复杂型面的磨削（如发动机叶片），若用固结磨具（砂轮等）是无法磨削的，而采用砂带就可以实现。因为涂附磨具（砂带等）是一种柔性磨削。如新乡机床厂生产的2M595，2MA595万能砂带床，既可磨削、抛光曲面，又可用来磨削小平面。如新乡机床厂的2MJ5810普通平面砂带磨床，可以根据不同的工件以垂直或水平位置进行操作，对磨平面、磨方体、倒棱、磨圆弧、去毛刺及磨光加工均很方便。新乡机床厂还设计一种砂带磨头，可以装在卧式或立式车床上，磨削内圆（孔）、外圆和端面，也可以装在刨床上磨削大平面。
5. 砂带磨削成本低辅助时间少
由于砂带磨床生产效率高，用户加工工件成本低，同时更换砂带的辅助时间每次只需要3-5分钟，工作过程中不需修整，而更换砂轮费事的多，砂轮平衡也需要时间，工作过程中还得不断的修整等辅助时间要比砂带磨削要多得多。
此外，砂带磨床容易实行粗、中、细磨一体化一次完成磨削加工任务，例如木器加工用的砂光床有双砂架、四砂架、六砂架直至八砂架的结构，从板料一次进入到期完成磨削，一次过程则可，操作过程也比较简单。不象砂轮磨削，如在一台磨床上要完成粗、中、细磨削任务，至少要换二次砂轮才能完成，折换砂轮、平稳砂轮及砂轮磨削时的调试辅助时间很长，如用砂带磨削就会省事的多，自然也就省时的多，成本也就比砂轮磨削低的多。
6. 使用安全，粉尘小、噪音低，易于控制，环境条件好。
砂轮磨削如发生事故便砂轮破裂，严重时会伤人或破坏设备，而砂带磨削即使发生砂带断裂，也不会造成人身伤害和设备事故，较安全，操作者掌握操作技能也很快；此外，砂带不会出现象砂轮磨削那样脱砂状态，产生粉尘时容易收集和除尘，粉尘极小，另外砂带磨削的噪音小，特别是采用了橡胶接触轮，不象砂轮磨削那样的刚性冲击，故在使用时噪音很小，一般都在60分贝以下，从环保这个角度上砂带磨削也是可行的
7. 砂带磨削的速度稳定
砂轮磨削不断的磨损和使用时修整砂轮，因为砂轮直径越变越小而影响磨削效率。砂轮磨削的效率与使用速度密切相关（V=π*D*N），速度愈小磨削效率愈低，而砂带始终以恒定转速进行磨削，这特别是对磨削小曲面和高精度要求的工件是一个突出可贵的特点。
8. 节约磨料
砂带磨削所采用的砂带上的磨粒利用率高，特别是使用静电植砂工艺之后，表面层的磨料都在起作用，而且在使用又没有象砂轮时常修正而损耗磨粒的问题，因此砂带磨削的磨粒利用率极高，高达95%以上。
9. “冷态”磨削是砂带磨削的又一突出特点
所谓“冷态”磨削是与砂轮磨削相比较而言。砂轮磨削在磨削区域中的温度高达8000C左右，工件易发生烧伤和变形，因此大多在有冷却液的状态下使用，利用干磨时只能对一些不会因磨削热而影响工件表面质量的这部分工件的磨削。而砂带磨削过程中，工件温度低，不会发生热变形和烧伤现象。因为砂带周长大，磨削散热时间长，加之砂带采用静电植砂，磨粒排列均匀，尖端向上，容屑的空间大，因而切削锋利，摩擦热小。
10．砂带磨削属于涂附磨具磨削的一种，又是一种高效、经济、用途广泛的磨削工艺，有“万能磨削”之称的新型磨削工艺。砂带磨削的应用范围极广，几乎能加工所有的工程材料，乃至人们的生活用品，均可完成从粗磨、半精磨、精磨到研磨、抛光等一系列工作。砂带磨削从强力高效到高精加工方面的能力则无所不能，日益为人们所重视，砂带磨削所上所个有的特点也愈来愈使人们所接受，这又是砂带发展成为较为完整、成熟和自成体系与固结磨具和超硬磨具并驾齐驱发展的重要特点。
砂带磨削也有不能胜任的地方，如小于Φ25mm的小孔，有尺寸精度要求的盲孔，腔穴等还难以用砂带磨削来加工；对于多阶梯的外圆退切槽小于3 mm也无法采用砂带采用砂带磨削，另外，目前对于厚度小于0.2 mm的薄板件、齿槽、蜗轮、蜗杆目前也不能采用此方法，同时在高精度、高表面粗糙度的零件采用砂带磨削还有困难。这些都有待于砂带磨削的更深一步的研究和发展来解决。
(二)砂带磨削和适用范围
如上所述,砂带磨削因具备与固结磨具和超硬磨具不可比拟的特点,因此适用范围十分广泛,几乎能加工所有工程材料和人们生活领域的用品都可以加工,无所不包都可采用.砂带磨削归纳有如下八个方面的适用范围.
