第一篇：解读砂轮在磨削加工中的堵塞现象
解读砂轮在磨削加工中的堵塞现象
磨削加工是一种历史悠久、应用广泛的金属切削方法。在国内，目前主要应用在传统刀具难以切削的硬质材料以及精度、表面质量要求高的零件的加工。随着大量新材料的出现和应用以及科学技术发展所带来的对零件精度、质量的新要求，磨削加工应用的增长幅度远超过其他传统加工方法。在国外，磨削加工已广泛地应用在毛坯直接加工，在很多方面取代了传统的切削方法，磨床的数量也达到机床总数的60％左右。磨削加工中，不仅磨粒的尺寸、形状和分布对加工起着重要作用，往往在加工韧性金属时，出现砂轮的急剧堵塞钝化，导致砂轮寿命过早结束，要避免砂轮堵塞钝化和由此产生的不利影响，研究砂轮的堵塞机理、过程十分有必要。
一、磨屑的形成
磨削过程是一个复杂的多因素、多变量共同作用的过程，其目的是通过切除一定量的工件材料获得较高表面质量和精度。砂轮是一个由磨料、结合剂经压坯、干燥、烧结而成的疏松体，其中的单个磨粒就是一把微小的切削刃，有很大的负前角和刃口钝圆半径。高速运动的磨粒经过滑擦、耕犁后切入工件。切削层材料有明显的沿剪切面滑移后形成的短而薄的切屑，这些磨屑在磨削区内被加热到很高的温度(如中碳钢材料可达到1200K以上)，然后被氧化和熔化，随后固化成微粒球体，在球体面上还有某些叉枝，这种球状磨屑是一种主要磨屑形式。磨削不锈钢时，通过扫描电子显微镜，发现大量球状磨屑，当然还伴随着带状、节状磨屑以及灰烬，这些磨屑有不少部分将会填充到砂轮气孔中，依附在磨料的四周，引起砂轮的堵塞，导致磨削精度下降，烧伤工件，缩短砂轮寿命。由于陶瓷结合剂的把持性比较好，很好的过度了磨料层和路基的粘合力，陶瓷结合剂金刚石砂轮在湿磨的情况下磨屑堵塞出现的概率很小。在今天的机械加工中陶瓷结合剂金刚石扮演着重要的角色。胜创超硬材料推荐您使用陶瓷结合剂金刚石刀磨砂轮、陶瓷金刚石磨钻石砂轮和粗磨金刚石复合片用的陶瓷结合剂金刚石砂轮。
二、砂轮堵塞的类型和机理
砂轮堵塞的类型有嵌入型、依附型、粘着型、混合型。
嵌入型堵塞是磨屑嵌在砂轮工作表面气孔处的堵塞状态。依附型堵塞是磨粒靠暂时的力量依附在磨粒切削刃的后刀面上的一种堵塞状况。粘着型堵塞是指磨削熔化后粘附在磨粒凸出切削刃的四周或粘结剂上。混合型堵塞是以上三种类型在某一微小部位的集合或层集。
嵌入型和依附型堵塞的机理
嵌入型和依附型堵塞属于磨屑机械性地填充在砂轮空隙中产生的堵塞现象。填充的动力来自两个方面，一个是外来的，一个是内在的，涉及到物理、电、热等方面的因素。
外来因素：磨削加工有一个很重要的特点，径向磨削分力Fy大于切向分力Fz，Fy/Fz≥2～10，工件材料愈硬，塑性愈小，Fy/Fz比值愈大，这样磨削区的磨屑在强大的正压力作用下，被机械地挤进砂轮表面的空隙里。从微观上分析，磨屑是沿磨粒前面滑出，磨粒前面的局部区域堆积着数层磨屑，在磨粒的后面，由于砂轮高速旋转的作用，形成一个气流旋涡区，旋涡区的空气压力显著减小，在负压作用下，使部分磨屑依附在磨粒的后面，形成磨粒后刀面的依附性堵塞，依附物多数是灰烬和微粒。
静电场的作用：砂轮与工件的相对速度是V砂远大于V工，普通磨床的V秒=3～50m/s，我国高速磨床磨削速度的成熟数值为50～80/s，国外的试验速度达200m/s～250m/s，工件的速度在1.5m/s以下。砂轮与工作相对运动时，在磨削区内，砂轮与工件表面将会因电子逸出的原因出现按一定规律排布的电荷。同时，磨削区内的气体也会因高温作用导致被激放电，使中性气体电离成正离子和电子。在磨削区某些小区域内形成了由砂轮和工件组成的小电场，在电场内，有中性原子、正离子、电子、杂质、粉尘，不仅有中性原子被电离的过程，还有正离子与电子复合的过程。在电场的作用下，部分磨屑将呈现极性，根据异性相吸原理，与砂轮极性相反的磨屑就被吸附在砂轮工作表面。由于电场强度很小，所以吸附力也很弱，磨屑在砂轮表面是不牢靠的，但借助于砂轮与工件之间较大的机械压力，使已吸附在砂轮表面的磨屑能稳定地嵌入砂轮表面的空隙之间。
粘着型堵塞的机理
磨削过程中的绝大部分输入功率转化为磨削热，使磨削点温度高达1200K以上，在如此高温作用下，磨削首先遇空气迅速氧化，形成低熔点的金属氧化物，接着这些金属氧化物在磨削区高温加热呈融化状态，覆盖在砂轮表面，当砂轮上的这部分表面再次参与磨削时，在磨削力的作用下，有的被挤开，有的强化，增加了与砂轮的亲和力和附着力，还有的被挤压粘附在工件表面隆起的沟槽表面中。通过多次随机磨削，磨粒四周将粘附许多磨屑，使磨削力增大，温度升高，由此形成恶性循环，加剧堵塞，直至磨粒破碎或脱落，这是熔化性粘结。
不同元素之间的化学亲和力是粘结性堵塞的又一重要原因。磨粒和被磨削材料在高温下接触，温度因素使它们活动能力增强，亲和力加剧，当具备一定条件时，就导致化学反映，使磨粒和磨屑在砂轮表面生成一种丧失切削能力的晶体。如刚玉类砂轮磨削钛合金时，磨屑很快地粘附在磨粒上，并有向四周蔓延和长大的趋势，清除磨屑后，仍有一些残留物粘附在磨粒周围，他们是氧、钛、铝的复杂化合物，这个过程说明发生了化学反应，方程式为3Ti+2Al2O3=3TiO2+4Al，生成物以TiO2为主，一些游离的铝分子，如改用碳化硅砂轮，堵塞会减轻，被磨削的工件表面质量也有所提高，这是因为钛和碳化硅的亲和力小，磨粒表面不仅零散分布着一些粘附物，这些粘附物再次进入磨削区时，大部分在摩擦、挤压作用下脱落。
三、砂轮自身对堵塞的影响
磨料
不同的磨料与工件材料的化学亲和力不同，磨削温度不同，磨削力不同，为了减少堵塞程度，不同的工件材料，应选用不同的磨料种类。用刚玉类磨料磨削铁碳合金，碳在空气中与氧气生成一层很薄的氧化膜，能有效地阻止工件与磨料之间的化学亲和作用，但磨削钛合金，堵塞则严重多了。磨料的热稳定性对堵塞也有举足轻重的影响，热稳定性好的磨料比热稳定性差的堵塞轻的多。如用立方氮化硼磨料磨削钛合金时，磨削效率比用白玉刚磨料砂轮提高几十倍。
磨料粒度 在组织相同的前提下，磨料愈细，砂轮单位周长内磨粒粒度数愈多，愈均匀，气孔的数目也愈多，但单个气孔的体积就愈小，在相同磨削参数下，细砂轮容易堵塞。在半精磨和精磨时，切入次数多，切入量小，温度低，堵塞轻，常选择细砂轮。在粗磨时，切入量大，磨削温度高，堵塞在孔隙的磨屑、熔结物多，应选择粗砂轮。
粘结剂与硬度
砂轮的硬度指磨粒脱落的难易程度，由粘结剂的强度予以保证，它们对砂轮堵塞影响较大。粘结剂强度愈高，砂轮硬度愈大，磨粒磨钝量就愈多，磨粒脱落前对工件的划擦、挤压愈加严重，磨屑更容易机械地填充到砂轮孔隙中去，砂轮空隙中的磨屑加剧了砂轮对工件材料的摩擦、挤压，同时磨屑在这个过程中得以强化，这个过程还伴随产生更多的摩擦热，摩擦热为粘结性堵塞提供熔结物。因此砂轮硬度越高，堵塞越严重。所以在磨削难加工工件材料时，应选择软一点的砂轮。
砂轮组织
砂轮组织反映了磨料、粘结剂、气孔之间的比例关系，组织愈密，气孔比例就愈小，切削刃间隔距离也愈小，砂轮更容易堵塞。含有53%磨粒的砂轮比含49.2%磨粒的平均堵塞量要高两倍，含45%磨粒的砂轮比含49.2%磨粒的平均堵塞量要少一半。在磨削难加工材料时应选择组织号为7-8级的砂轮。
四、磨削条件的影响
砂轮线速度
砂轮线速度的影响比较复杂，当砂轮从28.8m/s提高到33.6m/s时速度只提高了16%，而堵塞量增加了三倍。因为砂轮线速度的增加使磨粒的最大切深减小，切屑截面积减小，同时切削次数和磨削热增加，使得堵塞量增加。但是当砂轮线速度高到一定程度时(如达到50m/s以上)，砂轮的堵塞量反而大大下降。因此磨削加工时选择砂轮速度最好避开20m/s至50m/s这个速度。
