1．概述     砂带磨削几乎能加工所有的工程材料,从一般家庭生活到工业生产的各个领域无所不用。作为有着“万能磨削”和“冷态磨削”之称的新型涂附磨削工艺,砂带磨削技术已经被当作与砂轮磨削同等重要的不可缺少的加工方法。综观近几年来国内外各类机床及工具展览会情况，结合砂带磨削在国内外各行业的应用状况，可以看出砂带磨削技术在制造业中发挥着越来越重要的作用，更有着广泛的应用及发展前景。 

    2．砂带磨削技术的国内外现状、发展趋势     国外的砂带磨削发展非常迅速，自20世纪60年代以来，特别是静电植砂及涂附磨具技术的出现及发展，欧、美、日等工业发达国家在砂带制造技术和砂带磨床技术上都取得了巨大的成就。在砂带制造技术方面，随着许多特殊的涂附磨料及涂附形式的出现，产生了如金刚石、立方氯化硼（CBN）、锆刚玉、陶瓷磨料、复合磨料、堆积磨料等各类砂带，使得砂带已经能用于干磨、高速，大吃刀量等的重磨削领域，及高精密零件的磨削加工领域。日本已经开发出用软刚带作为基底的金刚石砂带，可有效加工一些特殊难加工的高硬度材料，如单晶硅片等。在国际上知名的砂带品牌有美国3M、美国Norton、德国Hermes、德国VSM、德国Klingspor、韩国DEER、日本牛头等。在砂带磨床方面，有大至磨削宽度5米以上的巨型平面磨床，小至牙医用的修齿机等结构形式各异种类，另外，随着自动化技术的发展，像六轴五联动数控砂带磨床、机器人砂带磨削中心、砂带磨削FMS、并联机构的数控砂带磨床都已经得到应用。砂带磨削技术现已成为这些发达国家获得高额经济效益的一种重要手段,且砂带磨削量已占磨削总加工量一半以上。 

    国内的砂带磨削技术是在20世纪70年代末才得以真正发展，随着国内的改革开放，砂带磨削技术日益引起了各行业、研究单位和企业的重视，加之砂带制造技术的提高及品种的增加，使得砂带磨削设备的研究和生产也得到了较大的发展。砂带磨削设备开发与生产的厂家有新乡机床厂、上海机床厂、北京二机等十来家企业；有包括郑州三磨所、湖南大学、东北大学、广东工业大学、广西大学、重庆大学等在内的多家科研院所和高校。 

    砂带磨削总的趋势正向着强力、高速、高效和精密方向发展。在磨床结构方面,从单一磨头向大型、组合（多磨头、多功能、多工位）形式发展。在加工工艺方面，与特种加工相结合的复合加工方法是砂带磨削很有前途的发展方向之一，如与超声振动结合可形成超声砂带精密磨削；与电化学加工结合可形成电解砂带磨削。另一方面自动化在砂带磨削中的应用，尤其是数控砂带磨床及自适应控制技术的应用，使得砂带磨削的加工效率和精度有了很大的提高，已经使得砂带磨削精度已经进入精密和超精密加工行列。 

    砂带本身在不断的发展和完善中。在砂带结构方面，近年出现了堆积磨料砂带、金字塔型砂带、空心球型砂带、复层砂带、高弹性砂带、防跑偏砂带、不等厚砂带、粒度复合砂带等等。砂带在我国的制造从国产到从磨料、半成品、成品的进口，再到与国外砂带企业的合资等多种形式，这些都极大地丰富了我国的砂带品种，为国内用户提供了更大的选择空间。 

    3．我国砂带磨削技术与国外的差距     高性能砂带磨削技术以其独特的工艺性、广泛的用途、较强的适应性能得到了较广泛地推广，但国内砂带磨削的发展与国外相比仍存在较大差距，主要体现在以下几个方面： 

    3.1砂带寿命短品种规格不齐全     目前，国产砂带寿命一般在2～4h左右,往往使用1h就不能继续使用,而国外砂带的寿命可达到8～12h；从磨料品种来看,国内使用最多的两类磨料是SiC和Al2O3,而在金刚石磨料、陶瓷氧化铝、复合磨料等磨料的开发上基本处于空白,微粉级磨料的砂带还没有，因而限制了砂带在精密和超精密加工中的应用。此外,国内砂带宽度明显低于国外的砂带宽度,国内最宽砂带在2m左右,而国外可达5m，且国内锆刚玉砂带也不普及。因此,开发新磨料、新基材、新粘结剂及表面涂层材料来改善磨粒的结构形态、砂带性能和质量,提高使用寿命是砂带磨削推广应用的一个关键问题。 


    3.2提高加工精度问题     近年来,国外将砂带磨削用于精密、超精密加工,精度已达微米级,表面粗糙度已达到Ra（0.01～0.025）μm;而国产320#砂带的磨削精度只能达到20～10μm。原因有两方面,一方面是国内机床的切深微进给精度较低,普通机床最小微进给在10～20μm,某些数控机床的微进给可控制到5μm,这对利用现有机床进行砂带磨削、提高精度产生了一定影响；另一方面,砂带磨削为弹性加工,由于弹性变形使得砂带磨削精度降低，因此对磨削深度的微量控制问题的解决是提高砂带磨削精度的先决条件。 