1. 平面磨削:
它不但可以磨削厚板和中板,而且还可磨薄板.如用新乡机床厂2M53100、2M5815*2砂带磨床能磨0.2 mm的零件.特别适用于耐热难加工的材料,如不锈钢、钛合金板，铝合金板等。对于大量生产的平面加工，如各种木质板材、竹质及化学制品板材，如齿轮箱体和箱盖，电机、变压器的硅钢片，如各种印刷电路板、锯条、金属门框，汽车、拖拉机等金属门框等都能胜任，且效率很高。
2. 对各种大小尺寸的复杂型面和圆弧曲面都可进行精密加工。如管乐厂的铜号、航空发动机和燃气轮机的叶片、涡轮面机的叶片、导航叶片等。
3. 磨削一般零件的外圆。包括圆柱、圆锥表面、大尺寸棒料管件、大型容器及线材的外表面，用砂带磨削比砂轮磨削效率高得多。即便曲率半径为5mm的外面曲面，也可用砂带磨削来加工。
4. 对于大于Φ25mm的通孔，深孔磨削、抛光，尤其是对薄壁内圆加工用砂带磨削效果更佳。
5. 对于HRC60以上高硬材料的加工，现在用锆刚玉砂带加工已不成问题。
6. 用砂带磨削铸件浇冒口，焊接的焊缝费用显著降低，若用高强度的聚脂布砂带进行磨削，金属切除率比砂轮高约2-3倍。
7. 利用砂带可以代替抛光轮的抛光，为抛光工序自动化及自动线提供了条件，也可在自行车生产等方面推广应用。
8. 砂带磨削广泛地应用于人们生活用品的各种刀具（菜刀、餐刀、水果刀、手术刀等）、生活和工业用的制革、皮件、制鞋、纺机、乐器、家具等的磨削和抛光。用手提式砂光机对大型壳体、箱体、汽车车身的加工、除锈、除漆的效果也很好，由于手提式砂光机的结构紧凑，操作轻便、安全，磨削效率高，磨削面积大，目前也深受欢迎。
总之，利用砂带磨削十分方便，应用十分广泛，有广阔的开拓天地 。
砂带磨削自在我国问世以来，由于砂带具有磨粒间隔均匀、等高性好、容屑空间大以及切削刃锋全部向外等一系列优点，因而以其高效率、低成本、
高加工质量而获得世人的青睐，已获得迅猛的发展，砂带磨削加工工艺已 应用于航空航天、钢铁、造船、机械加工、木材加工、家具、建筑装潢、皮革制品、不锈钢制品等各个行业。但是与国外相比仍有相当大的差距，如应用面还不够广、砂带及砂带机产品的品种还十分有限，我国还有相当多工厂企业对砂带磨削这种加工工艺的先进性和实用性，看似并不陌生，其实并不十分了解，因此砂带磨削技术为赶超国际先进水平应付出巨大的努力外，在大力宣传砂带磨削的基本知识，普及和推广砂带磨削的应用，迅速推进砂带及砂带机制造业的发展和提高，乃至提高我国的制造工艺整体水平，从而提高各类产品的档次，都具有十分重要的意义。
我们正处在市场经济的大潮里，要充分认识到谁先应用砂带磨削技术，谁就优先占领市场，竞相使用砂带磨削的势头必然日益激烈。市场前景十分广阔，诚望有志之士，努力进取、协作奋战、恪尽职守、诚笃不移、共同为赶超国际先进水平和开拓砂带磨削技术应用作出贡献。