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涂附磨具简介

涂附磨具是粘结剂将磨料粘结在布、纸等可挠性材料上而制成的可以进行研磨和抛光的工具。它与砂轮、砂瓦、油石、磨头、研磨膏一起，构成了磨具的六大品种。

涂附磨具由三大部分组成：基体、磨料和粘结剂，又称三要素。从涂附磨具的剖面图能清楚地看到涂附磨具的结构。

基体：磨料和粘结剂的承载体，它是涂附磨具有可挠性的主导因素。

涂附磨具的基体主要有：布、纸、纤维和复合基体、无纺布等种类，基体在制造磨具之前，必须经过专门处理，必须经过专门处理，基体的性能与其本身的种类有关，而且还与被处理的方法有关。

基体处理是通过基体处理剂来改善和提高基体的物理机械性能，满足涂胶植砂和磨削使用的工艺过程。

一般基体处理可分为非耐水处理和耐水处理两大类，根据磨削条件不同，还可以对基体进行柔软处理、耐高渗处理、耐油处理及静电处理等。

磨料：起磨削作用，常用的有刚玉、碳化硅、天然金刚砂等。磨料粒度及组成符合涂附磨具用磨料国标。

植砂密度：对涂附磨具的质量和使用性能也是一个重要因素，它表示单位面积基体上磨料的疏密程度。

粘结剂：将磨料与基体牢固地粘结一起，它可以为底胶、复胶和基体处理剂。

涂附磨具作为研磨抛光工具，它的性能主要由下列因素来决定：基体、基体处理、磨料、粒度、植砂、密度、粘结剂、粘结强度、超涂层及形状尺寸等。

磨料磨具基本知识（上）

一、 磨削加工的发展历史

（一） 第一阶段

我国是采用磨削加工方法的最古老的国家之一，如在古代科学巨著《天工开物》中就有“切、磋、琢、磨”的成语，而其中“磨”就是指的磨削加工。

其实人类最早使用磨削要追溯到原始社会，在母系社会，人们就已经开始使用最简单的石器，而这些最简单的石器是用简单的石头之间互相摩擦得来的。人们用这些最简单的工具捕猎，耕种。那时人们的衣着虽然简单，但仍然要有刃器的辅助，这也离不开磨削。

北 魏时一个叫崔亮的创造了水磨，用来加工粮食，晋代刘景宣创造了可同时运行八盘天然岩石磨盘 的石磨；唐朝时又出现了陶磨及磨碾，这些磨具均在山西长治县“王琛”墓中出土。经过专家考察在宋朝也早存在九转速的磨；十三世纪时即在元朝时候，中国人已 开始用天然树胶将贝壳粉粘在羊皮纸上制成摩擦工具，这是世界上已知的最早的涂附磨具，几乎与此同时，在地中海沿岸的意大利人也开始使用简单的涂附磨具。说 起指南针，谁都知道，可谁又能想到，那也是磨削得来的产品呢！以上所叙不仅说明了我国是最早制造陶瓷材料、机械传动的古国，而且也是最早采用对金属及非金 属材料进行磨削加工的国家之一，从最原始一直持续到十九世纪的初期，可视为磨削加工历史发展的第一阶段。这一阶段的特点是利用的磨料磨具及机械都较简单。

（二） 磨削加工发展的第二阶段（1840---1900年前后）

这 一阶段出现了新的特点，即随着工业的发展、被加工材料的硬度越来越高，原来简单的磨料磨具 满足不了发展的需要，于是人们就开始寻求硬度更高的物质来做磨料，先后找到了天然刚玉、黄宝石、天然金刚石等材料人们把这些天然材料破碎后和陶土混合后， 烧成具有一定形状的磨具，以此来进行加工。

可以说，开始使用硬度较高的天然磨料是这一时期的普遍特点。

但是所有天然磨料的产量都不集中，而数量又有限质量不统一，很难保持稳定这一切局限性和飞速猛进的工业越来越不适应。

（三） 磨削加工历史发展的第三阶段（十九世纪的后期到二十世纪初）这一时期的主要特点是出现并使用人造磨料。

1893 年美国卡不伦登公司的E.G艾奇逊利用电阻炉发明了SiC人造磨料这是人类历史上最 早出现的人造磨料，以后又有人用电弧炉发明了人造刚玉磨料，这些人工合成磨料的出现，意义是重大的，结束了人类只能利用天然磨料而不能利用人造磨料的历 史，从此，工业方面开始到得了大批比较低廉而质量又比较稳定的、产量又稳步增加的人造磨料的磨削工具，从而推动了被磨材料加工迅速增长，当然另一方面从磨 削加工的发展也促进了磨料磨具的迅速发展。本阶段又可分为以下几个时期：

1、1900年-1920年左右：

这一时期，出现了除无心磨床以外的所有磨床，这促使汽车、军工、电极工业有了 很大的发展。

2、1920年-1949年前后：

在20年代以后，磨床机械开始由机械传动发展到液压传动，还在磨削过程中部分的实现了自动化，，在这一时期，无心磨床设计成功，开始投入使用，这一时期一个非常重要的现象就是对于磨削过程的研究，由开始的经验方法转入理论分析。即开始了对磨削理论的研究。

3、1950年至1980年前后：

在国际上，英、法、美、德、意以及前苏联对人造磨料进行了普遍的研究，并进行了工业性生产，因而磨料及磨具较前一时期有了很大的提高，工业发达国家磨床所占的比重已达机床总量的10%，而且还在不断的上升。

在国内，一批具有影响力的重要项目的建成投产，如第二砂轮厂、第三砂轮厂、第四砂轮厂、第五砂轮厂、第六砂轮厂、第七砂轮厂的建成投产。说明了我国的磨料磨具行业也在不断的发展壮大。

4、改革开放前后：

我国的磨料磨具为了和世界同步，在以下几个方面进行了研究或改进

① 提高磨床的精度， ②提高磨削的自动化程度，③高速研磨，④高精度和高光洁度，⑤强力磨削，⑥宽砂轮和多砂轮的磨削，⑦提高磨床的加工生产率，⑧试制发展了特殊磨削或成型磨 削，⑨超硬磨料磨具。超硬材料如人造金刚石和立方氮化硼目前被称为世界上最硬的物质，莫氏硬度为10。

金刚石的用量，每加工百万吨钢铁所用的金刚石的量来表示这个国家的工业发展水平，美日及主要西方国家的用量均超过了18-20万克拉每百万吨钢，美国是世界上金刚石用量最大的国家。而我国则是2.4万克拉每百万吨钢，这差距是显而易见的。

六 十年代天然金刚石约2500万克拉，数量不是很大，这是因为金刚石的生产成本太大，一般的 金刚石矿中，须处理6-8吨矿石才能得到一克拉的金刚石，有的甚至250吨的矿石才能得到一克拉的金刚石，可见金刚石为什么如此的昂贵。天然金刚石的低产 量及高成本促使人们走上了发展人造金刚石之路。

我国是在六十年代中期开始试制与发 展人造金刚石。六十年代世界人造金刚石的产量为1000万 克拉，今天，中国人造金刚石的产量就已达5000万克拉（约合1万吨），而全世界人造金刚石的产量就无法估计了，这些人造金刚石主要用于工业。人造金刚石 及其制品的发展大大地促进了特殊用途的磨削加工的要求，人造金刚石不受资源限制，制造成本从发明的那天起就不断下降，品种在逐渐增多，质量在不断的提高， 这样就极大的开辟了人造金刚石磨料的使用前景。不仅在固结磨具上，而且普遍地使用在涂附磨具上，如牙科用金刚石砂带，精密仪器上用金刚石砂带等等。

立 方氮化硼是超硬磨料另一种类型，其性能与人造金刚石磨料相似，还具有比人造金刚石一些独特 的优点，如耐热方面优于人造金刚石。立方氮化硼比人造金刚石发展稍后，系70年代前后试制研究的，也可以说后起之秀。立方氮化硼到九十年代初期全世界工业 生产大国有了较大的发展，如前苏联立方氮化硼的产量已发展到5000多万克拉。我国立方氮化硼也是在八十年代末期或九十年代初期试制和发展的新型产品，但 速度较慢，其原因在于工艺与技术还远远落后于其它工业发达的国家，因而它的推广和使用还受到一定的限制。