工件速度
实验表明，工作速度提高一倍，砂轮堵塞量增加三倍。因为工件速度愈高，磨粒负荷愈大，磨粒切入深度就愈浅，切屑截面积变小，当磨削厚度增大，磨粒钝化加重，加大砂轮对工件磨削层的挤压，相当于砂轮特性变硬，因而会加剧砂轮的堵塞。
磨削方式
在磨削方式上，凡是增大砂轮与工件接触面积的磨削均会加剧砂轮的堵塞。这是因为砂轮与工件接触面积大，磨粒切削刃会在同一磨痕上多次划擦，使工件上磨削层强化加剧，冷却液又难以进入磨削区，磨削热量多、温度高，为堵塞创造条件，易产生化学粘着性堵塞和嵌入性堵塞。如端磨比周磨易堵塞，横向切入磨削比纵向磨削堵塞严重。
径向切入量
径向切入量对砂轮堵塞的影响呈驼峰趋势。当径向切入量较小时，(ap＜0.01mm)产生堵塞现象，随着切入量的增加，平均堵塞量也增加，当切入量大到一定程度(ap=0.03mm)时，堵塞量又呈减小趋势，之后随着切入量的继续增加(达ap=0.04mm)时，堵塞量又急剧上升。
磨削液 不同的磨削液对磨削效果影响很大，目前通用的乳化液含有大量矿物油和油性添加剂，稀释后呈水包油乳白色液体，它的比热容和导热系数小，在剧烈摩擦过程中很容易造成砂轮与工件间的粘附磨损和扩散磨损，使砂轮堵塞，磨削力增大，最后引起磨料过早破碎和脱落，使磨削比降低。因此，选用优良的磨削液对改善磨削性能有重要作用。
总之，砂轮的粒度、硬度、组织、砂轮的速度、工件的速度、磨削方式、切削深度及磨削液等是磨削过程中诸现象及磨削结果的重要参数。因此，对影响砂轮堵塞等各种因素进行分析研究，对磨削用量等参数进行单因素、多因素实验，建立优化合理的磨削参数并总结出规律，是指导生产的一种有效方法，也是磨削加工技术中应该重点研究的内容之一。
第二篇：磨削加工中砂轮排屑难题探讨
磨削加工中砂轮排屑难题探讨
磨削加工是一种应用广泛的金属切削方法，主要加工传统刀具难以切削的硬质材料以及表面质量、尺寸精度要求高的材料。随着大量新材料的出现和运用对零件精度、质量的要求，磨削加工应用的增长幅度超过其他传统加工方法。磨削加工中，磨粒的尺寸、形状和分布对加工起着重要作用，但在加工韧性金属时，出现砂轮急剧堵塞钝化，导致砂轮寿命缩短，为避免砂轮堵塞钝化和产 生的不利影响，分析砂轮堵塞机理、成因非常必要。
1.磨屑的形成磨削过程是通过切除一定量的工件 材料获得较髙表面质量和精度，常用刀具为砂轮。砂轮是由磨料、结合剂经压坯、干燥、烧结而行成的疏松体，其单个磨粒就是一把微小的切削刃，有很大的负前角和刃口钝圆半径。高速运动磨粒经过滑擦、耕犁后切入工件，切削层材料有明显的沿剪切面滑移后形成了短而薄的切屑，这些磨屑在磨削区内被加热到很高的温度，然后被氧化和熔化，而固化成微粒球体，在球体面上还有某些叉枝，是一种主要磨屑形式。磨削耐酸不 锈钢Cr20Ni24Si4Ti时，发现大量球状磨屑，还伴随着带状、节状磨屑以及灰烬, 这些磨屑有不少部分将会填充到砂轮气孔中，依附在磨料的四周，引起砂轮的堵塞，导致磨削精度下降，烧伤工件，缩短砂轮寿命。
2.砂轮堵塞的类型和机理分析
2.1砂轮堵塞的类型
砂轮堵塞的类型有嵌入型、粘着型和混合型。嵌入型堵塞是磨屑嵌塞在砂轮工作表面空隙处的堵塞状态;粘着型堵塞是磨屑熔结在磨粒及结合剂上的堵塞状态;混合型堵塞是既有嵌入型堵塞又有粘着型堵塞。
2.2嵌入型堵塞的机理分析
外来因素：磨削加工有一个很重要的特点，一般Fy/Fz大于2?10,工件 材料愈硬，塑性愈小，比值愈大，磨削区的磨屑在强大的正压力作用下，被机械挤进砂轮表面的空隙里。磨屑是沿磨粒前面滑出，磨粒前面的局部区域堆积着数层磨屑，在砂轮高速旋转的作用，磨粒后面形成气流旋涡区，旋涡区的空气压力显著减小，在负压力作用下，使部分磨屑依附在磨粒的后面，形成磨粒后刀面的依附性堵塞，依附物多数是灰烬和微粒。
静电场的作用：在磨削区某些小区域内形成了有砂轮和工件组成的小电场，在电场的作用下，部分磨屑将呈现极性，根据异性相吸原理，与砂轮极性相反的磨屑就被吸附在砂轮工作表面。借助于砂轮与工件之间较大的机械压力，使己吸附在砂轮表面的磨屑能稳定地嵌入砂轮表面空隙之间。
2.3粘着型堵塞的机理分析
熔化性粘结：磨削过程中绝大部分输入功率转变为磨削热，使磨削点温度高达1200k以上，磨屑遇空气快速氧化，形成低熔点的金属氧化物，在磨削区高 温加热呈熔化或微熔状态，覆盖在砂轮表面，当砂轮上这部分表面再次参与磨削时，在磨削力的作用下被挤开或强化，增加了与砂轮的亲和力和附着力，有的被挤压粘附在工件表面隆起的沟槽表面 中。通过多次随机磨削，磨粒四周粘附许多磨屑，使磨削力增大，同时温度升高, 由此引起恶性循环，加剧堵塞，直至磨粒破碎或脱落。
化学性粘结：不同元素之间的化学亲和力是粘结性堵塞的又一重要原因。磨粒和被磨削材料在髙温下接触，温度因素使它们活动能力增强，亲和力加剧，当具备一定条件时就导致化学反应，使磨粒和磨屑在砂轮表面生成一种丧失切削能力的晶体。
3.砂轮自身对堵塞的影响
3.1磨料种类
不同砂轮堵塞程度差别很大，从减少堵塞程度，改善磨削效果来看，不同的工件材料，应选用不同的磨料种类。如果选用的磨料不能适应工件材料的磨削性能，就容易产生急剧堵塞，使加工无法正常进行。如用刚玉类磨料磨削铁碳合金，碳在空气中与氧气生成一层很薄的氧化膜，能有效地阻止工件与磨料之间的化学亲和作用，但如磨削钛合金，堵塞则严重的多。有的工厂磨床上的砂轮久用不换，能磨万物，好似节约、方便，实际上损失了效率和精度。
3.2磨料粒度
磨料粒度对砂轮堵塞有一定影响，一般来说细粒度比粗粒度容易产生堵塞现象。因为细粒度砂轮的孔隙容积和磨屑截面积都小，细粒度砂轮的切刃数增加，切屑也多，加上磨削温度升高等原因，在切入次数较小的范围内，细粒度砂轮容易堵塞。随着切入次数的增多，粗粒度的砂轮与细粒度砂轮相比，切入的深度要大，磨粒切刃磨损量就大，且磨削温度上升，在孔隙里的切屑熔结物就增多。到一定次数后，粗粒度砂轮的堵塞量反而要超过细粒度砂轮的堵塞量。半精磨和精磨时，切入量小，温度低，堵塞轻，选择细砂轮;粗磨切入量大，温度高，堵塞在空隙的磨屑、熔结物多，选择粗砂轮。
3.3砂轮的硬度
砂轮的硬度指磨粒脱落的难易程度，由粘结剂的强度予以保证。粘结剂强度愈高，砂轮硬度也愈大，磨粒磨钝量就愈多，磨粒脱落前对工件的滑擦、挤压愈加严重，磨屑更容易机械地填充到砂轮空隙中去，同时还伴随着产生更多的摩擦热，摩擦热为粘结性堵塞提供熔结物。因此砂轮的硬度对堵塞量影响较大，砂轮越硬，堵塞量越大。一般情况下，砂轮硬度选用G?H,在一些难加工的材料中，也采用D?0的硬度。
3.4砂轮组织
砂轮组织反映了磨料、粘结剂、气 孔三者之间的比例关系。砂轮组织越密，工作得磨粒数越多，切削刃间距离变小，砂轮更容易堵塞。含有45%磨料的砂轮比含49.2%磨粒的平均堵塞量要少一半;含有53%磨料的砂轮比含49.2%磨料的砂轮磨削工件的堵塞量高二倍。在磨削难加工 材料时应选择组织号为7至9号的砂轮，大气孔的砂轮就大气孔砂轮效果较好。
4.磨削条件的影响
4.1砂轮线速度