    3.3砂带磨削机理的研究差距     砂带磨削技术已在国内许多单位得到了推广和应用,并取得了一定的成绩,解决了许多生产中存在的问题.但对砂带磨削过程的全面基础理论研究、砂带及砂带磨削热和磨削力的研究、砂带磨削表面的形貌研究还远远落后于国外研究水平.因此,今后研究的方向应在现有基础上,从理论上分析研究砂带磨粒的磨削过程,推动砂带磨削技术更广泛地应用。 

    3.4砂带磨削的强力高效加工问题     国外已成功地将砂带磨削用于强力磨削,以实现大切除量和高金属去除率磨削.如国外3M公司生产的砂带每分钟对铸铁的切削率在其砂带宽度方向上已达到870cm3/cm，EmeersonElectric公司的砂带磨床一次切深铸铁件可达5～10mm,其加工效率比铣削加工提高了5～10倍。而国内目前最高切深的砂带磨削是由重庆三磨海达磨床有限公司研制的2M56150-4JB型砂带磨床达到了对40Mn2高强度结构钢的4.5mm/单次的强力磨削。因此,今后应加强研究和推广砂带的强力高效磨削技术,发挥砂带潜在的加工能力,提高切削效率,解决一些难加工材料和高脆硬度材料粗加工的问题。
 
    3.5运用现代化技术开发新型砂带磨床的差距     目前,国外砂带磨床已有较大发展,全球工业发达国家有数百家砂带磨床专业制造公司,每年向市场提供40多万台砂带磨床,这些砂带磨床（含磨头装置）已从初期的作为机床的附件水平发展到与砂轮磨床相匹敌的水平,并和CAX、NC、CNC等现代化技术紧密结合，出现了六轴数控砂带磨床、机器人砂带磨削中心、砂带磨削FMS、并联机构的数控砂带磨床等先进技术和装备，而国内砂带磨床发展较缓慢,在研究、试验和开发手段上比起国外都有不小的差距，我国目前砂带磨床与砂轮磨床产量比大约为1：10左右，据统计,我国各类行业每年对砂带磨床的需求总量约4～5万台，但由于受国外砂带磨床的冲击，国内目前砂带磨床专业制造公司只剩下重庆三磨海达磨床有限公司、北京二机等为数不多的企业还在进行砂带磨床生产，因此，我国砂带磨床行业既有机遇，也存在挑战，并有待奋起直追。


 
    4．砂带磨削关键技术     根据国内外砂带磨削技术的现状和发展趋势的分析，结合我国在砂带磨削技术上与国外的差距，作者认为砂带磨削的关键技术主要体现在以下五个主要方面。 

    4.1砂带磨削基础研究     砂带磨削具有复合加工的特点，其机理较复杂，蕴含了较多科学基础问题，尽管多年来各国学者对砂带磨削机理做了很深的研究，但是到目前为止各类砂带磨削的材料去除基本机理尽管国内外学者做了较多研究，但目前为止，完整的砂带磨削的材料去除基本理论还没有建立起来。因为表面完整性、亚表面层损伤、零件几何形状以及磨削和抛光加工生产能力等输出参数受很多因素的影响，对某一企业，有可能对研磨抛光加工工艺运用或者控制得很好，但在加工前却几乎无法预测其加工行为。因此，有必要深入展开砂带磨削加工机理及相关工艺的研究。只有通过对磨削机理和磨削工艺的研究,揭示各种磨削过程,磨削现象的本质,找出其变化规律,才能确定最佳的磨削范围,获取最佳的磨削参数。这是我们行业领域一个长期基础研究的基本任务。
          4.2砂带磨料及制品工艺技术改进和开发     砂带是砂带磨削技术发展的关键和重要标志，能否制造高品质的砂带已经作为衡量一个国家砂带磨削技术高低的标准。作为构成砂带三要素的基体、磨料、粘结剂以及由此导致影响磨削性能的十种要素，结合近年来像高分子新材料、新技术、新工艺在涂附磨具中的广泛应用，我国的广大砂带生产企业及相关研究机构应该在如下五个方面加大研究和开发力度，争取获得有自主知识产权的高品质砂带： 

    ①新型基体的应用和开发     国外纸基砂带的基体用纸通过在纸浆中加入添加剂，并通过浸渍和表明涂附处理，使纸张到达了砂带的要求；布基砂带中的棉纤维随着化工技术的发展逐渐被聚酯纤维和尼龙纤维所代替，特别是聚酯纤维由于它的断裂强度高、耐热耐水性好、耐磨性优良已经成为重负荷砂带的优良基体，国外最新出现的聚酯超强化薄膜基金刚石砂带、电镀金刚石或CBN的金属基砂带、铜与纤维复合基金刚石砂带等产品，在加工非金属材料（陶瓷和硅晶体等）方面呈现了优异的磨削性能。由于我国国产纸强度、均匀性、耐水性等方面达不到砂带生产要求，因此我们进一步开展在这方面的研究是很有意义的。