CN211332803U - 一种弹性砂带及打磨机器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提一种弹性砂带及打磨机器，弹性砂带包括由外至内的打磨层、粘接剂和基材，打磨层通过粘接剂粘附于基材上，打磨层包括打磨颗粒和发泡聚氨酯。通过打磨颗粒和发泡聚氨酯混混实现打磨层具有一定弹性，使得在打磨时噪音较小，没有火花，并且因为砂带具有一定弹性，对于不规则形状的物件也能较好的打磨，不易造成过抛，打磨效果较好。

Description

一种弹性砂带及打磨机器

技术领域

本实用新型属于砂带技术领域，具体涉及一种弹性砂带及打磨机器。

背景技术

砂带在工业生产中应用非常广泛，且种类比较多。目前，砂带主要有德国空心球体磨料砂带、日本金刚石钢带砂带、精细砂带(800#)。普通砂带仅有单层磨料导致砂带寿命短，使用成本高，德国空心球体磨料砂带球体上涂覆磨料、从而形成空间涂覆，延长砂带寿命，但是其制作工序复杂、成本较高。日本金刚石钢带砂带为解决超细磨料在砂带底材上的涂覆问题，使金刚石磨料通过电镀方法固定在钢带底材上，但成本高昂，只能用于特殊场合。精细砂带(800#～1000#)：国内市场能提供的日本、德国产(800#～1000#)超细砂带，用于各类滚筒的镀前、镀后镜面研抛，底材柔性好、强度低，承载能力差、摩擦传动容易打滑、张紧力过大易断裂、效率较低。传统砂带属于涂附磨具，表面涂层受涂附结构影响，磨削效果前后不一致，使用寿命短，容易过抛，有技术上的不足。

砂带磨削技术因其自身独特的优势在世界各国的实际生产应用越来越多，特别是在诸多其他方法和工具无可替代的情况。但普遍存在的问题是砂带使用的寿命较短，对于结构复杂的物件难以实现精细打磨。传统的砂带(如图1所示)中是在基材上限涂布胶粘剂1，然后在粘接剂2上形成打磨层，打磨层是由一层磨料41得到的。在打磨过程中因为前期的磨料41较为尖锐，打磨时容易刮花产品，后期的磨料41剩余较少，打磨效果较差，使得传统砂带在打磨过程中的有效打磨只有砂带的中期打磨时间，砂带浪费较多。并且传统的砂带根据磨料粒度的大小都有固定的细度规格，打磨一个产品通常需要更换几个不同细度规格的砂带，打磨效率较低。这些问题都使得加工成本居高不下。因此开发一种寿命长并且打磨效率高的砂带对社会生产而言具有重大意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种打磨效率较高的弹性砂带及打磨机器。

本实用新型提供一种弹性砂带，包括由外至内的打磨层、粘接剂和基材，所述打磨层通过粘接剂粘附于所述基材上，所述打磨层包括打磨颗粒和发泡聚氨酯，所述打磨颗粒被所述发泡聚氨酯包覆。

优选地，所述打磨颗粒和聚氨酯的重量比为0.1-3:1，

优选地，所述打磨颗粒和聚氨酯的重量比为为0.5-1.5:1。

优选地，所述基材包括布基、纸基、复合基或海绵基材。

优选地，所述打磨颗粒包括天然刚玉、石榴玉、白刚玉、棕刚玉、碳化硅、锆刚玉、人造金刚石和立方氮化硼中的一种或几种。

优选地，所述粘接剂包括动物胶、半树脂、全树脂和耐水产品中的一种或几种。

优选地，所述打磨层沿厚度方向上具有多个磨削颗粒。

优选地，所述打磨层的厚度与所述打磨颗粒粒径的比值为5-30:1。

优选地，所述打磨层的厚度与所述打磨颗粒粒径的比值为5-20:1。

优选地，所述打磨层由多个磨削颗粒堆积而成，所述磨削颗粒包括聚氨酯以及包覆在聚氨酯中的打磨颗粒。

优选地，所述聚氨酯为弹性聚氨酯。

优选地，所述打磨颗粒包括第一打磨颗粒，所述第一打磨颗粒包括磨料和包覆于磨料外的有机物。

优选地，所述有机物包括环氧树脂、酚醛树脂或聚酰亚胺树脂。

优选地，所述打磨颗粒还包括第二打磨颗粒，所述第二打磨颗粒直接被所述发泡聚氨酯包覆，所述第二打磨颗粒包括天然刚玉、石榴玉、白刚玉、棕刚玉、碳化硅、锆刚玉、人造金刚石和立方氮化硼中的一种或几种。