人 造金刚石和立方氮化硼的磨具。在发展人造金刚石磨具和立方氮化硼超硬磨料的同时，这两种超 硬磨料的磨具也得到相应的发展，人造金刚石磨具发展更快。到目前，人造金刚石磨具发展成为一个较为完整、成熟和自成体系的加工技术领域。人造金刚石磨具制 品如电镀金刚石内圆切割锯片、什锦锉、磨头，人造金刚石圆锯片、框架锯片，人造金刚石修整笔，石材用金刚石磨具，金刚石筒形砂轮，加工铁氧使用金刚石磨 具，

金刚石修整滚轮和金刚石或立方氮化硼与硬质合金复合片磨具等等品种系列，而且继续完善补充与提高。

（四） 磨削加工发展的第四阶段（九十年代后期）

进 入九十年代，磨料磨具行业的生产与销售、科研都起着很大很大的变化，主要表现为品种日趋多 样化，专业化，竞争也前所未有的日趋激烈，科研与销售成为每个厂家的重中之重，而我们做为砂带的专业生产厂家，也是如此。，但与国际上涂附磨具尤其是砂带 产品，无论是品种或者是质量上差距是很大的。因此，当务之急加大科技力量投入迅速提高我国涂附磨具尤其是砂带高档产品的品种及质量水平，以面临高品质、多 品种需求的浪潮。如果目前全国高档次的涂附磨具产量在400万平方米左右，予计到2000年初期将达到700万至1000万平方米用量的需求。这就希望我 们共同努力去开拓这个有广阔前途的市场。

二、 磨料磨具的简明知识

磨料磨具素有工业牙齿的美称。在磨削时常用磨料或磨具作为磨削工具对需加工的零件进行机械加工，而达到一定的技术要求。

（一） 磨料

磨削材料简称磨料，即一种具有一定硬度及一定磨削能力可作磨削用途的磨削材料。磨料分天然和人造两大类。

（A） 天然磨料

天然磨料是自然矿物开采经过加工而制成的磨料。用于磨削加工先后已有如下种类：

1、 燧石：化学成分主要是SiO2，莫氏硬度7。

燧石易断裂，韧性差，莫氏硬度不高，主要用来制造张页式砂纸，主要用来加工皮革、毛毡等的抛光加工。

2、 石英砂：类似燧石，比燧石的纯度又高了一层，主要化学成分为SiO2，莫氏硬度7，理化性能如燧石。石英砂来源于石英矿或从河砂中筛选加工，其用途类似燧 石，迄今国内有些小砂布砂纸厂还在用石英砂作为生产的原料进行生产，其目的在于生产的砂布或砂纸以低于用人造磨料所生产的砂布或砂纸的价格，销售于广大农 村、乡镇企业加工使用，质量下乘，但也有一定的市场。

3、 紫红铁粉即氧化铁：多用于天然的、也可以经过人工制造的。由于质地比较柔和，主要用于工件的清理和抛光的目的加工，如部分光学玻璃的研磨或抛光也用紫红铁粉进行加工。

4、 柘榴石：系一种天然矿物材料，如采用这种柘榴石在高温条件下进行热处理，可使这种材料的硬度和韧性增强。柘榴石容易沿其材料的结晶体的断裂面而断裂，这样 可使柘榴石具有较好的切削刃提高磨削效率。用柘榴石制成的涂附磨具可用于材料如木材或金属材料进行磨削加工，在国内或国外已不多用于生产涂附磨具，更极少 用于制造固结磨具，已趋于淘汰的局面。

5、金刚砂（Emery）： 系自然界中刚玉（Al2O3）氧化铁的混合物。这种

矿物原料在世界上许多地方的蕴藏量都很丰富，矿石的质地与晶位各异，这种矿物材料的切削性能较差，一般只作为抛光使用。现在用这种天然矿物制造磨具已经不多，属于淘汰的趋势。

6、氧化锶（Sr2O3）：抛光性能甚好，适用于作抛光材料，并制成氧化锶粉加磨削剂直接做为抛光材料，在国内一些光学玻璃厂还在使用如上海光学仪器厂等。

07、金刚石：天然金刚石又称金刚钻，系自然界最硬的物质，莫氏硬度为10，天然金刚石产于南非、刚果，中国也有，价格十分昂贵，常用于作手饰及装饰品，自人类发明人造金刚石之后，在制造磨具上就多用人造金刚石作磨具，在极个别的应用范围内才采用天然金刚石。

总之，天然矿石的磨料已趋于淘汰之势，已不用于制作磨具，即或使用已经不多。

（B） 人造磨料

顾 名思义，人造磨料是人工通过用有关矿物材料加上必须的材料进行加工而成的磨料。人造磨料自 人们发明的第一种人造磨料开始至少已发明发展了数十种之多，应用范围愈来愈广泛，其性能愈来愈优越于天然磨料，随着人造磨料不断的发展和进步，磨削加工也 得到了迅速的发展和提高，由于磨具的不断发展和性能的不断提高，磨削加工的水平也得到了发展和提高。当然从另一方面而言，今天磨削加工已走上高效、高速和 加工件要求质量不断的提高，又要求磨料磨具适应这种发展要求提高自身的品种、质量、生产加工水平和科研水平等方面的各项工作相辅相成、互相依赖、互相促 进、互相提高。

1891年美国卡不伦人登公司的E.G艾奇逊用电阻炉首次用人工发 明SiC，于1893年由 美国发明制造了电熔刚玉，从此人类进入了采用人造磨料的新篇章，磨削加工进入了崭新的一页。发展到现在人造磨料的种类不少数十种，彩人造磨料广泛用制造固 结磨具、涂附磨具和超硬磨具。已知用于制造磨具的人造磨料有以下各种。

1、 棕刚玉：

主 要化学成份AL2O3，由铝矾土、铁屑和无烟煤在电弧炉中熔炼而成。棕刚玉磨料的色泽为棕 色，就其色泽而言，命名为棕刚玉。这种磨料具有一定的硬度和韧性，具为较强的磨削能力，能承受很大的压力。具有耐高温、抗氧化、抗腐蚀及化学稳定性好等特 点。由于抗张强度高，它适用于磨削抗张强度大的材料，适用于普通钢、高碳钢、合金钢，可用于硬质木材的加工，还可用于其它磨料不足时的代用，有万能磨料之 称，是使用中最广泛的一种磨料。

2、 白刚玉：

主 要化学成份为AL3O2由铝氧粉为原料在电弧炉中熔炼而成。色泽为白色，就其色泽而言命名 为白刚玉。白刚玉的质地比棕色刚玉更纯净。采用的铝氧粉原料，系由棕刚玉所用的铝矾土事先加工制成，主要物理成分为β- AL2O3（无磨削能力），由电弧炉熔炼从β- AL2O3转换为α- AL2O3 。所转换的α- AL2O3具有较强的磨削力。

3、 黑碳化硅：

主 要化学成份为SiC 。由石油焦碳、石英砂、木屑等为原料在电阻炉中熔炼而成。黑碳化硅的色泽为黑色，就其色泽而言，命名为黑碳化硅。黑碳化硅质地比刚玉磨料性脆，硬度较硬， 其韧性也次于刚玉类磨料，对于抗拉强度较底的材料，如非金属材料（各种板材如木质胶合板、刨花板、高中低密度纤维板、竹质板、硅酸钙板、皮革、玻璃、陶 瓷、石材等）和有色金属（铝、铜、铅等）等材料的加工尤为适宜，对质地坚硬而脆性材料的加工也是比较理想的磨料。