砂轮线速度的增加使磨粒的最大切深减少，切屑截面积减小，同时切削次数和磨削热增加，这两个因素均使堵塞量增加，但是当砂轮线速度高达一定程度时(如达50m/s以上)砂轮的堵塞量反而大大下降。在生产中磨削不锈钢、高温合金时，50m/s砂轮速度比30m/s砂轮的堵塞量减少30%?100%。因此，在磨削难磨材料时，要么采用低于20m/s 的速度，要么采用高于50m/s的速度，选在其之间的磨削速度对砂轮的堵塞是很不利的。对于各种工件材料来说，各有一定的其堵塞量小的临界砂轮速度值。
4.2工件速度
工件的速度对砂轮堵塞程度的影响，与切削条件中其他因素有密切关系。工件线速度提高一倍，砂轮堵塞量增加三倍。这是因为工件速度越高磨粒切入深度就越浅，切屑截面积变小，相当于砂轮特性变硬，故容易引起砂轮堵塞。
4.3磨削方式
切入磨削比纵向磨削堵塞严重。在切入磨削时，砂轮与工件间接触面积大，磨粒切削刃在同一条磨痕上要擦过几次，磨削液进入磨削区困难，磨削时热量高，易造成堵塞。纵磨接触工件材料的是砂轮一侧缘，当磨损面增大到一定程度时，在磨削力作用下磨粒破碎、断裂，实现自锐。大多数磨粒能处于锋利状态下工作，使磨削力和磨削热相对来说较低。同时，受磨削力和磨削热影响区的相当 一部分可以顺纵磨方向排出到工件之外，故降低了发生化学粘附的可能性。
4.4径向切入量
径向切入量对砂轮堵塞的影响呈驼峰趋势。当径向切入量较小时(ap<0.01mm),产生堵塞现象，随着切入量的增加，平均堵塞量也增加，当切 入量增大到一定程度(ap=0.03mm)时，堵塞量又呈减少趋势，之后随着切入量的继续增加(达到ap=0.04mm)时，堵塞量又急剧上升。在磨削难磨材料时，控制最后一次径向切入量，对于提高工件的表面质量和精度是至关重要的。
4.5磨削温度
磨削时，凡是增加磨削热、导致磨削温度升高的因素，都会加剧砂轮的堵塞，堵塞形式主要是粘结型堵塞，当然也伴随着扩散型堵塞。
4.6砂轮修整速度
砂轮修整速度对堵塞有明显影响，当砂轮修整速度低时，砂轮工作表面平坦，单位面积内有效磨刀数增加，使切屑的截面积变小，切削数量增多，故容易产生堵塞。当砂轮修整速度髙时，砂轮工作面变粗，有效磨粒数减小，在砂轮表面出现凹部，起到孔隙作用，切屑易被冲走，熔结物容易脱落。
5.结语
砂轮堵塞是磨削加工中的普遍现象，无论加工条件选择得如何合理，要完全防止堵塞是不可能的，只是程度上有所不同。砂轮种类和加工条件对砂轮堵塞 有较大影响，但最主要的是被加工材料 的物理、力学性能和有无磨削液。
6.选择美高研磨机，减轻砂轮堵塞。
研磨机优势：
1.可以任意调整钻头切削刃的后角角度。2.可以任意调整钻头横人的大小和角度。3.可以任意调整每次研磨钻头的研磨量。4.有微调功能，可满足不同的加工需求。
5.一机两用。既省刀钱又省机钱，开创了钻头精准快速研磨的先河。6.刀具可再生研磨，重复利用，节省刀具成本70%以上。
7.研磨角度精准可控，切削阻力小，机载负荷轻，主轴寿命长。
8.研磨精度高，可确保加工精度及余量的均匀度，延长精加工的刀具寿命。9拥有正反转功能，减轻排屑阻碍
深圳市美高精密工具有限公司
深圳市宝安区松岗镇松明大道136号5F
第三篇：液氮冷却在切磨削加工中的应用
液氮冷却在切磨削加工中的应用
在机械加工中普遍使用的切削液具有润滑、冷却、清洗及防锈等作用，对提高切磨削加工质量和效率、减少刀具磨损等有着显著效果，取得了巨大的经济效益。
随着机械加工业的发展，人们开始大力发展先进制造技术，使机床切削速度更快，切削负荷更大、切削温度更高，同时不断有新工艺出现来适应新材料的加工，这都需要新型的高性能切削液满足加工要求；但更重要的是，环境保护和人类自身健康越来越为人们注意的焦点，清洁生产、绿色制造已成为发展先进制造技术的主题之一。实践表明，普通的切削液对生态环境和人类自身会造成诸多不良影响，已难以适应清洁生产和绿色制造的要求。
因此，现代切削液技术出现了一些新的发展特点，首先是在研究开发新的切削液时，强调了长寿命、低毒和低污染，并朝着环保型切削液发展，其废液经处理后可完全降解，不会对自然界产生危害；其次是大力干切削(切削时不用切削液)的研究，扩大其使用范围；还有就是努力寻找传统切削液的替代品。用液氮作为冷却液进行低温加工，就是一项引起广泛重视的研究成果。
一、液氮冷却低温切磨削加工的特点
利用液氮进行低温(超低温)切削加工，就是利用液氮使工件、刀具或切削区处于低温冷却状态进行切削加工的方法。它可分为两种形式应用：一是直接应用，即把液氮象切削液一样直接喷射到切削区；二是间接应用，在切削加工中用液氮冷却刀具或工件。
机械材料的切削加工与其机械性能密切相关，而后者往往随温度的变化而不同。例如温度升高时，材料的硬度下降，强度降低；温度降低时，材料则变脆，塑性减小，有些金属材料存在明显的冷脆现象，即当温度降低到某一临界值时，材料无明显的塑性变形而产生脆性断裂的特性。材料发生冷脆现象时，其韧性大大降低，致使塑性急剧减小，当然变形所需之功也会减少。正是利用材料的低温脆性和低温介质，低温切削技术主要有三大特点，一是可改善难加工材料的切削加工性；二是能提高工件的加工精度和表面质量；三是能延长刀具寿命。这主要因为工作温度低，改善了材料的切削加工性，切削力降低，切削热又被迅速带走，刀具则始终在较低温度下工作。
二、液氮冷却的应用
近年来，国外在这方面的研究已取得迅速的发展，并开始用于生产。国内在开发这方面的试验研究，并取得了一些进展。主要应用在以下几方面：一是具有 低温脆性的钢铁等材料的切削加工；二是对一些难加工及很难加工的不锈钢、钛三是解决了一些非金属材料及复合材料难加工问题。1.液氮冷却的直接应用
即将液氮作为切削液直接喷射到切削区。氮气是大气中含量最多的成分，液氮作为制氧工业的副产品来源十分广阔。使用液氮作为切削液，应用后直接挥发成气体返回大气中，没有任何污染物，从环保方面看，是一种很好的切削液替代品。
美国怀特州立大学S.Y.Hong博士为首的课题组，在解决了液氮从贮存罐到切削区流动过程中的液氮挥发问题后，在液氮冷却超低温状态下，对车削加工方法进行了广泛的研究。他对某些刀具材料的超低温下切削性能实验研究结果表明，在液氮冷却加工状态下，硬质合金材料能保持其抗弯强度、断裂韧性和耐冲击强度，其硬度随温度的降低而增大，因此硬质合金刀具材料在液氮冷却中能够保持其优良的切削性能，并且和在常温下一样，其性能决定于粘结相的数量。对于高速钢，随温度的降低，其硬度增大而抗冲击强度降低，但总体上能保持较好的切削性能。他对一些材料在低温下提高其切削加工性进行了研究，选用了低碳钢AISI 1010、高碳钢AISI 070、轴承钢AISI E52100、钛合金Ti-6Al-4V、铸造铝合金A390五种材料，实验研究表明：由于低碳钢表现出良好的低温脆性，低温切削可获得理想的加工效果；对于高碳钢和轴承钢，应用液氮冷却可抑制切削区温升和刀具磨损速度；在切削铸造铝合金时，应用低温冷却可提高刀具硬度和刀具抗硅相磨粒磨损能力，在加工钛合金时，同时低温冷却刀具和工件，可有效地降低切削温度和减少钛和刀具材料之间的化学亲和力。总之，都获得较好的加工效果。
一般来说，由于刀具磨损极其严重，金刚石刀具不能用来加工黑色金属。美国一学者采用液氮冷却加工系统对不锈钢用金刚石刀具进行车削加工，由于低温抑制了碳原子的扩散和石墨化，大大减少了刀具磨损，并取得了极好的加工质量，其表面粗糙度达到Ra25nm。
磨削加工时会因磨削区高温常常对工件表面造成热损伤，如烧伤、微裂纹等。为有效解决这些问题，印度工学院S.Paul对液氮超低温磨削五种常用钢材进行了研究，结果表明：正确合理地使用液氮冷却，可有效控制磨削区温度，使磨削温度保持在材料发生相变温度之下而不发生磨削烧伤；并且在材料塑性增大和就较大进给量情况下，这种效果更加显著。