优选地，所述第一打磨颗粒和所述第二打磨颗粒的重量比为(50-80)：(20-50)。

本实用新型还提供一种打磨机器，包括砂带固定装置以及如上所述的弹性砂带，所述弹性砂带固定于所述砂带固定装置上。

本实用新型提供的弹性砂带具有发泡聚氨酯，使得砂带具有弹性具有较好的打磨效果。

附图说明

通过附图中所示的本实用新型优选实施例更具体说明，本实用新型上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本的主旨。

图1为现有技术的砂带结构示意图。

图2为本实施例的弹性砂带结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参考图2，本实用新型实施例提供一种弹性砂带，包括由外至内的打磨层3、粘接剂2和基材1，打磨层3通过粘接剂2粘附于基材1上，打磨层3包括打磨颗粒4和发泡聚氨酯，打磨颗粒4被发泡聚氨酯包覆，本实施例中打磨颗粒4大部分被发泡聚氨酯全部包覆或部分包覆，也允许存在少部分打磨颗粒4未被聚氨酯包覆的情况。打磨颗粒4和发泡聚氨酯的重量比为0.1-3:1。通过打磨颗粒4和聚氨酯混合实现打磨层3具有一定弹性，使得在打磨时噪音较小，没有火花，并且因为砂带具有一定弹性，对于不规则形状的物件也能较好的打磨，不易造成过抛，具有较好的打磨效率和较高的使用寿命。本实施例的弹性砂带采用聚氨酯材料也具有较好的环保性能，并且砂带磨抛效果前后一致、可优化工序不产生过抛，大幅度提高生产效率，使用寿命长，噪音低，兼顾干抛湿抛，安全、环保。

并且本实施例中的砂带没有改变砂带的形状，可适用于传统的砂带机，不需要企业付出较多的成本去更换砂带机设备。

传统的砂带都有固定的目数，根据使用磨料的粒径大小的变化，砂带具有固定的目数。例如粒径为106微米的磨料对应的目数为150目，其能够实现的打磨效果也是得到表面粗糙度大约为Ra0.8～1.6μm的打磨效果。

本实施例的砂带，若采用粒径为106微米的磨料最终能够实现传统400目砂纸、砂带的打磨效果。传统的砂带没有弹性作用，磨料只有磨削作用，没有抛光作用，从微观角度看，打磨时得到的打磨物件表面是非常尖锐的，粗糙度较大。本实施例中的弹性砂带因为有聚氨酯的弹性作用，因此打磨颗粒4与被打磨面接触时，会因被打磨面的作用力而摆动，使打磨颗粒4既能起到磨削的作用，还能在一定程度上起到抛光的作用，打磨出来的物件表面较为平滑，不会太尖锐。因而本实施例中的弹性砂带采用106微米的粒径能够实现传统400目砂带的打磨效果。因此在打磨过程中可以不用经常更换不同目数的砂带，提升打磨效率。

本实施例中的弹性砂带因为具有发泡聚氨酯，使得打磨层存在较多的孔隙，具有较好的散热效果，避免高温导致打磨颗粒4磨削效果较差，孔隙的存在同时还能利于打磨过程中废料的排泄，使表面更新快，打磨效果更佳。

在优选实施例中，打磨颗粒4和聚氨酯的重量比为0.5-2:1进一步优选实施例中，打磨颗粒4和聚氨酯的重量比为0.5-1.5:1。

在优选实施例中，基材1包括布基、纸基、复合基或海绵基材1。基材1是作为粘接剂2和打磨层3的承载体，也是磨削过程的力支撑体，是砂带的基础部分。砂带的基材1必须具有一定的拉伸强度，很好的可挠性，较小的延伸性。本实施例中的布基包括天然纤维、合成纤维、改性纤维类等布基，如棉布、聚酯布等。本实施例中的纸基，例如耐水纸基，也就是该纸基具有较好的耐潮性。本实施例中所指的复合基是指纸和布混合后组成的基材1。