4、 绿色碳化硅：

主 要化学成份为SiC,在制造上所采用的原料如黑碳化硅生产大致相同,另加工业食盐作为反应 剂和促进剂在电阻炉内反应而成.就其色泽而言为绿色,故命名为绿碳化硅.绿碳化硅比黑碳化硅的质地更纯,硬度比黑碳化硅还要高,其磨削用途与黑碳化硅相同 之外,更适合用于材料的精磨如磨螺纹、磨量具等,在磨削材料上更广泛的用于硬质合金、金刚石制品的工件。由于绿碳化硅在生产制造的成本比黑碳化硅要高，如 采用原材料上配比不一样，另加有食盐辅助材料以及耗电和加工过程的差异等，所以绿碳化硅的产品售价比黑碳化硅要高。因此绿碳化硅的选用在与黑碳化硅的比较 上，在非金属和有色金属材料方面一般不选用绿碳化硅，而主要选用绿碳化硅用作硬质合金和精密磨削的磨削，在砂带和其它涂附磨具上选用绿碳化硅作为磨削材料 的就更少。

5、 微晶刚玉：

主要化学成份为AL2O3，所采用的生产原料与棕刚玉相同，唯在冶炼过程中采用急速冷却的工艺而得到微细结晶的效果。微细结晶的刚玉比普通刚玉的机械强度要高。用微晶刚玉做成的磨具常用于粗磨铸钢、高韧性钛镍合金钢等难磨材料，但很少用于制造涂附磨具。

6、 铬刚玉：

是 在白刚玉的生产过程中加入Cr2O3的混合物，使这种刚玉形成白刚玉中α- AL2O3和Cr2O3的共熔体，改变刚玉的性能和结构。铬刚玉的韧性比白刚玉要高，其硬度与白刚玉大概相同。加入Cr2O3的数量与生产的铬刚玉的性能 也略有不同，而其色泽也有所不同，在铬刚玉中由于加入Cr2O3的含量不同，其用途又有所不同，因此在铬刚玉这类磨料中又划分为根据Cr2O3加入的不同 而划分几个牌号。铬刚玉磨削的材料常用于淬火钢、合金钢和螺纹钢的刃磨和仪器仪表零件的精密磨削。铬刚玉常用于生产固结磨具，很少用于制造涂附磨具。

7、 镀衣磨料或特殊处理的磨料：

涂 附磨具特别是砂带在磨削加工时基本上是以单层磨料承担着整个磨削过程,磨粒磨损或脱落后, 再没有后备的磨粒继续着磨削的作用,所以对这一层有限数量的磨粒显得特别重要,如何防止磨粒的脱落和提高每个颗粒的磨削作用是当前砂带研究者和制造者所致 力研究探索的重要课题,目前采取了如下几种方法:

(1)煅烧处理:

将磨料置于800-13000C的高温下直接煅烧2-4小时,取出冷却,即可使用.如温度高,则有部分磨料有少量烧结现象,需进行敲碎过筛方可使用.

磨 料煅烧可起两个作用,一是磨料在制粒过程中由于多次撞击所形成的微细裂纹在高温时被烧结, 增加了磨料在制造过程中由于烧结而增加了单颗粒的强度.二是增加磨料的毛细管作用,增加了磨料的亲水性,提高了磨粒对粘结剂的吸附作用,从而使磨粒借助粘 结剂对基体的粘附力.如磨料的煅烧处理后各种效果明显,棕刚玉磨料经煅烧后显微硬度可提高10%,韧性提高10%亲水性提高3.5倍,磨削量提高3%,耐 用度提高30-50%.

(2)碱处理：

将 磨料浸泡于2%NaOH溶液中约30分钟,然后冼净,烘干后可使用.由于碱对磨料有一定的 腐蚀能力,从而增加了磨料表面的粗糙程度,提高了磨粒表面的毛细管作用,有利于磨料与粘结剂的粘结效果,使磨粒不易从砂带表面脱落下来,从而提高了砂带的 磨削效果与耐用度.由于碱对氧化铝有一定浸蚀作用,所以这种方法对刚玉系列的磨料效果比较好.

(3)涂金属盐的处理:

将 磨料浸泡于浓度为0.1%-1.0%的金属盐溶液中约30分钟,然后取出烘干,并将烘干的 磨料煅烧至5000约30分钟,冷却后即可使用.如用0.5%硫酸亚铁处理的棕刚玉,再经800度高温煅烧处理后,所制成的砂带,其磨削效率可提高 4-20%,常用的金属盐有硫酸亚铁、醋酸镍、氧化镍、硫酸铜、硫酸铜-硼砂、硝酸铁、硝酸钴等.还有用三氧化二铁或四氧化三铁等材料在磨料用粘结剂进行 粘附,煅烧至500-8000C半小时,冷却后即可使用的镀衣磨料,也有明显的磨削效果.

(4)涂陶瓷液的处理:

以长石、粘土、或石灰石等成份的陶瓷液涂于磨料表面，并经高温烧结（约1000-13000C），使磨料表面包裹了一层薄薄的陶瓷材料，以利于磨料与粘结剂的粘结，从而提高砂带的耐用度.

(5)涂树脂液的处理:

以 液体酚醛树脂和少量的金属氧化物如(3)所叙的三氧化二铁、四氧化三铁或氧化钛组成的树脂 混合液将磨料浸泡在其中，约30分钟取出烘干即可使用.由于树脂液浸透性好,可渗入磨料的微小孔隙中,所以增加了磨料对粘结剂的粘结,提高了砂带的耐用 度,又由于树脂液中加了金属氧化物,增加了砂带中磨粒的散热性,有利于砂带效率的提高.

(6)涂硅烷的处理:

硅 烷又称有机硅,它是硅与有机基因经化学反应生成即有无机特性又有有机特性的特殊化合物,因 此,涂硅烷后磨料有利于磨料与粘结剂的结合.涂附的方式有两种:一是将硅烷液直接涂附于涂附磨料的表面,涂层最理想最有效的厚度是单分子厚度,这在操作上 是比较困难的;另一种简单的方法是将硅烷直接加入到粘结的胶液中,这种方法的效果不如前者.

8、 空心球磨料： 所谓空心球磨料是指将磨料均匀地涂附于直经0.05-1mm的塑料制成的空心球表面而组成的一种球状磨料的集合体,然后将制成的空心球磨料按一般的常规的方法涂附于基体表面后而制成的砂带.

空 心球磨料一般是在制作细粒度产品时被采用.由于磨料很细,如果直接涂附在基体表面上,则磨 料层很薄,参与磨削的磨料较少,磨削效率较差,而且磨料很细,砂带表面孔隙率很低,在磨削时易阻塞.如果采用空心球磨料,则砂带表面将形成非常“粗糙”的 磨削面，表面孔隙将大大增加，则砂带表面有利于排除磨削的阻塞，更重要的是砂带表面参与磨削的磨粒数将数倍或数十倍地的增加，其增加数决定于球径与粒径的 比例，比例越大，增加的磨粒越大，因而大大提高了磨削效率与耐用度。如空心球磨料的砂带是德国HERMES公司的专利，对该公司来说这类产品专称为 “HERMESIT”．

9、 微晶结构的新型陶瓷磨料：

它 是以凝胶法制造的烧结陶瓷磨料，其晶体尺寸约1-3微米，硬而韧，磨削时微小晶体逐渐脱落 露出新的晶体，保持了整个磨粒的锋利，美国３Ｍ公司于1981年投入市场，命名为Cubutron以此做成的砂带,磨锤头比锆刚玉砂带的切削效率高 71%,磨包镍不锈钢的效率比锆刚玉砂带的切削率高150%.相继投入市场的还有美国NORTON公司的SG磨料,用SG磨料砂带在400PSI压强下 (砂带速度为28米/秒)磨削金属量比棕刚玉高5倍;德国Hermes公司命名的CB陶瓷砂带料的砂带,采用这类磨料制成的涂附磨具特别适用高强压下加工 难磨材料,如航天合金、高镍合金钢、含钒工具钢、含钴合金钢等.

除此之外,近期国外工业发达国家还开发人造金刚石和立方氮化硼(CNB)磨料制成的涂附磨料,专门加工硬质合金、石英元件及难加工钢材.

