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1、单砂金属砂带机的设计机电院机制0901班：及兆林指导教师：王会强 李新领 孙维连摘要:砂带机是对工件进行降低表面粗糙度加工的一类机器。金属砂带机也就是人称之为：带式金属砂带机。砂带机主要用于磨削金属，是利用砂带上的颗粒对金属进行磨削，改变表面粗糙度。砂带机在金属抛光中使用广泛，需求量大，品种较多，近年来发展迅速。砂带机的特点是适应性强，能提高工作的尺寸精度，也能降低工件的表面粗糙度，是金属磨削的重要机床之一。 综合以上考虑之后，将本次设计内容定为单面金属砂带机的设计。主要包括动力源，传动装置，变速装置，工作部分等，考虑到防止重心过高引起整机振动，设计中将主电机置于下方，并通过皮带传动带动变速器
2、，使整机重心下降，有效增强整机的稳定性。关键词：砂带；单面磨削；防尘；冷却；Abstract: belt machine is a kind of machine to reduce the surface roughness of workpiece. The metal belt machine is also called: with a metal belt machine. Abrasive belt grinding machine is mainly used for grinding metal, is the use of metal abrasive belt grindi
3、ng particles on the surface roughness, change. Abrasive belt machine is widely used in metal polishing, high demand, more variety, developing rapidly in recent years. Features of abrasive belt machine is adaptable, can improve the size precision of the work, but also can reduce the workpiece surface
4、 roughness, is one of the most important metal grinding machine. After the comprehensive consideration of the above, the design content designed for single metal abrasive belt machine. Mainly includes power source, driving device, transmission device, working part, considering the vibration due to h
5、igh center of gravity, the main motor is arranged on the bottom, and through a belt drive transmission, so that the whole machine weight decrease, effectively enhance the stability of the whole.Keywords: single-sided grinding belt; dust; cooling;1 引言1.1 课题背景和研究意义砂带机是利用砂带上的颗粒对金属进行砂削（或称磨削）加工的设备。砂带机在金属
6、磨削和抛光中使用面广，需求量大，品种较多，近年来发展速度较快。砂带机的特点是适应性强，能提高工作的尺寸精度，也能提高工件的表面粗糙度；能加工宽度较大的工件，也能加工窄的工件；能加工多种平面，也能加工多种曲面；能用于大量生产，也能用于小批量生产。目前，国外的砂带机越来越多的代替刨床加工。砂带不仅可以大大的减少刨刀造成的金属裂纹和表面损坏现象，也可以减少坯料的尺寸510%，而且克服了刨床不安全，噪声大等缺点。如将其与铣床，车床等组合，可以连续完成成型和砂光加工。因此，砂带机成为金属磨削的重要机床之一。砂带机的主要特点有：（1）具有“快削法”之称。由于粘满尖锐磨粒的磨具是一种多刀多刃的特殊切削工具，
7、砂粒均为精选的针状磨粒，其长宽比大于1.5，粒度均布，磨粒等高性好，可使全部磨粒同时参与磨削，对工件的砂削效率很高，带式磨削的效率可达铣削的十倍左右。（2）具有“冷态磨削”之称。由于现在的砂带，砂纸大都采用静电植砂工艺，所以磨粒均直立于基底且锋刃向上，定向整齐排列，磨粒间容屑空间大，磨粒与工件的接触面积小，磨削热产生少。砂带机磨粒散热时间间隔长，磨削后的工件表面残余应力和表面硬化层的深度均大大低于砂轮磨削和辊式磨削，减少了工件的变形和烧伤。（3）具有“弹性磨削”之称。砂带机在砂削过程中与工件的接触大都为柔性接触，有较好的抛光作用，且静电植砂后的磨粒具有较小的负前角和较大的后角，即使对粗糙的金属
8、表面进行加工也能得到好的表面粗糙度。1.2 砂带机的发展趋势（1）向高精度发展。为提高加工精度，各国都采取了许多措施：如提高接触辊的制造精度和调整精度；提高输送带式工作台的平度；接触辊等回转件都经动平衡矫正。（2）向低粗糙度发展。砂带横向摆动方式趋于普遍应用。许多砂带机上采用了电子控制砂带的横向摆动，气垫式压带器，电子控制分段式压带器，采用大直径的硬度接触辊。（3）向高加工能力发展。为了提高砂光效率，有的砂带机上采用大功率电机，高砂削速度（达40m/s），高进给速度（达75m/min），为提高加工短工件和油漆面的能力，许多砂光机上采用真空输送带式工作台，采用橡胶输送带，采用各种软质压带器等。（