对于非金属材料和复合材料的液氮冷却切削加工，国外也开展了广泛研究。如KFRP(Kevlararamind fiber reinforced plastics)一种高强度/重量比、耐疲 合金、高强度钢、高强度耐热合金等材料低温切削，可显示其独特的优越性； 劳的复合材料，用传统切削方法加工非常困难，限制了这种材料的使用。新西兰学者对其进行超低温冷却加工，使用液氮不间断冷却(0.4～0.5l/min)，极大的改善了这种材料的切削加工性，不但获得了满意的加工表面质量，还在很大程度上延长了刀具寿命。采用低温切削热固性塑料、合成树脂、石墨、橡胶和玻璃纤维等材料时也均显示出良好的切削性能。
由此可见，在有关法规越来越严格，切削液使用和处理费用日益升高的情况下，液氮确实是一种未来切削加工中比较有效和经济的切削液替代品。
2.液氮冷却的间接利用
主要是刀具冷却法，即在加工中不断地冷却刀具，使切削热快速从刀具上、特别是刀尖处被带走，刀尖始终保持在低温状态下工作。美国林肯大学的学者，利用山特维克公司生产的一种配备新型冷却系统的CBN(PCBN)刀具进行试验研究，这种刀具是在车刀上部的方盒内储存液氮，由进口输入，从出口流出。试验表明，液氮冷却时，车刀切削寿命延长10倍，磨损降低1/4，并可获得较小的表面粗糙度。
还有一种特殊的间接利用方法为喷气冷却。日本一些学者研制出喷气冷却系统，系统使用的冷却气体是由液氮在热交换器中冷却过的，其温度低于-50℃。冷却气体直接喷射于磨削点。实验发现磨削后工件材料的残余压应力比使用磨削液磨削要大，而且残余压应力的分布区域也变宽了。而残余压应力可提高零件的抗疲劳寿命，对一些零件，如飞机零件等十分重要。采用固体润滑剂处理过的CBN砂轮，或加工中添加极少量(10l/h)的超精植物油，可在加工中起到较好的润滑作用。
三、结论
利用一些钢铁材料的低温脆性，进行液氮低温切磨削加工，可提高其切削加工性，提高加工质量。
把液氮作为切削液直接应用，可显著降低切削温度，提高加工精度和表面质量，延长刀具(砂轮)使用寿命，液氮是一种未来切磨削加工中比较有效和经济的切削液替代品。
使用液氮冷却低温(超低温)加工，解决了一些难加工金属材料、非金属材料和复合材料的难加工问题。
利用液氮冷却切磨削加工时，需使用一些润滑剂解决切屑形成过程中润滑性差的问题；同时工件上新生的金属表面具有极强的化学活性，暴露在空气中均会很快生锈，因此，还需使用一些防锈剂来防止工件、机床生锈。
第四篇：对在金属平面加工中推广砂带磨削应用的讨论（共）
对在金属平面加工中推广砂带磨削应用的讨论
随着涂附磨具的日益完善和现代金属加工业的飞速发展，砂带平面磨床鉴于具有加工大尺寸工件、应用范围广、适应性强、操作安全方便、加工精度高、高效节能、降低粉尘污染等优点，已经广泛应用于当今工业界的各行各业，尤其宽幅面砂带平面磨床正以其独特的加工特点，冲击着铣、刨等传统的加工技术，应该加大其在金属平面加工中的推广力度。（注：对于宽幅面的定义，业界也没有严格意义上的标准规定，笔者自定义为加工宽度等于或大于400mm的砂带磨床称宽幅面砂带平面磨床。）
下面，笔者从几个方面分析一下砂带磨削在金属平面加工中的应用推广状况。
一、目前在金属平面加工中应用砂带磨削的概况
从金属平面加工的工艺分析，砂带磨削目前主要有以下四个方面的应用：
1.1大平面金属板材表面的去余量加工
此类砂带平面磨床为重型定厚强力磨削类型，主要针对金属中厚板材的去余量加工，在消除板材表面的氧化皮、电镀层、锈蚀等因素的同时，还要保证板材的厚度精度和表面粗糙度。
此类砂带平面磨床一般为重型湿式加工方式，送料驱动结构必须功率大，结构敦实可靠才行，可采用龙门铣的送料结构，或采用辊式送料，而且上下送料辊为双动力夹送为宜。
意大利IMEAS公司代表世界重型砂带平面磨床的顶级水平，另外生产的公
司还有美国的Timesaver公司和美国的ACME公司 等。（图1为美国Timesaver 公司制作的重型龙门砂带磨床）
图1 1.2 金属板材表面的精细磨削及抛光
此类砂带平面磨床追求的是工件表面良好的粗糙度，同时要消除金属
板材表面的缺陷（砂眼、凹坑、划伤、粘结物等），磨削掉机加工工件所
留下的刀痕和毛刺，保证达到工件的厚度精度要求。
随着砂带和砂带磨床制作质量的提高，砂带平面磨床已跨入高效、强力、精密和超精密加工的行列，其在金属加工各行各业的应用已无处不在，加工工件的厚度公差可达±0.015mm，表面粗糙度Ra可达0.04μm。
此类砂带平面磨床根据不同金属工件的加工工艺要求分为干式和湿式
两种加工方式，工件的送料方式一般为带式驱动。送料输送台通常采用刚
性强、平面度高的铸件或花岗岩，以保证工件的加工精度。
德国的steelmaster、德国的Weber、美国的timesaver、意大利的costa 等公司是世界上生产精细砂带平面磨床比较知名的公司。（图2为德国 steelmaster公司干式和湿式系列精细砂带平面磨床）
图2
1.3 金属平板和卷板的磨砂、拉丝及抛光
（注：所谓磨砂的概念即为装饰板材的精细磨削，是市场上客户的定
义，例如经过砂带磨削过的不锈钢表面称为“磨砂面”）
此类砂带平面磨床主要追求的是金属板材表面加工后的丝纹效果，板材经此加工后，会呈现自然的金属光泽，而且表面不易划伤。有的金属
板材加工的目的是拉毛表面，以利于下道涂装工序。有的热轧钢带的磨砂
处理是为了改善热轧钢带板型，消除板面缺陷和去除氧化皮等工艺目的。
此类砂带平面磨床有砂带磨砂单元、砂带拉丝单元、无纺布辊拉丝单元等组成，分为干式加工和湿式加工两种方式。砂带磨砂单元可形成短丝（又称NO.4或雪花丝），砂带拉丝单元可形成长丝（又称HL）, 无纺布辊拉丝单元也是形成长丝（又称SB纹），不同单元的组合又可以形成混合丝纹，细的磨料的砂带和无纺布拉丝辊可对板材进行抛光。
由于宽幅面砂带及无纺布拉丝辊在整个宽度上都能够最大限度的与板面相适应，故金属板材表面非常适合于砂带的连续磨砂、拉丝和抛光，被加工的板材通常作为装饰板材广泛用于不锈钢橱具、电梯行业、电子行业、防盗门、食品机械、医疗机械、化工机械、建筑装潢业、汽车及飞机制造业等。
意大利IMEAS公司、德国的BREUER公司、美国的timesaver公司是此类砂带平面磨床的典型代表。（图3为意大利IMEAS公司的不锈钢卷板磨砂拉丝生产线）
图3
1.4金属剪切件、切割件和冲压件的去毛刺
此类砂带平面磨床追求的是成型板材二次加工后的光滑无毛刺效果。此类砂带平面磨床是砂带磨削单元、辊刷单元、立式盘刷单元等多种加工单元组合组成而成的机床，砂带磨削单元可以去掉板材表面突起而尖锐的毛刺，不同的辊刷单元和立式盘刷单元将工件周边和孔口处的锐边倒钝倒圆，同时还可以将激光、等离子及火焰切割面所形成的氧化皮扫掉。总之，不同加工单元的相互组合可以解决客户不同金属板材的去毛刺需求。随着钝金加工业的高速发展，数控高效的冲床、激光切割机、等离子和火焰切割机、剪扳机所生产的大量的钝金件需要打磨处理，人工打磨成本高、效率低，而高效节能的砂带去毛刺磨床填补了这一空白，其发展潜力和需求是巨大的。德国的ERNST、德国的steelmaster、德国的Weber、美国的timesaver、意大利的costa等公司是世界上生产去毛刺砂带平面磨床比较知名的公司。（图4为德国ERNST公司去毛刺系统）