10、 锆刚玉磨料：

是 加入ZrO2并具有20微米晶体尺寸的高韧性磨料.加入ZrO2有40%和25%两种.用 于涂附磨具应有较尖锐形状的磨粒,特别适用于加工不锈钢件、钛合金零件.在中国市场,日本NCA的锆刚玉砂带、美国的NORTON公司的NORZON砂带 和南韩高丽研磨公司的YZ533和YZ633锆刚玉砂带等比较流行.据美国的NOTON公司提供的资料,其磨削效率比棕刚玉高254-300%,用 NORZON砂带加工刨花板,砂带寿命提高了3倍.

但锆刚玉砂带不仅用作砂带,也大量地用在固结磨具之中.

11、 复合磨料：

是 指一种磨料与另一种磨料的机械复合而非起化学反应的复合,在制造磨具时将两种磨料机械地加 在成型料中,各种磨料仍保持独有的理化特性.在使用时取其各长发挥各自的优点,并达到更好效果的目的.为达到磨削的目的,在国外或国内常采用以复合磨料的 方式来生产制造磨具用于难加工的材料.这就是所谓巧立名目.另立牌号的一种作法.常见复合磨料有棕刚玉与白刚玉的复合,由刚玉与绿碳化硅的混合,棕刚玉与 黑碳化硅的复合等等.

复合磨料常见于固结磨具,极少用于涂附磨具的制造

磨料磨具基本知识（下）

二 磨具：

磨削工具简称为磨具.磨具有固结磨具、涂附磨具及超硬磨具三个大系列.各有特点,独立存在,各有所长,使用于世界各国国民经济之中.除涂附磨具另立篇章叙述之外,此处仅对固结磨具作简要的介绍.

1. 固结磨具

固结磨具是用磨料(磨削材料)与结合剂制成的具有一定形状和一定磨削能力的工具.

固结磨具的标记示例:

形状 尺寸 磨料 粒度 结合剂 硬度 组织 35M/S GB/T2485

形状代号

300×50×75 磨料种类 磨料粒度

结合剂 磨具硬度

组织号 最高工作速度 磨具技术条件

所在标准号

除 最高工作速度和磨具技术条件所在的标准号之外，其余各项为固结磨具的特征.固结磨具的磨料 已在本文之(一)详细说明.磨料粒度是指磨料粗细大小,固结磨具的磨料采用下一系列标准,这7个特征均依据1998年全国磨料磨具标准化技术委员会编制由 中国出版社出版的机械工业标准中每项规定.本篇除对固结磨具的硬度结合剂和组织三个特征加以叙述外，其余不再赘述.

(1) 硬度:

此 处的硬度是指固结磨具在外力作用下,结合剂与磨料结合的强度,根据粒度的粗细分别采用喷砂 硬度计和洛氏硬度测定. 硬度分超软(超软1、超软2)、软（软1、软2）、中软（中软1、中软2）、中（中1、中2）、中硬（中硬1、中硬2、中硬3）、硬（硬1、硬2）、超硬 （超硬1、超硬2）等7个大级共15个小级.

(2) 结合剂：

结 合剂是指固结磨具中各类结合剂与磨料粘结的材料.固结磨具通常采用陶瓷、树脂、橡胶、菱苦 土四大类别结合剂。这四类结合剂以陶瓷结合剂磨具的比例最大。陶瓷结合剂主要材料有粘土、长石、黄土、石英石等组成按不同磨料、不同用途及不同制法（浇注 或压制）等不同的陶瓷结合剂.树脂结合剂主要是酚醛类型的树脂,分粉状树脂和液状树脂两大类,也是根据不同的制法和不同用途划分为各种不同树脂结合剂.橡 胶结合剂目前采用人造丁苯胶、丁钠胶及液体橡胶三大类，根据制法的不同和用途的不同又划分为各种不同的橡胶粘结剂。菱苦土结合剂主要材料有氧化镁和氯化镁 两种材料所组成，主要用于细粒度磨料作精细加工用途.

各种结合剂的代号如下:

结合剂名称 结合剂代号

陶瓷结合剂 V

树脂结合剂 B

橡胶结合剂 R

菱苦土结合剂 Mg

(3) 组织：

组织是指固结磨具中磨料所占有的体积,以重量%比表示.通常组织在磨具标志中不显示,而制造时设制配方时,自我控制以阿拉伯数字表示.即数字愈小,组织愈松,即固结磨具中磨料的比率愈少,反之数字愈大组织愈紧,所占的磨粒比率愈多.通常组织号从0-12共13个组织号.

2、涂附磨具

涂附磨具是指粘结剂把磨料粘附在可挠曲基材上的磨具,又称柔性磨具.

涂附磨具具有九大特性:

基材种类——基材处理——磨料种类——磨料的粒度——

植砂密度——粘结剂种类——粘结强度——形状——尺寸

砂带涂附磨具请参见本本文第三篇。

3、 超硬磨具

超硬磨具是指用人造成金刚石或立方氮化硼超硬磨料所制成的磨具,系磨具另一大系列.

超硬磨具具有如下几个特征与标记.

浓度

结合剂

粒度

磨料牌号

磨粒层厚度

孔径

总厚度

直径

形状代号

以上特征和标记均依照1998年全国磨料磨具标准化技术委员会编制由中国出版社出版的中国机械工业标准中每个标准的规定.

关于浓度:与固结磨具的组织号大体相同,但在超硬磨具中标志中应标明.所谓浓度是指超硬磨具每cm3体积内所含超硬磨料的克数,以%数表示.

浓度代号如下:

代号 磨料含量(g/ cm3) 浓度

25 0.22 25%

50 0.44 50%

75 0.66 75%

100 0.88 100%

150 1.32 150%

关于结合剂:是指超硬磨具所采用的结合剂类别.

结合剂代号如下:

结合剂 结合剂代号

树脂结合剂 B

金属结合剂 M

陶瓷结合剂 V

砂带磨削工艺简介

砂 带磨削经过近三十年的发展，现已成为一项较完整且自成体系的新的加工技术。因其加工效率 高、应用范围广、适应性强、使用成本低、操作安全方便等特点而深受用户亲睐。在国外，砂带磨削技术已有了很大的进步，其加工对象和应用领域日趋广泛，它几 乎能加工所有的工程材料，从一般日常生活用具到大型宇航器具无所不可应用，并已成为获取显著经济效益的一种重要手段。其作为一种加工技术之所以受到人们日 益广泛的重视，得到迅速发展，是因为它具有以下一些重要的特点：

1) 砂带磨削是一种弹性磨削，是一种具有磨削、研磨、抛光多种作 用的复合加工工艺。

2） 砂带上的磨粒比砂轮磨粒具有更强的切削能力，所以其磨削效率非常高。砂带磨削效率高表现 在它的切除率、磨削比（切除工件重量与与磨料磨损重量之比）和机床功率利用率三个方面都很高。目前已知的砂带磨削对钢材的切除率已达到 700mm3/mm·s,甚至超过了车削或铣削等。砂带的磨削比大大超过了砂轮，高达300：1，甚至400：1，而砂轮才30：1。砂带磨床的功率利用 率，远在砂带磨削发展初期就已达到80%，领先于其它机床，而今则高达96%，相比之下，砂轮磨床只有52%，铣床57%，车床65%，所以砂带磨削还是 一种很好的节能加工技术。

