砂带磨削技术的发展现状及关键技术（五）

魔神

    

　　③砂带磨削装备的柔性化及自动化

　　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，通过对磨削加工过程自动实时监控系统的研究，解决磨削过程中信号识别、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。在此基础上进行砂带磨削设备系统化设计与制造，开发CNC砂带磨削机床、砂带磨削机器人、并联机构数控砂带磨床、砂带磨削FMS等，实现我国砂带磨削设备的柔性化及自动化。

　　4.4砂带磨削的高效与精密加工技术研究

　　砂带磨削目前正沿着强力、高速、高效和精密方向发展。高效强力砂带磨削在欧洲、美国和日本等一些工业发达国家发展很快,如德国的Aachen大学、Bremm大学、美国Connecticut大学等,据报道，目前砂带磨削在德国最高线速度接近100m/s。美国EmersonElectric公司生产的砂带磨床1台可以完成5台铣床的工作量，以往用硬质合金端铣刀加工铸铁轴承体，每件加工时间为4.8min，采用强力砂带磨床，加工时间减少到0.8min，一年可节约加工费4.5万美元。我国对高效强力砂带磨削的研究已有多年的历史,如重庆大学在90年代初中期便进行了50—60m/s的高速砂带磨削工艺实验，但这些高速高效强力砂带磨削技术大多只是实验而已,技术还不够成熟。在实际应用中,砂带线速度Vs一般还是15～40m/s。不过近年国内在高效砂带磨削方面已经获得较大突破，重庆大学对汽车和船用柴油机发动机连杆端面、西气东输石油管道焊缝、核电高压容器、高合金热轧钢管等方面的强力砂带磨削研究，研制了多种高效砂带磨削的成套装备，解决了多个涉及国民经济发展相关的工程技术难题。

　　目前,国外将砂带磨削用于精密、超精密加工,精度已达微米级,表面粗糙度已达到Ra(0.01～0.025)μm，如日本在90年代初就利用电泳吸附现象研制成功超微磨粒砂带，加工如精密陶瓷、石英、硅片等脆性材料的精度可达十几个纳米，并能实现塑性方式磨削。国内砂带磨削正朝着超精密方向发展,如超声砂带磨削技术,这是一项由清华大学开创的具有世界领先水平的新型精密砂带复合加工方法，该法是将超声振动与开式砂带磨削复合的新工艺，应用这种技术对计算机硬盘进行研抛加工，表面粗糙度可达Ra0.01μm，所用砂带是日本的W3氧化铝磨料的聚酯砂带。在石材表面精密加工方面，广东工业大学采用聚酯膜金刚石微粉涂层砂带对石材加工实现了110光度的表面精密加工精度。

　　4.5砂带磨床国家标准的制定

　　砂带磨削技术优异性的发挥，很大程度依赖于砂带磨床本身。因而磨床设计及制造是一项非常关键的工作。目前我国在这方面并没有相关的行业技术标准，而国外发达工业国家如德国、美国、日本等均在砂带磨床方面制定了在相关技术和产品标准，这也是他们的砂带磨削设备在其国内得到广泛支持和推广的重要原因之一。在砂带磨床的设计中，磨头是最关键的，其结构方案、参数选择及主要零部件的制造精度和刚度等指标将对工件表面质量、加工精度等产生很大影响。因此，我们迫切需要根据我国行业的实际情况建立我们国家自己的有关砂带磨床技术、产品及评价标准，而更好地推动砂带磨削这一先进的高效磨削技术在我国的产业化发展，值得鼓舞的是2007年12月国家标准化委员会正式批准重庆三磨海达磨床有限公司承担全国金属切削机床标准化技术委员会磨床分技术委员会砂带磨削机床工作组的筹建工作(国标委综合[2007]104号文件)，该工作组将联合国内相关行业专家学者起草和制订我们国家砂带磨床的相关标准，以填补国内空白。

　　5.结论及展望

　　经过多年的发展，我国的砂带磨削技术在基础研究、应用推广方面已初具规模，并在强力、高效、精密、数控及复合加工等方面都有新的进展。但与发达工业国家相比，我国在砂带磨削机理上的研究还不够深入，砂带及砂带磨床的品种及质量有待完善及改进，砂带磨床的数量还远远比不上砂轮磨床。因此，面对21世纪中国制造业的迅猛发展和砂带磨削的良好的应用市场前景，中国砂带磨削加工及其关键技术急需加强研究和完善，我国的砂带磨削的产业化进程相信一定会取得更大的成功。