图4
二、我国目前金属砂带平面磨床产品的概况
2.1 在砂轮平面磨床基础上发展的砂带平面磨床
鉴于常规的砂轮平面磨床无论是在加工效率方面，还是在加工精度方面，抑或是在加工成本方面，都无法与当今的砂带平面磨床相比，所以砂轮平面磨床的生产厂商纷纷开始在砂轮磨床的基础上研制砂带平面磨床。
一种是在普通砂轮平面磨床开发的砂带平面磨床形式，其宽度一般小于400mm，可以为单个磨头，也可以由多个独立的磨头组合而成，磨头的多少由工件的去除量和表面粗糙度的要求而定，其送料方式为带式送料，对于短小工件可以在对应于磨头的输送带底下加上电磁吸铁，这类磨床的加工对象多为刀剪产品和五金平板类工件。在国内新乡特种机床制造有限公司开发的比较早，引进日本电友株式会社的全套技术，结合我国具体情况开发设计而成，另外生产的公司还有浙江中星机械科技有限公司和广东阳江国浩机械制造有限公司等。（图5为台湾倢锋机械有限公司的五磨头砂带磨床）
图5 另一种形式是在龙门砂轮磨床的基础上开发的砂带平面磨床，可以加工宽度大和重量大的金属板材。（图6为重庆三磨海达磨床有限公司生产的砂带平面磨床）
图6
目前，在砂轮磨床上发展砂带磨床，其外圆砂带磨床的开发占主流，而砂带平面磨床由于对砂带磨削经验的缺乏及客户对其不了解，所以其开发的力度缓慢，还没有形成规模。
2.2 在木工砂带磨床基础上发展的金属砂带平面磨床
木工砂带平面磨床俗称木工砂光机，国内早在上世纪70年代末就开始制造使用，由于金属砂带平面磨床与其结构原理一致，故在木工砂光机基础上发展金属砂带平面磨床是一种快速研制开发的捷径。
金属磨削与木材砂光的工艺有很大的区别，只有对不同金属工件的磨削工艺进行详尽的分析研究，才能进一步确定好砂带磨床的技术参数和结构，如散热问题、湿式加工的防锈问题、厚度低于0.3mm的薄板类板材磨削问题、长度小于100mm的短小工件的加工问题、湿式加工的磨削液过滤问题、重型磨削的砂带选择使用问题、质量大的中厚板材的送料驱动问题等等都与木材加工不同，如果只将木工砂光机的经验照搬照抄过来，应用于金属加工，其机床的稳定性和可靠性肯定不行。
目前，木工砂光机制造企业根据客户的需求也改造了一些金属砂带平面磨床，但是跟风者多，潜心研究务实者少，在重型定厚磨削和精细磨削方面的开发最初往往都以失败而告终，大部分砂带平面磨床生产商只停留在中低档次的磨砂、拉丝、去毛刺等领域。
国外知名的宽带砂光机制造公司基本上都分为木材砂光和金属磨削两个方面，而且基本上都是将木材砂光工艺逐渐渗透应用于金属加工领域，国内的木工砂光机生产企业非常多，相信在不久的将来金属砂带平面磨床制造公司会象雨后春笋一样层出不穷。
2.3 从仿制逐渐进步到自主创新
从仿制逐渐进步到自主创新是国内砂带平面磨床制造企业所必走的捷
径之路，没有仿制就意味着要付出更多的代价，没有自主创新就没有企业自
己的特色。
砂带平面磨床的自主创新受到两方面的制约，一是受机床制造工艺的制约，二是受国内金属加工业多种多样的工艺要求的制约。从制造工艺讲，国外砂带磨床的零部件是用先进的数控加工中心制作而成，而国内企业还在用五六十年代的旧机床来加工，其零部件的加工精度不是一个级别，由此而生产出的砂带磨床自然也就差别很大。从金属表面加工工艺讲，必须了解清楚是什么材质的工件，工件的外型尺寸是多少，加工去除量是多少，厚度精度和粗糙度有何要求，是湿式加工还是干式加工等等，这样才能确定细节完善的制造方案，而只用一种仿制的砂带磨床去应对各种各样的金属表面加工是不行的。
自主创新需要付出艰苦的努力，并耐心坚守以完成经验的积累才能成功。以金属重型湿式砂带平面磨床研制而言，必须具备重型磨削、金属磨削、湿式磨削三方面的经验才能堪称制作完美，而经验的积累需要时间，需要和客户的配合，需要经济的支持，需要在失败中总结提升。
目前国内的金属砂带平面磨床制造企业已陆续创新了一些独具市场特色的个性化产品，青岛新凯德机械制造有限公司开发的重型湿式砂带平面磨床、佛山吉力佳机械有限公司开发的五轴砂带直纹拉丝机、杭州祥生砂光机制造有限公司开发的不锈钢卷板磨砂拉丝生产线等都是自主创新的典型案例。（图7为青岛新凯德机械制造有限公司的重型湿式砂带平面磨床）
总之，砂带平面磨床制造企业只有开发研制出属于自己的通用化、系列化产品，无论在产品的质量上，还是在产品的价格和服务上都要达到客户的满意，才能胜人一筹，才能适应金属加工业多品种、小批量的市场需求，才能寻找出适合自己生存的市场空间，才能立于不败之地。
图7
2.4 目前我国金属砂带平面磨床制造企业的数量和分布情况
目前我国砂带平面磨床制造企业的分布主要集中在珠江三角洲、长江三
角洲、重庆和青岛四大区域。
在珠三角砂带平面磨床制造企业主要集中于东莞和佛山，生产小型砂带 机和宽度小于600mm的砂带平面磨床企业非常多，像东莞市钜铧机械有限公司和佛山市南海盐步嘉欣荣机械厂是较为典型的代表，这些企业为五金家具、道具、水暖洁具、运动器材、餐厨具、电子电器、机柜等的打磨、拉丝、抛光提供了价格低服务好的各种各样的砂带磨床（图8为佛山市南海盐步嘉欣荣机械厂湿式砂带磨床）。佛山是国内较早不锈钢板的加工销售基地，禅城区志辉不锈钢制品厂占天时地利之便，是国内自主研发不锈钢磨砂机、拉丝机、抛光机的最早的企业，其产品已渗透到全国不锈钢板加工业的各个角落，佛山吉力佳机械有限公司也紧跟其后，在木工砂光机的基础上开发出不锈钢磨砂、拉丝的系列化产品。
图8
在长江三角洲宽幅面砂带平面磨床生产企业的典型代表为江苏天马通
用设备有限公司和杭州祥生砂光机制造有限公司。由于无锡是国内比较大的不锈钢加工销售基地，所以江苏天马通用设备有限公司借天时地利之便
迅速开发设计出了不锈钢磨砂拉丝的系列化产品，在不锈钢加工领域占领
一席之地。杭州祥生砂光机制造有限公司早在上世纪末就已经开始系列化
的研制开发金属砂带平面磨床，其产品的品种、规格较多，渗透金属加工
业的区域也较广。苏州意码斯砂光设备有限公司和苏州苏福马机械有限公
司是国内生产重型木工砂光机的知名公司，但并没有具体的研制开发系列
化的金属砂带平面磨床。在昆山台湾的一些砂光机生产厂商根据国内金属
加工业客户的需求，在逐渐生产一些金属砂带磨床。在无锡有几家砂带机
厂商生产一些小型砂带平面磨床。
重庆地区在三磨海达磨床有限公司的影响和推动下，产生了一些砂带
磨床生产公司，但砂带磨床主要以外圆磨削居多，而砂带平面磨床的生产
是在窄砂带的基础上研制的，比宽幅面的效率要低。这一地区是国内推广
砂带磨削工艺最早的地区，也是最有影响力的地区。
山东青岛是生产木工宽带砂光机的基地，许多厂商根据客户的要求也
生产了一些金属平面砂带磨床，但品种单一，技术质量不完善，渗透区域
有限。从长远来看，这一地区是金属砂带平面磨床发展最有潜力的地区。青岛新凯德机械制造有限公司是青岛市最早系统化研制开发金属砂带平面磨床的企业，在金属板材的重型定厚磨削、精细砂光、磨砂拉丝、去毛刺等方面已拥有非常成熟的经验和技术，并开发了一系列的小型砂带机。在碳钢板、压合钢板、不锈钢板、镁铝合金、钛合金、钽铌板、铜铝板等表面处理领域，都已经渗透进去。
总之，目前我国金属砂带平面磨床制造企业的数量还是比较多的，但
宽幅面金属砂带平面磨床的系统化研制开发的公司还是屈指可数，需要大
力发展和推广。
三、对推广金属砂带平面磨削工艺的思考
3.1砂带的分类及使用方面的思考
砂带有磨料、粘结剂、基材三者构成。磨料有碳化硅、氧化铝、棕刚