3） 砂带磨削工件表面质量高。这除了因其具有磨削、研磨和抛光的多重作用外，还因为：

A. 相对砂轮磨削而言，砂带磨削有"冷态磨削"之称，即磨削温度低，工件表面不易出现烧伤等现象。

B. 砂带磨削系统震动小且稳定性好。

由于砂带本身质量轻，其磨削工艺结构系统的平衡状态易于控制，所有的回转部件（如接触轮、驱动轮、张紧轮等）磨损极小，不会出现象砂轮那样的动不平衡因素。

此外，砂带的弹性磨削效应能够大大减轻或吸收磨削时产生的震动和冲击。

C. 磨削速度稳定，砂带驱动轮不会象砂轮一样越磨直径越小速度越慢。

砂带磨削工件表面质量高主要表现在表面粗糙度值小，残余应力状态好，以及表面无微观裂纹或金相组织变化等现象。

从表面粗糙度来看，砂带磨削目前已可达Ra0.01mm，达到了镜面磨削的效果，而对于粗糙度值在Ra0.1mm以上的情况,则非常容易达到。

砂带磨削工件表面残余应力多呈压应力状态，其值一般在-60~-5Kg/mm2，而砂轮磨削则多是张应力，所以砂带磨削非常有利于强化工件表面，提高工件疲劳强度。

4） 砂带磨削精度高。由于砂带制作质量和砂带磨床生产水平的提高， 砂带磨削早已跨入精密和超精密加工的行列，最高精度已达到0.1mm以下。

5） 砂带磨削成本低。这主要表现在：

A. 砂带磨削设备简单。与砂轮磨床相比，砂带磨床简单得多，这主要是因为砂带质量轻，磨削力小，磨削过程中震动小，对机床的刚性及强度要求都远低于砂轮磨床。

B. 砂带磨削操作简便，辅助时间少。不论是手动还是机动砂带磨削，其操作都非常简便。从更换调整砂带到被加工工件的装夹，这一切都可以在很短的时间内完成。

C. 砂带磨削比大，机床功率利用率高，切削效率高。

这使得切除同等重量或体积的材料所消耗的工具和能源费用减少，占用时间短。

6） 砂带磨削非常安全，噪音和粉尘小，且易于控制，环境效益好。

由 于砂带本身质量很轻，即使断裂也不会有伤人的危险。砂带磨削不象砂轮那样脱砂严重，特别是 干磨时，磨屑构成主要是被加工工件的材料，很容易回收和控制粉尘。由于采用橡胶接触轮，砂带磨削不会象砂轮那样形成对工件的刚性冲击，故加工噪音很小，通 常￡70dB（A）。由此可见，从环保角度来看砂带磨削也是十分值得推广的 。

7） 砂带磨削工艺灵活性大、适应性强。这表现在：

A. 砂带磨削可以十分方便地用于平面、内、外圆和复杂曲面的磨削。设计一台砂带磨头装置作为功能部件可以装在车床上进行车后磨削，也可以装在刨床上使用，同时 还可以设计成各种专用的磨床。利用砂带磨削的这种特性能够很容易地解决一些难加工零件，如超长、超大的轴类和平面零件的精密加工。

B. 砂带的基材、磨料、粘结剂均有很大的选择范围，能适应各种用途的需要。砂带的粒度、长度和宽度也有各种规格，并有卷状、环状等多种形式可供选用。

对同一种工件，砂带磨削可以采用各种不同的磨削方式和工艺结构进行加工。

8） 砂带磨削的应用范围极其广泛

砂带优越的磨削性能和灵活的工艺特性决定了它具有极其广泛的应用范围，从日常生活到工业生产的各行各业，砂带磨削几乎遍及所有领域。其应用形式之多样，范围之广泛是其它任何一种加工方法所不能比拟的。具体表现在：

A. 砂带磨削几乎能磨削一切工程材料。除了砂轮磨削能加工的材料外，其还可以加工诸如铜、铝等有色金属和木材、皮革、塑料等非金属软材料。特别是砂带磨削的"冷态" 磨削效应使之在加工耐热难磨削材料时更显出独特的优势。

B. 砂带磨削能够加工表面质量及精度要求高的各种形状的工件。砂带磨削不但可以加工常见的平面、内外圆表面的工件，还能以极高的效率加工表面质量及精度要求都较高的大型或异型件。例如：

A) 大面积板材的抛磨加工。砂轮的宽度最大仅1000mm，而砂带可以做到2500mm以 上。目前已知最宽的砂带磨床所使用的砂带宽达4900mm。实际使用中砂带磨削常见的加工宽度为50~2000mm，加工厚度0.4~150mm。其生产 率高达1000m2/h。这种宽砂带磨削可广泛用于钢板、不锈钢板、硅钢片、铝板、铜板、刨花板、胶合板、中密度纤维板、皮革、绝缘板、陶瓷板以及宇航器 具、舰船和核物理研究装置上使用的各种高精度低粗糙度的大型板材等的表面加工。发动机变速箱体断面等断续平面的精密加工也可以用宽砂带磨削一次成形，并能 保证比传统铣、刨加工的表面有更好的密封性。

B) 金属带材或线材的连续抛磨加工。由于宽砂带磨削的发展，使薄型带材在整个宽度上都有相同的磨削条件，不至于发生局部受力过大，产生应力变形，故冷扎钢带、 铜、铝带及其它合金带材等的表面都适合于用砂带连续抛磨。其加工宽度为600~2100mm，加工厚度0.1~2.2mm，表面粗糙度值 Ra3.2~0.1mm，带材运行速度为3~80m/min。行星式砂带磨削为不锈钢或其它材料的成卷线材的抛磨提供了一种十分有效和经济的加工方法。已 知的线材抛磨直径在0.8~20mm.连续运行速度6~150m/min.

C) 长径比很大的工件内、外圆抛磨。现代工业中的各种大型的、长径比很大的轴类工件的外圆和管类工件的内圆表面的加工利用砂带磨削十分方便。一般可在大型标准 设备上增加一个砂带磨削装置便可实现。批量大的则可采用专用的砂带磨床。如大型发电机转子、轧辊、造纸烘缸等工件的外圆和汽缸、石油管道、压力容器等工件 的内圆表面加工。

D) 复杂异型工件的抛磨。曲面工件的成型磨削，难度较大。然而利用砂带的柔性可方便地加工各种复杂曲面，曲率半径仅为3mm的内圆角，砂带亦可对其进行抛磨。 如飞机发动机页片、汽轮机叶片、导航叶片、聚光镜灯碗、反射镜、餐具、手柄、水暖器具等等都可用砂带进行高效率高质量的抛磨加工。

C. 砂带磨削设备形式多样，品种繁多。其可在各种通用型砂带磨削设备上进行。通用型砂带磨削设备小的有手提式砂带机、万能砂带机、台式砂带机；大的有外圆砂带 磨床、平面砂带磨床、无心砂带磨床和内圆砂带磨床等等。专用的砂带磨床有凸轮轴砂带仿形磨床、工业罐体砂带抛磨机、汽车轮胎钢圈端面砂带抛磨机、摩托车油 箱砂带抛磨机、专用不锈钢星盆发丝机等。

砂带磨床工艺简介

砂 带磨削经过近三十年的发展，现已成为一项较完整且自成体系的新的加工技术。因其加工效率 高、应用范围广、适应性强、使用成本低、操作安全方便等特点而深受用户亲睐。在国外，砂带磨削技术已有了很大的进步，其加工对象和应用领域日趋广泛，它几 乎能加工所有的工程材料，从一般日常生活用具到大型宇航器具无所不可应用，并已成为获取显著经济效益的一种重要手段。其作为一种加工技术之所以受到人们日 益广泛的重视，得到迅速发展，是因为它具有以下一些重要的特点：

1) 砂带磨削是一种弹性磨削，是一种具有磨削、研磨、抛光多种作用的复合加工工艺。

2） 砂带上的磨粒比砂轮磨粒具有更强的切削能力，所以其磨削效率非常高。砂带磨削效率高表现 在它的切除率、磨削比（切除工件重量与与磨料磨损重量之比）和机床功率利用率三个方面都很高。目前已知的砂带磨削对钢材的切除率已达到 700mm3/mm·s,甚至超过了车削或铣削等。砂带的磨削比大大超过了砂轮，高达300：1，甚至400：1，而砂轮才30：1。砂带磨床的功率利用 率，远在砂带磨削发展初期就已达到80%，领先于其它机床，而今则高达96%，相比之下，砂轮磨床只有52%，铣床57%，车床65%，所以砂带磨削还是 一种很好的节能加工技术。

