作為磨具的砂帶同其他任何切削加工工具一樣,由於刀具和工件的相對運動,在加工過程中,必然產生各種形式的磨損。對砂輪而言,可以通過修整來改變磨損狀態,繼續保持原有磨削性能。然而砂帶通常只有單層塗附磨粒,無法像砂輪那樣修整,如砂帶磨損後再繼續使用,勢必引起加工系統狀況惡化,嚴重影響加工精度與表面品質。因而分析磨損狀態是非常重要的。
砂帶磨損在正常情況下有三種基本形式:即粘蓋、脫落和磨鈍。
粘蓋:是指微細切屑殘留並粘焊在磨粒外表面上,阻礙磨粒繼續參與切削,嚴重降低磨削能力。有時,大量切屑黏附在磨粒之間的容屑空間,即發生堵塞。由於砂帶一般不修整打磨,故使用磨削工作無法繼續。在高速磨削低碳鋼及銅、鋁等有色金屬時粘蓋現象易於發生。
脫落:磨削時,磨粒所受的作用力超過其黏著力時,磨粒將從年姐姐中脫落或與粘結劑一起脫落,這會在砂帶工作表面形成很多的空位,若磨粒脫落過多,砂帶磨削能力將明顯降低或完全喪失。脫落現象一般是由於工件和砂帶相對振動較大或使用不當所造成。當然粘結劑品質太差也會引起磨粒嚴重脫落。
磨鈍:由於磨粒與被加工材料多次反復摩擦,使磨粒頂點鈍化為小平面或磨粒尖頂部的破斷而無切刃。這時不僅會減少材料切除量,而且會進一步增加磨粒與工件表面的摩擦引起磨削區發熱量增加並使磨鈍進一步加劇,引起工件表面燒傷。特別是在磨削較硬的合金鋼時,磨粒鈍化較為嚴重。
在這三種磨損形式中,粘蓋和脫落兩種形式往往是由於砂帶選擇和使用不當,或者是加工的材料特別軟和砂帶粘結劑品質太差而造成的。
提高砂帶使用壽命的途徑
砂帶的使用壽命取決於磨粒切刃的切削性能,而這又主要受砂帶磨粒磨損面積的影響。若設磨損面積比率為n,它是磨粒磨損為小平面的面積與磨粒在砂帶平面的投影面面積之比。
欲提高砂帶使用壽命可採取以下措施:1、減少砂帶初期磨損量
砂帶初期磨損量是由於磨粒脫落或破碎引起,為減少初期磨損,對新砂帶採用減小接觸壓力預磨一定時間,然後再進行正常工作,這種方法也可稱為修整,但這與砂輪的修整是不相同的。
2、使用磨削助劑或磨削液減少穩定磨損階段的磨耗磨損率
採用磨削助劑或磨削液主要目的是減少引起磨耗的根源——磨粒與工件間的摩擦,降低磨削熱,從而達到降低磨損率之效果。
3、增加砂帶周長,使砂帶作用率減少
砂帶作用率減小可使砂帶壽命增加。在機床設備條件允許情況下,適當增加砂帶周長,使砂帶能得到更好的冷卻並增加參與磨削的磨粒總數。
4、適當提高砂帶速度
適當提高砂帶速度不僅可以降低表面粗糙度,而且會使磨粒的破碎磨損減小,使壽命延長。
5、逐步提高磨削壓力
砂帶進入正常切削階段後,逐步提高砂帶磨削壓力可強化磨削過程,增大磨粒切刃比壓制,使磨粒破碎,產生新的切刃恢復切削能力,即自銳作用,從而達到延長砂帶使用壽命的目的。
6、提高砂帶自身的切削性能
韌性好的磨粒耐破碎性強,從而能延長使用壽命。經典植砂的砂帶切削性能比重力植砂的好。植砂中減少粘結劑的厚度和植砂密度,可增大砂帶容屑空間,提高結合劑的強度,使黏結更可靠等。這些措施都能在一定程度上改善砂帶的磨削性能,延長砂帶使用壽命。
以上措施主要是針對減少砂帶磨鈍(磨耗與破碎)磨損這一主要形式而言,而對粘蓋和脫離這兩種形式來說,則可以通過對砂帶的組織硬度、植砂密度等砂帶構造參數的控制和選擇來解決,同時還可以通過砂帶表面塗附一層特殊的塗層,即前面所提到的超塗層來解決砂帶的粘蓋磨損問題或使用磨削液。