玉、锆刚玉、陶瓷、金刚石等不同，同时又有不同粒度之分；粘结剂有酚
醛树脂、尿醛树脂、动物胶等分类；基材有布基、纸基等区别，同时还有
厚薄、抗拉强度大小之分，所以砂带种类可谓是五花八门。
在中厚板材的去余量加工中若使用普通的碳化硅和氧化铝砂带加工，砂带磨削很短时间就会钝化，只有使用粗粒度的锆刚玉和陶瓷磨料的砂带才能去余量大、效率高、寿命长。
在板材的精细磨光中若使用自锐性强的普通砂带加工，就会因砂带掉砂易形成竖的亮线，影响板材的表面光洁度，而且砂带使用寿命很低，若使用德国VSM的堆积磨料砂带、德国Hermes 的空心球砂带、日本野牛的软木砂带来加工，那么无论其使用寿命，还是磨削效果就大不一样。
在板材的拉丝抛光方面，应选择植砂均匀牢固、基材柔软抗拉、粒度适合的砂带，以保证板材拉丝均匀、抛光细腻。
在去毛刺方面，应选择强力磨削、精细磨削与抛光等不同的砂带进行搭配，才能达到工件去毛刺、倒钝倒圆和抛光的最终要求。
砂带制造厂商根据不同金属板材的磨削工艺要求生产出不同类别的砂
带，促进了砂带磨床的发展，砂带磨床生产企业必须选择性价比适合的砂
带与磨床相配，才能提高砂带磨床的性能，赢得客户的信任。
3.2 砂带平面磨床制造方面的思考
要想提高加快砂带磨床磨削工艺的推广，提高砂带平面磨床的制造水平，就得培养大批的专业人才。目前国内的大专院校、科研单位以及相关行业协会对这方面的输出人才并不多，应该向重庆大学学习，多多培养输出砂带磨削方面的专业人才。
无论是国家还是企业，应该加大砂带磨床的研发经费。目前大部分砂带磨床制造企业只看到眼前的经济利益，不愿意风险投资，也就没有树立长远的目标去研究金属砂带磨削工艺，所以制造的水平大都停留在测绘和仿制的机器基础上，并没有实现突破，相反为了降成本，机床的质量反而有所下降，这是金属砂带磨削工艺停滞不前的重要原因。砂带磨床制造企业应该努力研究不同行业的砂带磨削工艺，将产品模块化、通用化、系列化、标准化，这样才能真正研发出自己企业特色的产品，拥有自己的市场品牌。
砂带平面磨床在大力推广的同时，必然形成恶性的市场竞争，必须降低成本，还要提高质量，对于批量化成熟的产品，要在外观、操作的舒适性、安全、控制等方面加以改进，将产品做好做精，才能适应市场生存的规则。
3.3 砂带平面磨床销售环节的思考
首先，要加大网络宣传方面的投入，但现在的网络比较乱，鱼目混珠者多，所以应选择信誉度好的网络营销平台，使企业的广告宣传新颖，且赢得客户的信赖是关键。
其次，要参加各种机床和行业会展，展会上制造商与客户是面对面接触，容易沟通交流，互信感强。但现在的展会很杂乱，而且要花费很多的金钱和精力，还要防止同行参展者对技术的刺探，所以需仔细衡量，认真选择，让每次展会发挥最大的效果。
再次，可以在各地区建立自己的办事处，以加大砂带磨床成熟产品在全国各地的迅速推广。
还有，应与中间商建立良好的互信共赢关系，并与其它相关的配套设备整线输出。例如砂带去毛刺机可与剪板机、冲压机、激光切割机、等离子切割机、火焰切割机的知名生产厂商联合销售，其影响力会更大。
总之，销售环节是砂带磨削工艺推广的重要一环，前提是保证产品的质量，保证产品快捷的售后服务，保证产品适合的市场价格定位，从而赢得新老客户永久的信任，促进砂带磨削机床的不断发展。
3.4 客户对砂带平面磨床认知及使用方面的思考
客户对砂带平面磨床认知及使用有以下三种情况：
一是目前大部分金属表面处理的企业对砂带磨床并不了解，从砂带磨床的购买渠道就可以看清，外资企业和台湾企业使用者居多，国内大部分企业仍在使用砂轮磨削、喷砂、酸洗、人工打磨等旧工艺，所以怎样让客户认知砂带磨床，还得需要加大宣传力度。
二是由于国内砂带磨床的质量不过关，使得客户对砂带磨削工艺失去 信心，所以砂带磨床制造企业要想迈进市场的大门，就得首先扎扎实实的将 产品做好。
三是客户对砂带磨床认可，也购买了设备，但不会使用，这就需要制造企业对客户要进行操作培训，不要因为增加了售后服务成本而失去耐心。对客户的培训不能只停留在机器的操作程序上，还要教会操作者使用合理粒度的砂带、合理的砂光压力及合理的送料速度，以提高生产效率，保证产品品质，降低砂带电力消耗，根据实际的情况进行合理的总结，从而制定出合理的操作规程。
3.5 砂带平面磨床在各个行业应用及渗透方面的综合分析
在国外，砂带平面磨床在各行各业的应用已非常普及，但在国内的应用出现滞后，其原因有以下几点： 一.砂带磨床制造企业缺乏对应用行业的了解。例如:在电子行业的印刷线路板（PCB）、覆铜板（CCL）、玻纤板（FR-4）、铝板、压合钢板等都需要精密磨削，如若不了解其磨削工艺要求，那也就谈不上渗透。
二．国外砂带磨床设备在应用行业形成垄断保护。例如：在昆山的台资电子行业，其设备基本都是美国和日本的原装进口货，其次是台湾自产，国产设备很难介入。
三．国产设备质量欠缺，配套设备不完善。例如：重型湿式砂带平面磨床的研制，首先要保证机床本身的刚性、磨削力、散热效果、防锈性能等质量要求，还要保证喷淋系统、水循环过滤系统、油烟收集净化等配套设备的完善。
四．砂带磨床制造企业缺乏对高性能砂带的了解。好马配好鞍，再好的砂带磨床如若没有适合的砂带相配合，也不会达到最终的磨削工艺要求。
五．砂带磨削应用企业对砂带磨床制造企业的不信任。由于国内的砂带磨床目前除少数几个企业外，基本都是低档次产品，在精细磨削方面达不到工件最终的精度要求，而不负责任的企业又解决不了问题，只能耍赖。这样使得品质好的制造企业也很难迈进应用企业的大门，即使买卖成交，价格也很低，难以维持售后服务。
鉴于以上原因，要想“加快制造与应用对接，促进砂带磨削产业转型升级”，砂带磨床制造企业是关键，它是砂带制造企业和砂带磨削应用企业的连接纽带。砂带磨床制造企业必须狠下功夫，克服以上难点，提升研发制造水平，促进砂带磨削工艺的健康发展。
第五篇：正确解读课堂教学中的沉默现象
正确解读课堂教学中的沉默现象
作者：云淡风轻 文章来源：转自它网 点击数：1077 更新时间：2006-12-21 摘要：本文通过分析和正确解读我国中小学课堂教学中不同类型的沉默现象，以达到掌握沉默的规律和正确利用的目的；并且针对各种不同的沉默现象，提出相应的应对措施，以提高中小学英语教学质量。
关键词：沉默；评价；焦虑；提问的技巧；问题的修正；教学质量
一、沉默的定义及分类
人们交流时可利用的方法和手段不仅有言语行为(verbal interaction)，还有内容极为丰富的非言语行为(nonverbal interaction)。所谓非言语交流，就是通过使用不属于言语范畴的方法来传递信息的过程。非言语交流的形式很多，包括除使用语言和文字以外的一切传递信息的方式，如身体动作、面部表情、空间利用、触摸行为、声音暗示、穿着打扮和其他装饰等，甚至没有表情的表情、没有动作的动作，都是非言语交流的有效途径。
在会话过程中的各个阶段上，除了目光、表情、动作和声音特征以外，还有一条主要非言语交流渠道不可忽视--这便是沉默。沉默有时与讲话相对，指没有言语的情况，当然也就包括上述的诸多非言语行为，课堂教学的沉默现象一般分为不伴随其他行为特征的静止沉默(still silence)和伴随一些体态动作等的非静止沉默(non-still silence)。本文讨论的仅局限于(学生方面的)静止沉默。
二、造成沉默的原因
交流能力主要由三种能力组成，即语言表达能力，社交语言能力和使用技巧的能力。沉默经常会与这三种能力的缺乏有关。