3） 砂带磨削工件表面质量高。这除了因其具有磨削、研磨和抛光的多重作用外，还因为：

A. 相对砂轮磨削而言，砂带磨削有"冷态磨削"之称，即磨削温度低，工件表面不易出现烧伤等现象。

B. 砂带磨削系统震动小且稳定性好。

由于砂带本身质量轻，其磨削工艺结构系统的平衡状态易于控制，所有的回转部件（如接触轮、驱动轮、张紧轮等）磨损极小，不会出现象砂轮那样的动不平衡因素。

此外，砂带的弹性磨削效应能够大大减轻或吸收磨削时产生的震动和冲击。

C. 磨削速度稳定，砂带驱动轮不会象砂轮一样越磨直径越小速度越慢。

砂带磨削工件表面质量高主要表现在表面粗糙度值小，残余应力状态好，以及表面无微观裂纹或金相组织变化等现象。

从表面粗糙度来看，砂带磨削目前已可达Ra0.01mm，达到了镜面磨削的效果，而对于粗糙度值在Ra0.1mm以上的情况,则非常容易达到。

砂带磨削工件表面残余应力多呈压应力状态，其值一般在-60~-5Kg/mm2，而砂轮磨削则多是张应力，所以砂带磨削非常有利于强化工件表面，提高工件疲劳强度。

4） 砂带磨削精度高。由于砂带制作质量和砂带磨床生产水平的提高， 砂带磨削早已跨入精密和超精密加工的行列，最高精度已达到0.1mm以下。

5） 砂带磨削成本低。这主要表现在：

A. 砂带磨削设备简单。与砂轮磨床相比，砂带磨床简单得多，这主要是因为砂带质量轻，磨削力小，磨削过程中震动小，对机床的刚性及强度要求都远低于砂轮磨床。

B. 砂带磨削操作简便，辅助时间少。不论是手动还是机动砂带磨削，其操作都非常简便。从更换调整砂带到被加工工件的装夹，这一切都可以在很短的时间内完成。

C. 砂带磨削比大，机床功率利用率高，切削效率高。

这使得切除同等重量或体积的材料所消耗的工具和能源费用减少，占用时间短。

6） 砂带磨削非常安全，噪音和粉尘小，且易于控制，环境效益好。

由 于砂带本身质量很轻，即使断裂也不会有伤人的危险。砂带磨削不象砂轮那样脱砂严重，特别是 干磨时，磨屑构成主要是被加工工件的材料，很容易回收和控制粉尘。由于采用橡胶接触轮，砂带磨削不会象砂轮那样形成对工件的刚性冲击，故加工噪音很小，通 常￡70dB（A）。由此可见，从环保角度来看砂带磨削也是十分值得推广的 。

7） 砂带磨削工艺灵活性大、适应性强。这表现在：

A. 砂带磨削可以十分方便地用于平面、内、外圆和复杂曲面的磨削。设计一台砂带磨头装置作为功能部件可以装在车床上进行车后磨削，也可以装在刨床上使用，同时 还可以设计成各种专用的磨床。利用砂带磨削的这种特性能够很容易地解决一些难加工零件，如超长、超大的轴类和平面零件的精密加工。

B. 砂带的基材、磨料、粘结剂均有很大的选择范围，能适应各种用途的需要。砂带的粒度、长度和宽度也有各种规格，并有卷状、环状等多种形式可供选用。

对同一种工件，砂带磨削可以采用各种不同的磨削方式和工艺结构进行加工。

8） 砂带磨削的应用范围极其广泛

砂带优越的磨削性能和灵活的工艺特性决定了它具有极其广泛的应用范围，从日常生活到工业生产的各行各业，砂带磨削几乎遍及所有领域。其应用形式之多样，范围之广泛是其它任何一种加工方法所不能比拟的。具体表现在：

A. 砂带磨削几乎能磨削一切工程材料。除了砂轮磨削能加工的材料外，其还可以加工诸如铜、铝等有色金属和木材、皮革、塑料等非金属软材料。特别是砂带磨削的"冷态" 磨削效应使之在加工耐热难磨削材料时更显出独特的优势。

B. 砂带磨削能够加工表面质量及精度要求高的各种形状的工件。砂带磨削不但可以加工常见的平面、内外圆表面的工件，还能以极高的效率加工表面质量及精度要求都较高的大型或异型件。例如：

1、 大面积板材的抛磨加工。砂轮的宽度最大仅1000mm，而砂带可以做到2500mm以 上。目前已知最宽的砂带磨床所使用的砂带宽达4900mm。实际使用中砂带磨削常见的加工宽度为50~2000mm，加工厚度0.4~150mm。其生产 率高达1000m2/h。这种宽砂带磨削可广泛用于钢板、不锈钢板、硅钢片、铝板、铜板、刨花板、胶合板、中密度纤维板、皮革、绝缘板、陶瓷板以及宇航器 具、舰船和核物理研究装置上使用的各种高精度低粗糙度的大型板材等的表面加工。发动机变速箱体断面等断续平面的精密加工也可以用宽砂带磨削一次成形，并能 保证比传统铣、刨加工的表面有更好的密封性。

2、金属带材或线材的连续抛磨加工。 由于宽砂带磨削的发展，使薄型带材在整个宽度上都有相同 的磨削条件，不至于发生局部受力过大，产生应力变形，故冷扎钢带、铜、铝带及其它合金带材等的表面都适合于用砂带连续抛磨。其加工宽度为 600~2100mm，加工厚度0.1~2.2mm，表面粗糙度值Ra3.2~0.1mm，带材运行速度为3~80m/min。行星式砂带磨削为不锈钢或 其它材料的成卷线材的抛磨提供了一种十分有效和经济的加工方法。已知的线材抛磨直径在0.8~20mm.连续运行速度6~150m/min.

3、 长径比很大的工件内、外圆抛磨。现代工业中的各种大型的、长径比很大的轴类工件的外圆和 管类工件的内圆表面的加工利用砂带磨削十分方便。一般可在大型标准设备上增加一个砂带磨削装置便可实现。批量大的则可采用专用的砂带磨床。如大型发电机转 子、轧辊、造纸烘缸等工件的外圆和汽缸、石油管道、压力容器等工件的内圆表面加工。

4、 复杂异型工件的抛磨。曲面工件的成型磨削，难度较大。然而利用砂带的柔性可方便地加工各 种复杂曲面，曲率半径仅为3mm的内圆角，砂带亦可对其进行抛磨。如飞机发动机页片、汽轮机叶片、导航叶片、聚光镜灯碗、反射镜、餐具、手柄、水暖器具等 等都可用砂带进行高效率高质量的抛磨加工。

C. 砂带磨削设备形式多样，品种繁多。其可在各种通用型砂带磨削设备上进行。通用型砂带磨削设备小的有手提式砂带机、万能砂带机、台式砂带机；大的有外圆砂带 磨床、平面砂带磨床、无心砂带磨床和内圆砂带磨床等等。专用的砂带磨床有凸轮轴砂带仿形磨床、工业罐体砂带抛磨机、汽车轮胎钢圈端面砂带抛磨机、摩托车油 箱砂带抛磨机、专用不锈钢星盆发丝机等。

砂带磨削在木材加工中的应用与发展

1． 小型带式砂光机：对于木制品短小构件，方材零件，小板材平面及边面等的修加工，由于刀具 的安装精度及加工中振动等因素，工件在锯切，刨削，铣削等加工后表面会留下加工痕迹，还有在开榫，钻眼等过程中出现的撕裂，毛刺等现象，以及弹性较大的木 材在加工过后由于弹性恢复而产生的微小的凹凸不平，只有表面经过修整加工，才可以除去各种不平度，为后道工序（如表面的修饰等）作好准备。用于此类工序的 带式砂光机主要有水平带式，侧立带式，垂直带式等几种小型带式砂光机。小型带式砂光机大都为手动进料，自动化程度低，生产效率低，制造容易，成本低，然其 使用较为灵活，使用范围也很广。随着木板加工业机械化自动程度的提高，这种小型带式砂光机逐渐变成多工序集中机床上的砂光装置，成为机床上木制品构件修整 加工的一道重要工序。

2．宽幅面水平带式砂光机：此种砂光机相当于宽带砂光机上的 横向砂光装置，而进料方式则一般 为手动进料。由于砂光的幅面较大，故砂光电机功率较大，生产效率较高。其砂带宽度一般为150mm左右，长度由板材幅面而定。砂光头一般采用移动式手动压 紧装置，有的采用分块式电子砂光压垫。由于其成本低，结构简单，使用灵活，砂光范围广，故适用于中小型木材加工企业。