在优选实施例中，打磨颗粒4包括天然刚玉、石榴玉、白刚玉、棕刚玉、碳化硅、锆刚玉、人造金刚石和立方氮化硼中的一种或几种。

在优选实施例中，粘接剂2包括动物胶(底胶和复胶均采用动物胶)、半树脂(动物胶为底胶，树脂胶为复胶)、全树脂(底胶和复胶全是树脂)和耐水产品(底胶和复胶均用耐水的合成树脂)中的一种或几种。

在优选实施例中，打磨层3沿厚度方向上具有多个打磨颗粒4。传统的砂带中打磨层是由一层磨料层得到的，打磨层沿高度方向上仅具有一个磨料。本实施例中打磨颗粒4包覆于聚氨酯中，使得前期打磨不会太锋利，能够较好的避免过抛现象。同时，本实施例中打磨层3沿厚度方向上具有多个打磨颗粒4(参考图2)，这种近似多层的结构，使得砂带能够具有较长的使用寿命，而且打磨前期和打磨后期的打磨效果的一致性较好，打磨效率较高，避免打磨颗粒4和砂带的浪费。

在优选实施例中，打磨层的厚度与打磨颗粒4粒径的比值为5-30:1，在进一步优选实施例中，打磨层的厚度与打磨颗粒4粒径的比值为5-20:1。例如打磨颗粒4的粒径为0.1-0.2mm，打磨层厚度为1-2mm。

在优选实施例中，打磨层3由多个打磨颗粒堆积而成，本实施例中，首先将打磨颗粒4和聚氨酯混合发泡后，然后将固化的产品打成一粒一粒的打磨颗粒，然后再将打磨颗粒铺设于粘接剂2上，压平后得到打磨层3。本实施例中打磨层沿厚度方向上具有多个打磨颗粒，打磨颗粒一般包括打磨颗粒4和发泡聚氨酯，打磨颗粒4包覆于发泡聚氨酯中(包括全部包覆和/或部分包覆)，但也允许有少部分打磨颗粒仅具有打磨颗粒4或者发泡聚氨酯。在优选实施例中，打磨颗粒的粒径为0.01-0.5mm。进一步优选实施例中，打磨颗粒的粒径为0.01-0.1mm、0.01-0.3mm、0.1-0.3mm、0.3-0.5mm或0.1-0.5mm。

在优选实施例中，聚氨酯为弹性聚氨酯，打磨层3为聚氨酯和打磨颗粒4混合发泡后得到。将聚氨酯和打磨颗粒4混合发泡后，能充分将打磨颗粒4包覆于聚氨酯发泡体中。使得砂带在打磨过程中，聚氨酯发泡体不断脱落露出新的打磨颗粒4进行打磨。本实施例中打磨层3具有多个聚氨酯弹性体包覆打磨颗粒4的单元，使得在打磨过程中打磨颗粒4不会消耗的过快，打磨更加均匀，不易造成过抛，并且砂带的寿命较长。

在优选实施例中，打磨颗粒4包括第一打磨颗粒，第一打磨颗粒包括磨料和包覆于磨料外的有机物。磨料具有刚性，在打磨过程中起到磨削的作用，包覆于磨料外的有机物，在磨料接触需打磨的物件时首先脱落，有机物能够带走磨削过程中产生的金属屑，使得打磨效果更好。本实施例中，磨料包括天然刚玉、石榴玉、白刚玉、棕刚玉、碳化硅、锆刚玉、人造金刚石和立方氮化硼中的一种或几种。