1.学生在课堂上的“沉默”现象可以传递以下几方面语用特征
首先，它表露出社会文化特征的间歇行为(socio-cultural silence)，中国人“对情感展露经常采取克制、引导、自我调节的方式，所谓以理节情，'发乎情止于礼义'，这也使生活中和艺术中的情趣经常处于自我压抑的状态中，不能充分地痛快地倾泻表达出来”(李泽源，1990)。我们从小接受的教育也是“多听少言”，教师的“权威”不容侵犯。因此，当教师在课堂上讲解课文时，学生保持“沉默”是礼貌和规范的行为。
2.沉默是交流中的停顿需要
在话轮的转换过程中常常出现停顿、沉默、转换话题等现象，以下的几种情况都可导致沉默：如由于判断不准转换关联位置，不能获得话轮而沉默；不会向说话人发出反馈项目而沉默；在碰到语言障碍时不知如何修正、调整而沉默等。
但是如果学生长时间的沉默，教师就应该反思：是教师的问题过难，超出学生的能力范围？还是教师的指令表述不清晰，学生弄不明白？如果教师不顾学生的听力水平，用复杂的语言将一段较长的指令说给学生听，学生无法接受到信息，就容易失去耐心和信心。
3.语言功底不足
Chomsky指出，语言能力是指掌握构成某一语言所有话语的基础代码的能力，属于深层结构，表现为句法。话语本身是代码在使用语言的实际情况中的实现。所以从理论上说，我们说的运用语言能力是在语言知识的基础上形成的，离开了语言知识，除非具有模仿、产出目的语的语言环境，否则较难养成运用语言的能力。因此，基础知识不牢固，不仅不利于英语学习的持续发展，也会对培养运用能力不利，所以在中小学要重视对学生的智力和非智力因素的开发，小学英语教学必须让学生扎实掌握语言知识(陈诗颖，2002)。
4.缺乏技巧训练
话轮转换的技能是争夺话轮、克服沉默的一个相当有效的方法，而当学生缺乏这方面的技能时，会经常表现出碰到暂时的语言障碍的时往往表现得不知所措，最后只好陷入沉默和慌乱之中。
5.有些学校没有充分考虑学生的实际情况和能力，过分强调全英或双语教学
三、正确解读沉默
应该指出的是，沉默既有正面的，也有负作用，还可能是由性格方面的原因造成的。
在一对一的会话过程中，听者的沉默既可能是对说话者的赞同，也可能是反对。一般来说当听者有不同意见时，常见的反应是插话。他既然表示沉默，就可以理解为是对说话一方的同意，即常说的“默认”，同时也是对说话人继续讲话的鼓励。但当听者不同意说话人的观点时，有时也表示沉默，这可能是因为说话人位尊职高，听话人不便表示异议，或是因为听话人认为对方的观点十分荒唐可笑，不屑予以反驳。在一对一的交流过程中，沉默还具有表现的功能。如当说话人发问时，对方的沉默往往表明对问题的不理解或不知道问题的答案。
不同的沉默所传达出来的不同的信息，能对正确判断教学起到不同程度的作用。一个有经验的教师应该学会如何充分利用学生的沉默所反馈回来的信息，是有益的还是需要引导的？正确解读各种不同的沉默，分别采取不同的应对措施，如果是出于礼貌等，可以引导其积极回应。
为了使学习者内化概念，应给予学习者一定时间进行认知处理。Honan & Van Ormer(1950，转引自何高大，2002)认为，在教学过程中，有意义的间歇(沉默)是非常必要的。给学习者一定的时间进行信息解码和编码，以促进其领悟学习内容和思维过程；不要一看学生沉默就不自在，觉得气氛不够活跃。
从小孩的好胜、爱表现的心理来看，一般来说，沉默现象在低年级(主要是小学阶段)出现的机率较低，但如果课堂长时间出现沉默现象时，教师多半应该反思：
1)教师的提问方式是否有待改进;
2)教师的授课方式是否适当，等等。
四、教学建议
1.教材的设计
另外，口语教材的设计是否有助于实现当前的交流目的，如何控制话题，如何交接话轮等会话技能。要重视作需求分析，提高学生的兴趣和实际运用能力；预测学生在课堂内外，目前和将来可能会遇到的外语口头交流场合，比如，他即将从事的工作性质。这样就能在一定程度上提高学习者的参与兴趣。
2.提高教学艺术
①提高教师提问的技巧
教师提问占教师话语中相当高的比率。根据Chaudron(1988，转引自Tsui，1995)的观点，提问是课堂活动交流话语中的一个相当重要的部分，它所占的比率高达20%到40%，教师所选择的提问方式对学生和课堂师生的交流所起到的影响非常重要。
根据Tsui(1995)的观点，在课堂活动中，教师的提问目的主要包括：
1)为了检查学生对所学内容掌握程度的一个检测；
2)促使学生的注意力更加集中；
3)有助于教师控制课堂纪律；
4)使学生直接学习某个语言点或有更多的机会操练目的语等等。
鉴于上述所提到的几个方面的重要性，教师的提问技巧的好坏在某种程度上直接影响与决定课堂教学的成功与否。因此提高教师的提问技巧，就显得非常重要和十分必要了。教师提出问题后，学生需要一定的时间思考、推理以便作出正确判断，找到答案。因此，当教师提出问题之后，学生保持一定时间的沉默是可以理解的，但是如果学生长时间的沉默，教师就应该反思：是教师的问题过难，超出学生的能力范围？还是教师的指令表述不清晰，学生弄不明白？在很多时候，教师对问题的修正的艺术是相当重要的。
②创设英语教学语言的特色
教学语言(teacher talk)是教师在进行课堂教学活动时所使用的语言，又称为教师语言。一个教师课堂语言的质量实际上在一定意义上就是教师基本素质的缩影(束定芳、庄智象，1999)。教师的语言修养在某种意义上决定着学生课堂上脑力劳动的效率。
教学语言通常只是教师用来讲解知识、传达信息和传授技能的工具。但是外语教师使用的教学语言不仅是一种传授知识和技能的工具，同时也是教师所要传授的知识和技能本身。一般来说，外语学习者不但关心语言的内容，还关心语言的形式，包括教师所用的词语、句式、语调，甚至神情和语气。
所以教师的教学语言是相当重要的。一个优秀的外语教师应该：
a)克服教学语言的盲目性和随意性，即想到哪儿说到哪儿；否则学生听得糊里糊涂，当然就无法作出必要的反馈。
b)简化英语教师的指令语。在英语课堂教学中，教师布置任务时使用的语言(即指令语)应该力求清晰、准确、精炼。就语音而言，教师在给学生指令时，首先应获得的效果是让学生听清楚他所讲的话，如果教师不顾学生的听力水平，将一大段较长的指令语一口气说给学生听，势必增加学生(尤其是初学者)听力理解的难度；当学生无法理解所听信息时，就会失去耐心和信心。因此，减慢语速是教师简化指令语的手段之一(朱东华，2000)。
有意识的停顿是教师将复杂的语言简化的重要手段之一。在英语课堂教学中，为了使学生理解指令内容，教师可以在生词或难词前作较长的停顿，或者用一些单音节词，如“OK”，“right”,“good”，等及一些过渡语，如“eh, hmm”，来代替停顿，教师使用这些词旨在留出时间让学生跟上他的思路，填补停顿时间，以帮助学生消化已获得的信息。
为了降低语言的复杂程度，教师应多用普通而具体的词汇，少用专业而抽象的词汇，尽量避免含糊不清的指代，以免造成学生误解教师的意思或不能直接领悟教师所指。
为了确定学生是否明白教师的意思，教师还可以使用疑问句来启发学生的思维，并以此来检查学生是否能否跟上教师讲课的节奏，而且可以通过提问检查学生是否已经明白教师的要求，除了提出一些具体的问题之外，教师还可以采用一些课堂的问句和独词疑问句，如：“Do you understand me?” “Clear?” “Any questions?” “OK?”