3． 自动进料窄带式砂光机：这种砂光机介于手动小型带式砂光机与自动宽带砂光机之间，砂光宽 度在200mm至500mm之间，对一些要求自动化程度较高，砂光宽度又要求不太大的工件非常适用，是木材加工企业不同规模及不同层次要求的产物，可以完 成一些板条，门窗杠架，地板，板式家具中小的饰面板等的修饰加工，此种机床功能多，效率高，使用灵活，砂光范围广，故适用于中小型木材加工企业。

4．仿形带式砂光机：随着实木家具和建筑装潢业的发展，形状复杂及不对称形状的工件（如椅子及桌子腿等）的表面砂光已变得非常需要，仿形带式砂光机随之产生，而且此种类型的砂光机一般为仿形铣削与砂光装置相结合的产物质。

5．边面带式砂光机：为了配合一些条状和析状工件的直边和异型边的砂光，还有如木线条等木制品工件的表面修整砂光，生产边面砂光机的厂家越来越多。如美国DERDA公司的型面边缘砂光机，采用计算机数控，可以砂削各种异型边面。

6．其他带式砂光机：为了适应一些形状复杂的工件（如椅子靠背，椅子座面，圆棒以及一些曲物构件等）表面砂光的需要，相应的一些专用带式砂光机也随之生产出来，从而大大提高了木制品加工的效率。

7． 宽带砂光机：随着人造板工业的发展和楹式家具生产线的出现，以及木材加工业机械化程度的 提高，各种窄带式砂光机已不能满足大型工业化木工企业大批量生产的需求，鉴于宽带砂光机不仅能提高外观质量，而且具有变换快，生产效率高等优点，故宽带砂 光机已成为当今木材加工业广泛采用的加工设备。

A、轻型宽带砂光机：主要有：定厚砂光，光整砂光和漆面砂光。

轻 型宽带砂光机的砂光头形式主要有：（1）接触辊砂光头，其砂削量较大，一般安装粗粒度砂 带，主要用于完成工件的定厚砂光。由于接触辊与工件是线性接钳触，所以砂光时会在工件表面留下条纹，不能用它进行末道工序的砂光。（2）砂光垫砂光头，砂 带与工件接触面积较大，可使砂光压力分散，其砂肖量较小，主要用于完成工件的光整砂光，一般安装细粒度的砂带。砂光垫又分为标准弹性砂光垫，气体悬浮砂光 垫和分块式电子砂光垫三种基本形式。（3）组合式砂光头，配有接触辊和砂光垫，两者可单独调节，以达到最理想的砂光效果。（4）带有压力衬带的砂光头，其 砂光垫的宽度较大，与工件的接触面积也相京戏增大，从而使工件的工作压力大大减轻。（5）横向砂光头，横过纹理的砂光会砂掉木材裂缝处和导管中翘起的纤 维，即使砂光年轮较大的软木时也不致于磨出沟槽。横向砂光机砂光头在宽带砂光机中通常与分块电子砂光压垫和压力衬带共同组成，是油漆工件，贴面工件和单板 砂光常用的砂光元件。鉴于轻型宽带砂光机在木材加工中的广泛应用，砂光机制造厂家通常利用模块式结构设计的手段，逐渐开发出多种类型宽带砂光机，每一类型 又形成不同规格和功能的系列化产品，从木材加工工艺的角度，常见的几种有：定厚砂光机、定量砂光机、纵横砂光机、湿式砂光机、漆面砂光机。

B、重型宽带砂光机：重型宽带砂光机主要应用于人造板行产线和大型板式家具生产线，其砂光目的主要有以下几点：

（1）砂掉人造板表面的薄弱层，如刨花板表面的预固化层，纤维板表面的石蜡层等；进行定厚砂光，保证板材厚度达到标准要求。

砂带磨削中容易出现的问题及解决方法

一、 如何延长砂带的使用寿命：

砂带生产工艺对于砂带基材、磨料、粘结剂及植砂密度等的要求是极为严格的，砂带寿命的过早结束，常常是因使用不当而造成的，下面我们就几个典型问题进行分析。

1． 粘盖：

当一层金属材料复盖在磨粒切刃上，即发生粘盖，此时砂带表面变得亮晶晶，手摸有滑溜的感觉。粘盖主要发生在强度较高的金属材料，尤其以硬而韧的材料更为严重。

——磨削压力不足是造成粘盖的主要原因。对于硬度高的材料，压力不足使磨粒难以切入工件，并难以使磨粒破碎自锐。

——较软的接触轮或压板，即使加上足够高磨削压力，那只会使其坍塌严重，磨粒难以压入工件。

——较高的砂带速度，使磨粒在磨削区域的时间不足，切入工件深度变薄，并发热严重。

粘盖的发生原因是综合性的，其解决方法也是综合性的，也就是说合适的接触轮或压板，足够高的磨削压力，较低的砂带速度是解决问题的根本。当然，选择自锐性好的磨料也是必要的。

2． 磨 钝：

在磨削过程中，虽然磨粒还全部存在，但锋利度已经很差了。这是由于磨粒切刃因磨耗而变钝，这种现象称做为磨钝。正常的磨钝是砂带寿命的结束，显然我们这里所指的“磨钝”是在磨粒尚未消耗完时，主要是砂带选择或使用不当而造成的情况。

——较软的接触轮或压板难以使磨粒切入工件，从而造成刃部磨平。

——磨削压力的不足同样易使砂带磨钝，而且磨料难以自锐。

——当工件较硬时，选择砂带的不合适，或者砂带速度较高，也难以切入工件而磨钝。

砂带的不正常磨损，严重影响着砂带的使用寿命，大大增加加工成本，因而不可忽视。

3． 堵塞：

堵塞是在磨粒切刃还没有完全磨钝之前磨粒间隙就很快被切屑复盖和塞满，从而使砂带丧失其切削能力。

造成堵塞的原因很多，多因使用、被加工材料和砂带选择等的不当而造成的：

——接触轮或压板太软，造成磨粒难以切入工件之中，砂带以磨削状态为主，加工区温度因摩擦而发热，使切屑”焊”到砂带上，造成堵塞。解决方法应采用硬的接触轮和压板，或者采用峰齿背的接触轮和压板，还可以采用小直径接触轮等等。

——砂带速度过高也难以使磨粒有效地切入工件，同样会出现堵塞及工件烧伤，此时应降低砂带速度。

——被加工材料太软（如铝、铜等有色金属）极易造成砂带表面堵塞，解决方法应为：采用疏植砂带；在满足粗糙度要求条件下采用粗粒度砂带。采用脆性较大的碳化硅磨料砂带；采用加磨削助剂的方法，如使用润滑剂等。

——易堵塞材料的加工面光滑，对这类材料不能采用润滑脂和粗粒度等易造成划伤的砂带，应采用超涂层砂带，该产品有良好的排屑和防堵塞性能。

二、 压磨板式砂削中石墨润滑垫布和弹性衬垫对砂光质量的影响及消除影响的措施：

组成砂带磨削的基本形式有三种：接触辊式、压磨板式和自由式。

压磨板式砂削影响砂光质量的主要因素有：

1． 机器：机器本身的总体布置、结构、精度、可靠性和对加工工件的工艺适应性；

2． 砂带：砂带的粒度、基体、磨料材质、接头、植砂形式以及厚度公差等；

3． 工艺参数：砂削量的选择和分配、切削线速度、进料速度；

4． 压磨板的结构、形式及石墨垫和衬垫的质量等；

5． 机器的调整校验。

在高速与压力条件下剧裂摩擦的压磨板与砂带背面之间要设置柔性减磨材料——石墨

垫布，在压磨板与石墨垫布之间还要设置具有一定厚度的良好弹性的衬垫——常用羊毛毡。

好 的石墨垫布应具有极低的表面滑动摩擦系数，良好的耐磨性、耐垫性、柔韧性和抗剥性能。在压 磨过程中能降低摩擦生热，降低砂带内部张力，提高砂削效率，延长砂带使用寿命。良好的柔韧性也能更好的发挥弹性衬垫和作用。弹性衬垫（羊毛毡）性能越好， 厚度越大，对均匀磨削相对曲度较大的板面，减少机械振动和砂带接头厚度误差的影响，提高板面光洁度有利。