在优选实施例中，有机物包括环氧树脂、酚醛树脂或聚酰亚胺树脂。

在优选实施例中，打磨颗粒4还包括第二打磨颗粒，第二打磨颗粒包括天然刚玉、石榴玉、白刚玉、棕刚玉、碳化硅、锆刚玉、人造金刚石和立方氮化硼中的一种或几种。进一步优选实施例中，第一打磨颗粒和第二打磨颗粒的重量比为(50-80)：(20-50)。在进一步优选实施例中，第一打磨颗粒和第二打磨颗粒的重量比为：(60-70)：(30-40)。

在优选实施例中，打磨材料的打磨面的单位面积内具有第一打磨颗粒的颗粒数为：(10-50)颗/平方厘米当本实施例的打磨材料制备成打磨层后，打磨层可视的用于打磨的那一面为打磨面，打磨面上每平方厘米具有10-50颗的第一打磨颗粒。进一步优选实施例中，打磨材料的打磨面的单位面积内具有第一打磨颗粒的颗粒数为：(20-30)颗/平方厘米。

在优选实施例中，在第一打磨颗粒中，包覆于有机物内的磨料数量为2-30颗。本实施例中包覆于有机物内的磨料数量与打磨材料制备成打磨设备的目数相关。例如当本实施例的打磨材料用来制备120目的打磨设备时，因为磨料粒径较大，包覆于有机物内的磨料约为2-7颗，当打磨材料用来制备180目的打磨设备时，包覆于有机物内的磨料约为10-20颗。当打磨材料用来制备240目的打磨设备时，包覆于有机物内的磨料约为20-30颗。有机物内包覆适当数量的磨料，使得打磨材料在打磨过程中不仅能够带走打磨过程产生的金属屑，还能保持较佳的磨削效果。

在优选实施例中，第一打磨颗粒的粒径为0.1-1.5mm。在进一步优选实施例中，第一打磨颗粒的粒径为0.3-1mm。第一打磨颗粒适当的粒径能够使得第一打磨颗粒可以较好的包覆于发泡聚氨酯中。

本实用新型还提供一种弹性砂带的制备方法，包括如下步骤：

1)、聚打磨颗粒4和聚氨酯混合，进行发泡反应成型，熟化；

2)、将熟化后的产品切成薄片或粉碎成磨削颗粒，备用；

3)、通过粘接剂2将薄片粘接于基材1上得到打磨层3，或，将粘接剂2先涂布于基材1上，然后将磨削颗粒铺设于粘接剂2上，压平后得到打磨层3。

在本实施例中除了加入打磨颗粒4和聚氨酯，还可能加入发泡剂等其他助剂。

在优选实施例中，薄片的厚度为0.1-5mm。进一步优选实施例中，薄片的厚度为0.1-1mm、1-2mm、2-5mm或3-5mm。

在优选实施例中，磨削颗粒的粒径为0.01-0.5mm。进一步优选实施例中，打磨颗粒的粒径为0.01-0.1mm、0.01-0.3mm、0.1-0.3mm、0.3-0.5mm或0.1-0.5mm。

本实施例中所指的基材为上述任一个实施例的基材，本实施例中所指的粘接剂为上述任一个实施例的粘接剂，本实施例中所指的打磨颗粒4为上述任一个实施例的打磨颗粒4。

本实用新型还提供一种打磨机器，包括砂带固定装置以及如上任一个实施例的弹性砂带，弹性砂带固定于所述砂带固定装置上。传统的砂带若应用于打磨机器存在较多的问题，例如砂带寿命较短，应用于打磨机器需要经常人工更换砂带，并不能提升打磨自动化效率。若想要避免砂带较短时间的更换就需要采用长度较长的砂带，但是长度较长的砂带会使得制备的打磨机器的尺寸要大很多。打磨机器的制备经费较高，造成打磨成本的上升。本实施例的砂带，因为具有较好的打磨效果和较长的打磨寿命，能够较好的应用于打磨机器中，不需要较大尺寸的打磨机器便能使用本实施例的砂带来实现较好的自动打磨效果。