课堂教学是师生之间的双向交流活动，英语课堂教学能否达到教学目的，在很大程度上取决于教师和学生的配合，教师应该尽量运用精炼、清晰、准确而生动的语言来引导学生，使指令语条理清晰、重点突出，从而达到令人满意的教学效果。
c)为了降低语言的复杂程度，以使学生听懂和理解教师的指令语，教师讲解时应该多选择简单句或并列句。对于英语初学者来说，句子越长，理解的难度就越大，教师要灵活调整句子的长度。
d)适当使用母语。专家指出，母语的适当使用还能帮助学习者更好地理解母语和外语各自的特点，从而排除在外语学习过程中出现的母语干扰(何广铿，1995)。我们知道，学习外语是个相当复杂的过程，在这一过程中，由于各种原因，学习者会犯这样或那样的错误。母语系统的影响是造成错误的原因之一。如果我们能在适当的场合，结合英语学习的内容，用母语简单讲授英、汉两种语言在某一结构、某一用法上的差异和特点，学习者将会了解并明确英、汉两种语言在使用上要注意的问题，他们在使用英语进行交流时，可以避免受母语的影响，少犯一些错误。不应该一味的强调全英教学，这应该是一个“过程”和“结果”的关系问题(黄国文，2000)。
3.重视需求分析
章女雯(1996)所做的调查表明，学生对英语口语的认识是：1)处于经济迅速发展、国际交流频繁的年代，英语的口语是交流中必不可少的技能；2)对大多数而言，学外语的目的就是为了能在实际生活中应用，希望不再做英语哑巴。
我们的教学应该要立足于学生的角度，我们教师应该经常思考这样一个问题：我们的学生对什么样的话题感兴趣？事实证明：学生感兴趣时交谈得多，话题越接近他们的生活，他们交谈得越好。预测学生的课堂内外，目前和将来可能回遇到的外语口头交流场合是4.关注学生的情绪状况，减轻焦虑感的方法
紧张、担忧，害怕等等是人们在学习和交际使用外语中常有的情绪体验。这在心理学上一般称为(anxiety)。焦虑的产生与人们所感受到的对其自我或自尊的威胁有关。外语学习是一个充满自我威胁的过程，并且容易引起焦虑的特殊情境；操用一种新的语言容易出错，并且这种活动通常暴露在他人评价之下，因此学习常处于担心遭到否定的困扰之中，外语学习是一种“模糊情境”，学习者面临不熟悉的语言体系和文化背景，因而交际中有大量非结构，随机应变的因素和难以把握的信息暗示(cues)，这种模糊情境常被视为威胁并引起心理不适；许多外语教学法不注意保护学生的自我概念，过分强调“准确”，过多使用纠错等否定性反馈，忽视必要的心理准备而过早过快地要求准确“输出”，因而学生常缺乏安全感并处于防御状态。外语学习焦虑就是由外语学习中诸多自我威胁因素引起的各种不愉快情感和心理不适的集合。
5.重视诊断式的评价，鼓励要真诚
有些教师容易犯不管操练的目的，有错必纠的错误，特别在交流性对话中，教师往往为了某个语音或语法错误而打断学生对话和思路的连贯性。教师应该注意纠正错误的适时性，对不同性质的错误要区别对待，不必一律采取有错必纠的态度；发挥教师反馈语的启发教学，注重激励的作用，多使用积极反馈语，注重培养不同层次学生的成功的典型。
一个优秀的教师应该学会正确利用沉默，关注差别，根据学生不同的性格制定不同的学习任务。
6.教给学生保持话轮的技巧
如何保持话轮，特别是长话轮，是学生学习外语的一个难点。主要表现在碰到暂时的语言障碍时，他们往往陷入沉默和慌乱之中，继而被迫终止话轮。下面的一些技巧可以帮助学生克服沉默。
训练学生熟练地使用一些迟疑用语，例如：Yes, fine, good, I see, that's right, well, actually, etc.在听话的过程中适时地发出反馈项目，让说话者知道其传递的信息已被接收，以便拖延时间进行思索来克服沉默，使交流得以继续进行。
教师在课堂教学中有意识地把这些用语集中到一起教给学生，在放录音或录像时要求学生注意本族语人是如何使用这些用语的，并要求学生在练习中实际运用。
放一段英美人士在日常生活中的谈话录音(讲话人使用比较多的迟疑用语)。教师把谈话录音的主要框架写在黑板上，要求学生把这些用语加进框架进行模仿性的复述，然后再听录音进行对比。自然而真实的话轮转换涉及到语言和非语言的各种因素，是一项复杂的技能，不过英语教师若能有话轮转换意识并能在实际教学中加以运用和培养，学生的英语会话能力必然会有提高。
7.立足课堂，在模拟的话语环境中训练话轮转换的技能
视听结合，创设情景，在真实自然的话语环境中了解话轮转换技巧。在课堂教学中教师要引导学生参与大量的会话实践活动，如师生对话，学生一对一练习，小组练习，角色扮演，自由发言等；通过丰富多彩的形式，设计以某些具体的微技能(micro-skills)或会话策略(strategies)为中心的会话项目，培养学生如何获得话轮，如何保持话轮，如何放弃话轮的技巧，使学生懂得和掌握话轮转换的规则和机制，如何使自己的谈话不被别人打断，如何在会话的过程中运用各种非语言手段等。
交谈时对方所谈的话题自己不熟悉，招架起来感到吃力，应主动去争取话轮，再设法把话题转到自己能应对自如的内容上来防止沉默的发生。
在听不懂对方的谈话时候，要使用技巧提醒对方修正，如可以模仿性地重复听不懂的地方，也可以直接发问等。
五、小结
Ellis指出，在第二语言习得或外语学习的过程中，语言输入起着十分重要的作用，因此外语学习的成功与语言的输入量紧密相连。
目前还有很多其他的客观原因存在：如迫于考试的压力，有些教师为了省时间，赶速度，很少在课堂上提问，教材中适用于练口语的讨论题也省去不做，这样一来学生就没有开口的机会，久而久之他们很可能会失去用英语交流的愿望。
要从根本上改变这种状况，当务之急教育部门要给英语课程一个正确的定位，充分发挥测试的反拨作用，增加口头测试的比重。与此同时，教师也应该转变观念，语言本身就是一种工具，如不在实际生活和工作中得到应用，就失去了学习的意义。针对中国学生口语课上常会出现无话可说，或者有话说不出的现象，教师要重视训练学生在交谈中如何参与，如何应对等技巧。
在当今中国，在课堂里获取语言输入是学习外语的主要途径。因此教师必须重视课堂教学的输入技巧，从各方面提高学生的实际应用能力，才能真正从根本上解决中国英语课堂教学中存在的沉默现象。
一个成功外语教师应该做的事。比如，学生希望从事的工作性质等。
点击咨询 