砂带磨削铝合金工艺分析

砂带磨削铝合金工艺分析

摘要：砂带磨削作为一种按照工件加工要求，选择合适的接触方式，用砂带进行磨削加工的工艺，在现代磨削加工中运用越来越广泛。本文对砂带磨削铝合金表面粗糙度进行了理论探讨，并对砂带磨削试验装置进行了设计，包括主要功能部件的基本参数的选择和其结构设计。另外，通过正交试验方案的设计，利用少量的试验组进行了砂带磨削铝合金试验，且达到了较好的试验效果。主要研究砂带磨削铝合金圆柱端面粗糙度值与磨削参数的关系，通过砂带磨削试验，探讨了在砂带磨削铝合金圆柱端面时，影响指标表面粗糙度值的其中四个因素，对磨削加工后的铝合金端面粗糙度值进行测量并进行数理统计分析，最后得出结论对于表面粗糙度值的影响特别显著的是砂带粒度，显著的是磨削深度，进给量和工件转速影响较小。

关键词：砂带磨削；磨头设计；正交试验；粗糙度

Abrasive belt grinding aluminum alloy process analysis Abstract：Abrasive belt grinding, as a kind of, in accordance with requirements of the workpiec e processing, choose the right means of contact, using abrasive belt grinding process, using more and more widely in modern grinding processing.the paper discussion the abrasive belt grinding aluminum alloy surface roughness has carried on the theoretical, and design the abrasive belt grinding test device, including the selection of basic parameters of the main features and its structure design.In addition, through orthogonal test scheme design, abrasive belt grinding aluminum alloy is studied by using a small amount of experimental test, and achieved good experimental result.Research belt grinding aluminum alloy cylinder end surface roughness values and the grinding parameters, the relationship between using abrasive belt grinding test, explored the abrasive belt grinding aluminum alloy cylinder end face, four factors of affect surface roughness value indicators, for the aluminum alloy after grinding end face roughness measurement and mathematical statistics analysis, the final conclusion for the surface roughness value is particularly prominent sand with grain size, the influence of grinding depth, notably feeding and rotating speed.

Key words:abrasive belt grinding； design of belt grinding head；orthogonal experiment；roughness

1绪论

1．1选题的背景及研究意义

1．1．1选题背景

铝合金的显著特征是其密度值较低，但强度值较高，综合性能十分优越，已广泛应用于国民经济和国防军工的各部门，人民生活的各方面，已成为人类社会的基础材料之一，在交通运输等诸多领域大有替代钢铁材料之势[1]。在汽车、摩托车、航空航天、机械制造、家电等诸多领域得到大量应用。在许多关键零部件的加工中，要保证其表面质量和精度，本课题对铝合金加工，进行砂带磨削技术探讨和工艺分析。

1．1．2 本课题的研究意义

砂带磨削作为兴起时间较短，在机械加工领域广泛应用，跟砂带磨削有着高效率、成本低、应用范围广、方便加工等特点莫不相关。与传统加工方式有着越来越同等的地位，得到广大制造企业的认可。在航空航天、汽车以及其他工业，铝合金材料的应用逐渐变得广泛，用其作为材料加工成零部件，除了传统的机械加工方式，砂带磨削作为新兴加工技术越来越得到制造企业的采纳，以及得到相关专家学者的深入研究。砂带磨削技术作为一种高效、稳定、高精度、低成本的加工技术，与传统的加工方式，比如车削、磨削等相比，砂带磨削能得到更好的表面质量，更精确的尺寸。还具有设备简单和能加工复杂型面的特点，具有生产效率高、使用寿命长的明显优势。目前，国外以及国内专家学者对砂带磨削金属材料的机理和工艺进行了一定研究，可是任然有不少问题，特别是对于砂带磨削铝合金的研究更需进一步展开，对铝合金进行砂带磨削工艺试验，有助于找出砂带磨削铝合金的加工影响因素，以便进一步研究建立砂带磨削铝合金工艺理论，对于企业在加工实践中，能够从相应基础理论中得到砂带磨削的最佳工艺方案，进行加工控制。

1．2国内外砂带磨削技术研究现状与发展趋势

1.2.1国外研究现状

目前，国外砂带磨削技术随着工业现代化的进展一样在向前发展。尤其是德、美、日等工业发达国家，在砂带磨削技术研究方面走在前列，带动着砂带磨削技术的发展。美国是在砂带磨削技术开展研究最早的国家，从最初的基础性的理论研究，再到技术开发应用的研究，都走在前列。其中最为关键的技术是砂带技术的突破，高质量、优性能的砂带为砂带磨床的研发设计提供了可能，由于不受到砂带的限制，就可以研发设计从低速到高速，从粗加工到精密加工，从小型砂带磨床到大型重载磨床，从加工简单型面到加工复杂型面等一系列的产品体系。德国研制了加工不同型面的专用磨床，包括磨内圆、外圆、无心外圆等各种加工场合，并且将最新的自动化技术应用于磨床的研发设计，推出了各种数控磨床，在砂带技术方面，研制出了应用于不锈钢磨削的堆积磨料砂带，还有性能优越的空心球磨粒砂带，这些成就的取得，与德国砂带磨削基础理论研究强劲有很大关系，以大学为主要研究机构，做了大量砂带磨削机理的研究。日本在砂带磨削技术方面也有不错的表现，从最初应用于精轧钢板，到后面做深入研究，研制成功多轴数控砂带磨床应用在汽轮机叶片的加工中，在砂带技术方面，研制成功超微磨粒砂带，可实现微小原件的精密加工。可见，国外发达国家在砂带磨削技术上的努力主要集中于砂带磨床的研发以及关键技术砂带制造的突破[2]。

1.2.2国内研究现状

国内砂带技术是在改革开放之后逐渐发展的，在这之前主要是从国外引进砂带磨床设备用于国防军工方面，随着改革开放的进程，首先是国内各大机械厂家开始引进国外先进制造装备技术，进行机械加工。随着国内高校和研究机构的整体研究水平的提升，高