（一）压磨板组合对砂光质量的影响分析：

砂光缺陷：

1． 横向条纹：出现横纹与压板整体的水平程度、压力、压力的均匀程度、衬垫和石墨垫是否失效密切相关。如果局部有残留横纹，与衬垫的厚度误差和密度弹性不均匀有关。另外横纹还与砂带接头太厚，砂光辊失圆，支撑辊有杂物和板材进料速度不均等有关系。

2． 纵向条纹：与砂带局部有损、砂带背面有粘附高点、接触辊表面有凹凸缺陷、石墨垫局部受损或脱落、弹性衬垫局部弹性过高或过低有密切关系。要特别注意石墨垫磨损后的石墨涂层局部损坏、弹性衬垫弹性下降、受损和污脏要及时更换。

3． 前后端塌边：与压板过低、衬垫太软有关，另外与机器运动辊的位置调整也有关。

4． 板面边缘塌边：与弹性压板不水平、边缘部位石墨垫磨损不均有关。采用弹性较低的衬垫和对石黝垫进行局部修整能减轻影响。该缺陷还与进料导板开挡间隙过大，砂带局部破损有关。

5． 板边缘呈倾斜状：与弹性压板倾斜过大和衬垫太短有关，也可能是由压板变形所致。

（二）正确使用石墨垫和弹性衬垫，以消除或减轻由此引起的砂光质量问题。

1． 砂光机压板机构在设备安装时，应有生产厂家调试人员指导调整，操作人员要掌握调整的全部技巧和规范。不同厂家不同型号的砂光机有不同的设计要求，主机配套和推荐的石墨垫和弹性衬垫的组合和品牌，都是以理论设计和实践应用为依据的，因此，如有改变很难达到原设计要求。

2． 正确装夹：弹性衬垫可使用氯丁胶粘剂固定在压板的正中位置。石墨垫装夹时先从一侧的一端向另一端拉直固定，再从固定好的这一侧向另一侧包覆，从中间向两端逐点拉平固定，平展良好的装夹能避免在使用中石墨垫出现波浪状隆

3． 起。已经做好固定螺钉孔的石墨垫应从中间向两端逐点固定。

4． 砂带对石墨垫磨耗的影响：砂带背面的疵点和砂带接头处的胶粘剂集瘤、砂粒

对石墨垫有破坏作用，特别是新砂带，使用前对基底和搭接式砂带接头应认真检查并修正。砂带的基底主要有棉布基、化纤基和纸基，不同的基底对石墨垫

5． 的摩擦有很大差异，实践中同样的设备和工艺，使用布基砂带消耗的石墨垫比纸基砂带高近三倍。

6． 正确调整：调整压板的水平和预压量对砂削量、表面质量和石墨垫的消耗非常重要。对于以定厚为主要目的和以光整为主要目的砂光机压板的预压量是不一样的。预 压量由于变化量较大、无一定值，一般以经验为主。砂光机都有加压微调整机构，不仅开机前要调整，在生产中也必须随着砂带、石墨垫的磨损变化而调整。根据生 产经验，砂几百张或几千张板子，压析下调一定量是正常的不仅能保证板子质量的稳定性，还能大幅度降低石墨垫的消耗。

7． 使用中的检查：班前、班后和停车的间隙，应检查石墨垫的磨损情况。表面光

滑、磨损均匀是正常的，如果局部有破坏很可能与砂带的背面对应位置上有疵点

有关，要认真检查。当石墨热垫因正常磨损露出基底即使局部也应更换。当石墨 受各种油品污染时，磨擦系数会大幅度增加，润滑失效，如有这种情况不论污染轻重都要更换。

8． 其它注意事项：石墨垫在使用中，逐渐磨耗形成石墨粉是正常的，但石粉在静电和机械力的作用下易在砂带背面和砂光机槽形辊上形成附着，这种现象对砂光质量是 不利的，解决的简易办法是用高压空气在压板一侧从一端吹向另一端。国外有的型号砂光机专门在压板上设置一排空气喷嘴，起到冷却砂带、吹走各类粉尘的作用。 当使用宽百叶窗砂光机砂削长条关木制品时，为避免砂带和石墨垫局部磨损过度，应充分利用砂光机宽度，在砂光机宽度上分散进料，以保证砂带和石墨垫磨损均 匀。

三、 光机砂带跑偏的自动控制：

跑 偏是影响砂光质量的关键。目前，国内生产的简易砂光机都采用两轴传动，平面砂光的结构，两 轴中间略高于轴两端1.5mm，使砂带中间受力大些，以减轻砂带跑偏。但在实际生产中，这种结构是不合理的。砂带在空转时可能较长时间不跑偏，一旦工作， 由于被砂光板的宽窄、长短和部位不规范，因而砂带受力就不均匀，使砂带易产生跑偏现象，尤其在带速较高时更为严重，有时一个砂带仅能使用几分钟就因跑偏而 破裂报废。

用光电装置控制轴的摆动，使导向轴处于不断摆动中，可控制砂带跑偏。

光电装置控制砂带跑偏的工作原理：

摆 动轴装于可自由转动的支架上，支架一端连接一气缸以控制轴的摆动，光电装置固定在砂带边缘 的极限位置。工作时，砂带由气缸推动向右移动。当砂带移到遮住光电管时，光电装置开始工作，电磁阀开启，压缩空气进入气缸，推动轴向前偏离一定角度，砂带 向左移动。当砂带移出光电管时，光电装置停止工作，电磁阀关闭，气缸在弹簧拉力下恢复原位，带动轴向后偏转，砂带向右移动。当砂带移到遮住光电管时，光电 装置开始工作，电磁阀开启。如此循环下去，使摆动轴永远处于摆动状态中，摆动频率为30次/min。砂带不停地在规定的范围内移动，就保证了砂光质量，并 提高了生产效率和砂带的使用寿命（一般可使用10~15天）。

四、 刨花板漏砂产生原因：

主要是由于刨花板铺装不均匀，有局部过薄现象，砂光暴露在板表面的质量缺陷。改进措施：通过铺装厚度调整和压机厚度的增减垫片等措施可消除。

五、 砂带接头断裂原因：

1. 涂胶不够； 2.压力时间短,温度不够； 3.张力大，起直皱；张力小，起斜皱。

六、 砂带使用常见问题及解决办法

1．砂带上机运转起绉，撕裂，跑偏

——检查砂带周长是否合适（周长允差范围一般为正负5mm）；

——检查砂带圆柱度（两端周长差）是否相差太大（一般两端周长差小于5mm）；

——检查砂带是否扭曲。简单的检查的方法：把砂带展开平放在较平坦的地上，砂带的

端两边对齐，看另一端是否扭曲；

——检查砂光机的接触轮，压磨板的石墨垫及被加工工件上是否有异物；

——检查工件的切削量是否符合要求。

2． 砂带在磨削过程中堵塞

——多发生于刨花板木质含油量高，砂带在磨削这些板材时，其木屑容易粘在砂面上，使砂面堵塞，丧失磨削能力，进而烧焦，这种情况一般是整条砂带大面积出现；

——在刨花板生产过程中，由于拌料不均匀，其树脂胶粘在砂面的某些部位，造成砂带局部堵塞粘结，这种情况一般以局部条状出现；

另外，砂光机在砂削过程中，会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，这些木屑对砂带的下常使用影响不大。

3． 被加工的板材表面有振纹和凹槽

——检查砂带接头的厚度。用千分尺检查砂带接头处厚度与砂带基材厚度平均值的差值，我们把这个差值叫“接头厚度允差”，这个差值一般控制小于0.10mm；

——检查砂光机的接触轮，砂带表面是否有异物，砂团等；

一般情况下，砂光面异物是造成凹槽的主要原因。