qc砂带磨床的生产概况和发展方向fa

第 4期(总第 113期)2001年 12 月山西机械SHANXIMACHINERYNo.4Dec.文章编号:1008-8342(2001)04-0042-02砂带磨床的生产概况和发展方向张仲生(大同市金属结构厂,山西 大同 037006)摘要:介绍了国外砂带磨床的生产概况和发展方向。目前,砂带磨床的加工工效甚至超过了普通常规加工工艺,砂带越来越宽,加工精度已达到和超过砂轮磨床,应用范围越来越广。关键词:精度;效率;砂带寿命;磨床中图分类号:T H16文献标识码:A引言砂带磨床是一种既古老而又新兴的工艺。近 30 多年来,粘满尖锐砂粒的砂布或砂纸制成一种高速的多刀多刃连续切削工具用于砂带磨床之后,砂带磨削技术获得了很大的发展。这种砂带磨削技术远远超越了原有的只用来加工和抛光的陈旧概念。现在砂带磨床的加工效率甚至超过了车、铣、刨等常规加工工艺,加工精度已接近或达到同类型机床的水平,机床功率的利用率领先于所有的金属切削机床,应用范围不仅遍及各行各业,而且对几乎所有的材料,无论是金属还是非金属都可以进行加工。长期以来不大引人注意的砂带磨削工艺现在正进入现代化发展的新阶段。本文就砂带磨床的应用范围、加工精度、生产效率和加工成本 4 个方面进行介绍。1砂带磨床的应用1.1应用范围1.1.1大型平面的厚板、中等厚板、薄板、特别是耐热难加工材料,如不锈钢板、钛合金板等。1.1.2大量生产的平面零件。如电子工业的印刷板、变压器硅钢片、齿轮箱体等。1.1.3型面加工。各种大小尺寸的复杂型面,特别是发动机叶片。如采用直径小于 25mm 的砂轮进行加工,砂轮会很快磨损,而且也无法确保精度,而砂带磨床则能以稳定的速度工作,精度、粗糙度精度、效率都很高。1.1.4用砂轮磨床加工大型容器、大尺寸棒料、管料时砂轮直径要大于125mm,如改用砂带磨床,效率至少可提高一倍。1.1.5对于直径大于 25mm 的长内孔进行磨削、抛光,尤其是薄壁内孔最为适用。1.2砂带磨削的加工精度砂 带 磨 床 的 一 般 精 度 最 高 可 以 保 证 在0.005mm,美国森斯特兰(Sundstrand)厂的“Hi-Grind”砂带平面磨床加工直径为 380mm 的汽车发动机铸铁缸盖,不平度已达到 0.001mm。1.3砂带磨床的生产效率在加工效率方面,砂带磨床远高于砂轮磨床,一般约为 4 倍。美国的“Hi-Grind”砂带平面磨床,每分钟切除每立方英寸的金属切屑所需功率仅为立式平面磨床的1/3。砂带磨床用于切除金属的功率可高达其输入功率的96%,几乎全部转换为有用功。1.4加工成本砂带磨床高速发展的原因之一是经济效果十分显著。日本曾就砂带磨削的生产成本进行了详细的分析,认为砂轮磨床的成本比砂带磨床高,砂带磨床要比铣床的生产成本低。例如,以切除铸铁工件每一立方英寸切屑计,用砂带磨床比用砂轮磨床成本低 25%。2国外砂带磨床的生产概况砂带磨削在世界各国、特别是美国和西德的应用非常广泛,从日用的汤匙到宇航器具的蜂窝夹层结构,各行各业无不竞相采用。2.1美国美国是在世界上最早研制砂带磨床的国家。第一台砂带磨床用于加工木材,随后广泛用于加工金属。据美国对全国金属加工设备调查表明,70 年代,美国的砂带磨床已突破 4 万台。到 90 年代,每 10 台磨床至少有一台砂带磨床,而抛光机床中每 3 台就有 1 台是砂带抛光机。在美国注册砂带磨床的公司和工厂多达53 家,著名的工厂有哈蒙德公司、希尔艾克米公司、泰姆塞费斯公司等,它们主要生产运输带式平面砂带磨床、无心外圆砂带磨床、大平面宽砂带磨床。在美国,砂带磨床的应用遍及所有行业。随着砂带制造工艺的不断改善,机床结构刚性的加强,机床功率的增加,自动化程度的提高,使机床金属切削率逐年增加,加工精度有了大幅度的提高,同时加工范围和对象也不断扩大。2.2西德西德从 50 年代就开始研究砂带磨削,各型砂带磨床都有生产,瓦德里希科堡厂(Waldrich-cobnrg)和文得令登(vander linden)厂都是生产大型机床的著名工厂。他们利用长期生产大型机床的经验,利用导轨磨床的部件,如静压导轨道、龙门结构、大型真空吸附高精度工作台等,设计和制造了大量的宽砂带平面磨床。2.3日本日本自行生产砂带磨床的工厂主要有松下电机厂、东芝机械厂等,已生产各类型平面砂带磨床、无心外圆砂带磨床。80 年代,东芝机械厂制成了 55L-VK 型超小气动砂带机,突破以前无法用砂带加工小沟槽的这一难题,值得注意。3发展方向3.1继续提高生产效率3.1.1提高磨削速度和增大机床功率。长期以来,砂带磨床的砂带工作速度一直停留在 20m/s30m/s。据美国制造工程学会研究报告说,100m/s 的高速砂带磨床已在试验。在过去较长一个时期,机床功率从每一平方英寸砂带面积 4.4kW7.5kW,到了 70 年代已提高到 18.5kW26kW,机床功率现如今为 200kW以上的已屡见不鲜,为提高金属切除率,机床的功率必将增大。3.1.2发展宽砂带磨削,扩大宽砂带磨床的使用范围。目前,最大宽度的砂带磨床可磨削 4.9m 宽的平面。据报导,宇航器具、大型舰艇、高能物理的研究和应用都要大量使用高精度、高粗糙度精度的板材。提高板材加工效率的途径就是要发展宽砂带磨床。3.2提高加工精度西德瓦德里希科堡厂在砂带磨床上大量采用高精度常规磨床的结构。美国森斯特兰厂的砂带磨床,按照砂带磨削工作的特性,设计相应的专用部件以便提高机床的加工精度。但就砂带磨床本身来说,砂带制造精度的提高,同样是很重要的。3.3延长砂带寿命延长砂带寿命是降低砂带磨床加工成本最为关键的一个因素。目前,使用寿命已从 2h4h 提高到 8h12h。为进一步延长砂带寿命,除改善磨料、粘结剂基底之外,国外还从砂带磨损的机理上解决延长寿命的问题。砂带磨损主要是“粘盖”和“磨钝”,特别是“粘盖”现象最为严重,一旦出现“粘盖”,砂带就无法继续使用。因此,美国最近在制造砂带中已加添抗“粘盖”的化学添加剂。3.4提高自动化程度多头砂带磨床、运输带式或回转台式砂带磨床都是实现自动化的一些手段。至于数控砂带磨床,早在1973 年在西德就开始使用,西德的 FBSA-800、FBSA-1000mm 大平面砂带磨床也早已开始应用。3.5扩大万能性和适应性一机多能、一机多头机床,上下表面同时加工的机床,磨完工件上表面后工件自行翻身再磨下表面的机床,连续加工而工件自动退回的机床,机电一体化的各种砂带磨床,随着工业发展已相继问世和投入使用。砂带磨床的万能性、适应性今后还会进一步发展,使砂带磨床在工业生产中无所不能。432001 年第 4 期张仲生:砂带磨床的生产概况和发展方向