砂带机磨削的加工机理
砂带机磨削是砂带这一特殊形式的磨削工具,借助于张紧机构使之张紧,和驱动轮使之高速运动,并在一定压力作用下,使砂带与工件表面接触以实现磨削加工的整个过程。
广义地讲,砂带磨削与砂轮磨削同样都是高速运动的“微刃切削刀具”――磨粒的微量切削而形成的累积效应,因而其磨削机理大致上也是相同的。但由于砂带本身的构成特点和使用方式不同,使砂带磨削不论是在磨削加工机理方面,还是其综合磨削性能方面都有别于砂轮磨削,这主要表现在:
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1)砂轮磨削是刚性接触磨削,而砂带磨削则是弹性接触磨削,而且即使是在使用无弹性的钢制接触轮的情况时也是如此,因为组成砂带的基材、粘结剂都具有一定的弹性,更何况大多数情况下都采用有弹性的橡胶作接触轮。正因为如此,砂带磨削除了具有砂轮同样的滑擦、耕犁和切削作用外,还有磨粒对工件表面的挤压作用,并使之产生塑性变形、冷硬层变化和表层撕裂,以及由于摩擦使接触点温度升高,而引起的热塑性流动等综合作用。所以,从这点来看,砂带磨削同时具有磨削、研磨和抛光的多重作用。而这也正是砂带磨削表面质量好的原因。
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另一方面,由于砂带的这种弹性磨削特点,还使砂带在磨削区域内与工件接触的长度比砂轮大,同时参加磨削的磨粒数目多,单颗磨粒所受载荷小,且均匀,磨粒破损小。而使整个砂带的磨耗比(磨削材料去除量与砂带磨粒消耗量之比称为磨削比,而磨削比的倒数就称为磨耗比)比砂轮要小得多。
2)砂轮的磨粒在磨削表面上的分布是杂乱无章的,很不规则,实际磨削时,磨粒都是以较大的负前角、小后角甚至负后角的刃口进行切削,切削条件很恶劣。砂带则不同,砂带的磨料是专门制造的,磨粒的几何形状常呈长三角体,并多采用静电植砂等一系列先进工艺制作,磨粒的大小和分布均匀,等高性好,并且是尖刃朝外的形式植于砂带基材表面上,露出复胶层的部分较多。因而,砂带的磨粒比砂轮的磨粒锋利,切削条件较好,磨削时材料变形小,切除率高,磨削力和随之产生的磨削热小,磨削温度低。
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3)砂轮磨粒间充满了结合剂,容屑空间很小。而砂带磨粒间容屑空间一般至少比砂轮大10倍,加之磨粒等高性好,因而砂带磨粒的有效切削面积大,切削能力比砂轮强,并且磨屑可随时直接带走,很少残留在砂带表面造成堵塞,而不 会由此增加摩擦发热,磨削区域温度低。
4)砂带的周长从设计角度来看,可以远远超过砂轮的周长,这就使得砂带在磨削时既有良好的散热区域,又可以通过砂带的悬空部分〈即不与接触轮、张紧轮、压磨板等接触的部分〉在运行时的振荡,将粘在砂带上的磨屑自然抖掉,进一步减少磨粒被填塞的现象,从而减少摩擦发热,这也是砂带磨削温度低的一个原因。