9、4）向高自动化程度发展。近年来又出现了微机控制的仿型砂带机。（5）向安全和无尘方向发展。在各种砂带机上普遍采用高效的集尘除尘装置，改善工作环境卫生条件，保持工件表面的清洁。随着中国改革开放带来的信息技术，中国的机械厂家也开始研制自己的砂带机。国内最早的砂带机研制厂家是牡丹江机械厂，从一九八三年起参照日本菊川的技术生产出了BSG系列砂带机；然后青岛机械制造总公司从一九八七年引进意大利DMC整套技术取得了成功，并逐步拓展成多规格和多功能的系列化产品；其次苏州林机厂引进德国BION的技术生产出重型砂带机，随后其精细类宽带砂带机也应运而生。就砂带机的生产起步来说，我国同国内外先进国家相比约落后四十多年
10、；就技术水平而言，由于起点较高，约落后十五年左右。在中国，砂带机的市场还是很大的，但面对国际市场的冲击，还有价格低，功能全的中国台湾砂带机的冲击，使得国内大陆砂带机的生产厂家变得较为严峻，而且我国砂带机的研制厂家都在纷纷上马，使得砂带机市场竞争变得更加激烈。1.3 国内外砂带机的发展动态砂带机作为一种先进的技术手段，特别是其高生产率和完美的加工质量深受用户的欢迎。七十年代后期，随着我国经济发展和对外开放政策的实施，国内许多厂家通过各种渠道引进国外多种形式的砂带机。88年之前引进了来自日本、意大利、德国、美国、英国、荷兰、芬兰等七个国家18个厂商超过200台砂带机；89年以后，随着三资企业的兴起
11、，台湾、香港等地的砂光机纷纷进入大陆。这些砂带机均能起到满意效果，对我国金属磨削工艺的进步起到推动作用。而我国砂带机制造起步较晚，是在85年以后又六家工厂在引进制造技术，参考样机基础上，试制成功多种型号的砂带机，填补我国砂带磨削机械生产上的空白。可见我国机械制造行业对砂带机的应用已达到相当规模。现在国产砂带机与国外同类产品的差距已经不是很大，列如苏福马股份有限公司，青岛千川木业设备有限公司等厂家，他们的产品已经达到了很高的水平。随近几年国内几家机械制造企业的蓬勃发展，对我国机械制造行业的进步做出了一定贡献。金属砂带机作为一种技术要求较高，生产工艺复杂的机床在中国的发展还须全体同仁共同努力，开创
12、我国机械制造行业的新纪元。 1.4 本课题的立题依据砂带机是现代机械加工生产中广泛应用的设备之一，用于各种金属零件的精加工，以提高其尺寸精度，表面平直度和光洁度，为金属零件的油漆或板材的二次加工获得良好的基面。金属砂带机的优点：（1）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。（2）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。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
13、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。（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。（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。综合了以上的考虑之后，我将本次设计的题目定为单面上砂式单砂架砂带机，其形式为辊压组合式。这个砂带机的设计目标主要用于金属零件的砂光和表面磨光。本机在设计过程中进行了充分的立题论证，从理论到实践都符合设计的基本要求，因此客观依据充分
14、，使整机在性能和经济性方面符合客观要求。2 总体方案拟定2.1 设计的总体原则（1）应考虑金属砂削工艺方面的各种因素，以适合于不同工件加工的工艺灵活性，保证较高的加工精度和稳定的加工质量。（2）操作方便舒适，易于维护、维修和调整。（3）最大限度地降低振动、粉尘和噪声，提高机床的整体强度，保证其可靠性和安全性。结构布局要合理，保证机床的使用寿命。（4）降低成本，经济实惠性，耐用、电能、消耗适中。（5）整个机床的几何精度、工作精度、制造与验收条件、安全防护等均应符合国家规定的砂带机的标准。2.2 砂架的形式 根据砂削部分的结构不同，砂光机有三种基本形式的砂架： 辊式砂架（如图1所示）、压磨式砂架（
15、如图2所示）和组合式砂架（如图3所示）。砂光机砂架的设计应保证刚度及抗震性能，砂架与机架结合应紧密，使之与机架成一牢固整体。只有满足上述两个条件才能保证砂光机工作过程的稳定性和较强的砂削力。图1 辊式砂架图2 压磨式砂架图3 组合式砂架相应的，砂带磨削方式也有三种：接触辊式、压磨垫式和组合式。 接触辊磨削：从理论上讲，砂带与工件的接触是线接触，接触面小，分配到单个磨料上的压力非常大，因此有利于去除大的加工余量，用于对对板材进行厚度方向的几何尺寸的精确校准加工，以获得所需的均匀一致的板材厚度，是用于定厚磨削工序。相应的砂光头上需安装粗粒度的砂带。压磨垫式磨削：工作区面积较大，为平面磨削，参与磨削的磨料多单个磨料受到的压力较小，有很多磨料同时参与工作，适用于磨削量小、需要增加光洁度的抛光工序，用于去除粗砂砂痕，和砂光波痕，以获得手感细腻光滑的砂光表面。相应的砂光头上需安装细粒度的砂带。组合磨削：接触辊与压磨式垫的组合，兼有定厚和精砂的功能。定厚辊和压磨器可以分别单独调整。当定厚是将接触辊调整到工作位置，此时定厚辊作为过渡导向辊使用。这种砂削方式的灵活性好，抛光磨削之前，接触辊和压磨垫磨削量不同的比例根据具体情况进行调整设置。2.