本实施例中的砂带固定装置是用于固定砂带的，根据打磨物件的不同，砂带固定装置可以实现移动。本实施例中的打磨机器其中的一个工作方式为，砂带固定装置和需打磨的物品都同时进行进移动，一边移动一边打磨，实现打磨更均匀，打磨效果更好。另一个实施例中，需要打磨的产品固定不动，砂带固定装置移动砂带对产品进行打磨实现较好的局部打磨效果。另一实施例中，砂带固定装置不移动，但是砂带在砂带固定装置中保持转动，机器手或其他夹持装置移动打磨物品靠近砂带进行打磨。

为了对本实用新型的技术方案能有更进一步的了解和认识，现列举几个较佳实施例对其做进一步详细说明。

分别制备实施例1的120#(120目)弹性砂带、实施例2的180#(180目)弹性砂带和实施例3的240#(240目)弹性砂带。

制备方法如下：

1)、将磨料(白刚玉)和有机物(环氧树脂)混合，得到磨料外包覆有有机物的第一打磨颗粒。准备碳化硅作为第二打磨颗粒。

2)、将打磨颗粒1份(第一打磨颗粒和第二打磨颗粒的重量比为65：35)和聚氨酯1份、适量发泡剂，混合发泡反应，熟化。

3)、将熟化后的产品切成1mm的薄片或粉碎成磨料颗粒，备用；

4)、通过粘接剂(动物胶粘接剂)将薄片粘接于基材(布基)上得到打磨层，或，将粘接剂先涂布于基材上，然后将磨料颗粒铺设于粘接剂上，压平后得到打磨层。得到弹性砂带。

对比例1：120#砂带锋芒国产煅烧砂。

对比例2：180#日本野牛NCA870砂带。

对比例3：400#日本野牛NCA870砂带。

对比例4：A16(1200#)是美国3M(金字塔)砂带。

实施例1-3和对比例1-4的砂带制成相同面积的砂带，然后进行打磨测试，测试实验包括如下内容：

测试对象(需打磨产品)：高尔夫球头。

轮廓算数平均偏差Ra:在取样长度L内轮廓偏距绝对值的算术平均值。

微观不平度十点高度Rz:在取样长度内5个最大的轮廓峰高的平均值与5个最大的轮廓谷深的平均值之和。

测试共分为8组：

第1组：先用60#砂带打磨，然后用对比例1的120#砂带打磨后得到Ra、Rz的数值。

第2组：先用60#砂带打磨，然后用对比例1的120#砂带打磨，然后用对比例2的180#砂带打磨，得到的Ra、Rz数值。

第3组：先用60#砂带打磨，然后用对比例1的120#砂带打磨，然后用对比例2的180#砂带打磨，然后用对比例3的400#砂带打磨，得到的Ra、Rz数值。

第4组：先用60#砂带打磨，然后用对比例1的120#砂带打磨，然后用对比例2的180#砂带打磨，然后用对比例3的400#砂带打磨，还需要用800#的砂带打磨，然后用对比例4的1200#砂带打磨，得到的Ra、Rz数值。

第5组：第2组打磨后的需打磨产品再用实施例1的120#弹性砂带进行打磨，得到的Ra、Rz数值。

第6组：第3组打磨后的需打磨产品再用实施例1的120#弹性砂带进行打磨，得到的Ra、Rz数值。

第7组：第3组打磨后的需打磨产品再用实施例2的180#弹性砂带进行打磨，得到的Ra、Rz数值。

第8组：第3组打磨后的需打磨产品再用实施例3的240#弹性砂带进行打磨，得到的Ra、Rz数值。

上述8组实验中，每一种砂带打磨至Ra、Rz基本无变化时，更换目数更小的砂带。例如第一组中，先用60#砂带打磨至Ra、Rz的数值基本无变化时，然后用对比例1的120#砂带打磨至Ra、Rz基本无变化，并统计该数值

实验具体数据如表1所示。

表1

从第1组、第2组和第5组的数据中可以看出，现有技术中锋芒国产煅烧砂120#砂带打磨后的物件的Ra为115，Rz为884，180#日本野牛NCA870砂带打磨后的物件的Ra为30，Rz为219，不管再打磨多久，Ra、Rz都难以有较明显的下降。而本申请实施例中的120#的弹性砂带能够将180#的日本野牛NCA870砂带打磨后的物件打磨后的物件再进行进一步的打磨，Ra能下降到10，Rz能下降到54。说明本申请实施例中的120#的弹性砂带相对对比例1的120#砂带具有更好的打磨效果，打磨效果甚至超过了对比例2中180#砂带的的打磨效果。

