磨削过程是磨粒切削刃切削金属的过程,它同机床刀具切削一样,被磨削金属也经历了弹性变形、塑性变形、切削形成等过程,并有大量的磨削力和磨削热产生。磨削过程中由于磨粒形状及分布状态不一,砂带表面的磨粒存在实际参加磨削的有效磨粒少于其磨粒总数的情况。因而同一时间内磨粒对金属的挤压、滑擦、耕犁和切削作用的大小不同,所得到的效果亦不同。甚至同一颗磨粒的不同部位以及同一部位在不同的加工时间里所起的作用也不同,可见砂带的磨削是十分复杂的。特别是磨粒切刃的负前角切削过程,切削条件很差,各阶段的剧烈挤压使磨削表面产生严重的塑性变形,而且大量塑性变形的金属不是成为切屑流出,而是仍保留在已加工表面,所以加工表面的硬化现象严重,残余应力较大。
由于磨粒的高速运动,加之磨粒切刃较钝,在磨削区造成较大的摩擦和弹性、塑性变形,磨削过程中会有较大的热量产生,导致磨削区工件表面温度上升,将引起工件表面层发生变化。特别是在砂带磨粒磨损严重时,磨削摩擦加剧,产生大量的磨削热,使工件表层温度急剧上升,导致表层金属发生组织变化〈如xx、裂纹、热应力等)。这也正是为什么使用砂带磨削有时仍会xx工件表面的一个原因。从微型刀具――磨粒的几何结构看,其负前角大,后角小,特别是砂带弹性磨削这一特点使磨粒在磨削时对工件产生的挤压作用很强,远远大于切屑分离时的拉伸作用。在磨削垂直方向上,磨粒两侧的金属都受到较强烈的挤压,所以导致较大的残余压缩应力形成。此外,工件表面在磨粒挤压,滑擦,耕犁等综合作用下,产生的塑性形变会引起晶格歪曲、畸变、金属密度降低、比容增加,也会形成表面残余压应力,下层形成拉应力。
所以综合以上分析可知,砂带在磨削时,磨削力及塑变因素引起工件表面常常呈残余压应力。这对零一些可靠性要求很高的零件加工(如飞机叶片、发电机转轴等)是极其重要的。