从第3组和第6组的数据可以看出，现有技术中即使是用400#的砂带，打出来的物件的Ra也只能达到17，Rz为112，本申请实施例中在现有技术400#砂带打磨后依然能将Ra打磨至8，Rz打磨至50。说明本申请实施例中120#的砂带已经比现有技术中对比例3中的400#的砂带的打磨效果都要好很多。

从第7组和第8组的数据可以看出，本实施例的180#和240#的弹性砂带，在现有技术400#砂带打磨后，依然能够将Rz降低至34和28。说明本实施例的180#和240#的的弹性砂带相对于现有技术中400#砂带具有更好的打磨效果，打磨后的物件更加光滑平整。

从第4组、第5组、第6组和第7组的数据可以看出，现有技术中需要用到60#、120#、180#、400#、800#和1200#的砂带才能打出Ra为7，Rz为65的效果。但是采用本申请实施例的弹性砂带，仅需要先用60#砂带，再用本实施例120#弹性砂带就能实现Rz达到54的效果，节省了现有技术中的频繁更换砂带的技术问题。若是先采用60#、120#、180#、400#，再采用本实施例的180#和240#的弹性砂带，打磨出的Ra比现有技术中1200#的砂带打磨出的相当，甚至更好，Rz的数值更是好很多，本实施例的弹性砂带特别适用于精细打磨，节省打磨工序，具有较好的打磨效果。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种弹性砂带，其特征在于，包括由外至内的打磨层、粘接剂和基材，所述打磨层通过粘接剂粘附于所述基材上，所述打磨层包括打磨颗粒和发泡聚氨酯，所述打磨颗粒被所述发泡聚氨酯包覆；

所述打磨层沿厚度方向上具有多个磨削颗粒；

所述打磨层由多个磨削颗粒堆积而成，所述磨削颗粒包括聚氨酯以及包覆在聚氨酯中的打磨颗粒。

2.如权利要求1所述的弹性砂带，其特征在于，所述打磨颗粒和聚氨酯的重量比为0.1-3:1或0.5-1.5:1。

3.如权利要求1所述的弹性砂带，其特征在于，所述基材包括布基、纸基、复合基或海绵基材；和/或

所述打磨颗粒包括天然刚玉、石榴玉、白刚玉、棕刚玉、碳化硅、锆刚玉、人造金刚石和立方氮化硼中的一种或几种；和/或

所述粘接剂包括动物胶、半树脂、全树脂和耐水产品中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的弹性砂带，其特征在于，所述打磨层的厚度与所述打磨颗粒平均粒径的比值为5-30:1或5-20:1。

5.如权利要求1所述的弹性砂带，其特征在于，所述打磨层的厚度与所述打磨颗粒粒径的比值为5-20:1。

6.如权利要求1所述的弹性砂带，其特征在于，所述聚氨酯为弹性聚氨酯。

7.如权利要求1所述的弹性砂带，其特征在于，所述打磨颗粒包括第一打磨颗粒，所述第一打磨颗粒包括磨料和包覆于磨料外的有机物。

8.如权利要求7所述的弹性砂带，其特征在于，所述有机物包括环氧树脂、酚醛树脂或聚酰亚胺树脂。

9.如权利要求7所述的弹性砂带，其特征在于，所述打磨颗粒还包括第二打磨颗粒，所述第二打磨颗粒直接被所述发泡聚氨酯包覆所述第二打磨颗粒包括天然刚玉、石榴玉、白刚玉、棕刚玉、碳化硅、锆刚玉、人造金刚石和立方氮化硼中的一种或几种。

10.如权利要求9所述的弹性砂带，其特征在于，所述第一打磨颗粒和所述第二打磨颗粒的重量比为(50-80)：(20-50)。

11.一种打磨机器，其特征在于，包括砂带固定装置以及如权利要求1-10任一项所述的弹性砂带，所述弹性砂带固定于所述砂带固定装置上。

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