金屬切削加工安全知識（共72頁）.ppt

1、金屬切削加工平安 金屬切削機床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機械零件的設備，切削加工是利用切削刀具從工件切除多余的或預備的金屬，使工件的形狀、尺寸精度和外表粗糙度都符合預定要求的加工方法。常見的金屬切削加工有鉗工和機械加工兩大局部。 第 一節(jié) 概述 一、金屬切削機床的類型1根據(jù)加工方法和使用刀具的不同，機床可分為11大類：車床、鉆床、鏜床、刨床、拉床、磨床、銑床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、鋸床和其他機床。2根據(jù)機床本身重量的不同，機床分為四大類：中小型機床重量在10t以下、大型機床重量在1030t之間、重型機床重量在30100t之間，超重型機床重量在100t以上。3根據(jù)機床適用范圍不同，機床

2、可分為3大類：通用機床、專門化機床、專用機床。4金屬切削機床還可以根據(jù)加工精度的不同、自動化程度不同等進行劃分。 二、金屬切削機床的根本結(jié)構和工作原理1機座床身和機架在機座上裝有支撐和傳開工件或刀具的部件，將被加工工件和刀具固定卡牢并帶動它們作相對運動。支撐工件和刀具的部件有：工作主軸、拖板、滑臺、工作臺等，由導軌、滑軌、滑動軸承和滾動軸承等導向。2傳動機構將動力傳到各運動部件中，傳動部件有：絲杠、螺母、齒輪齒條、曲柄連桿機構、液壓傳動機構、齒輪及鏈傳動機構、皮帶傳動機構。為了能改變刀具或工件直線運動的行程速度和旋轉(zhuǎn)運動的圓周速度，機床都設有變速機構，以及進行變速的操縱機構。3動力源、潤滑和冷

3、卻系統(tǒng)三、金屬切削機床的傳動和運動的主要形式從機床的根本結(jié)構可知，影響機床平安的危險部件主要是高速運動的執(zhí)行部件工件和刀具和傳動部件 。切削運動根據(jù)對形成的加工外表所起的作用不同，可分為主運動和進給運動。 主運動是切下切屑最根本的運動。主運動形式有旋轉(zhuǎn)運動和直線運動兩種由工件或刀具進行。 進給運動是使切削運動連續(xù)進行下去，切削出完整外表所需的運動。 四、金屬切削機床的危險因素 1按金屬切削機床的部件和運動狀態(tài)來分1靜止部件的危害因素：切削刀具與刀刃；突出較長的機械局部；毛坯、工具和設備邊緣鋒利飛邊及外表粗糙局部；引起滑跌墜落的平臺。2旋轉(zhuǎn)部件的危害因素：單旋轉(zhuǎn)局部：軸、凸塊和孔，研磨工具和切削

4、刀具。3內(nèi)旋轉(zhuǎn)咬合的危害因素：對向旋轉(zhuǎn)部件的咬合；旋轉(zhuǎn)部件和成切線運動部件的咬合；旋轉(zhuǎn)部件和固定部件的咬合。4往復運動或滑動的危害因素：單向運動；往復運動或滑動相對固定局部：接近類型，通過類型；旋轉(zhuǎn)部件與滑動部件之間；振動。5其他危害因素：飛出的裝夾具或機器零部件；飛出的切屑或工件；運轉(zhuǎn)著的工件打擊或絞扎的傷害。 2按常見機械傷害事故來分1設備接地不良、漏電，照明沒有采用平安電壓，可發(fā)生觸電事故。2旋轉(zhuǎn)部位楔子、銷子突出，沒加防護罩，易絞纏人體。3消除切屑無專用工具，操作者未戴護目鏡，可發(fā)生刺割事故及崩傷眼球。4加工細長桿軸料時尾部無防彎裝置或托架，導致長料甩擊傷人。5零部件裝卡不牢，可飛出擊

5、傷人體。6防護保險裝置、防護欄、保護蓋不全或維修不及時，造成絞傷、碾傷。7砂輪有裂紋或裝卡不符合規(guī)定，發(fā)生砂輪碎片傷人事故。8操作旋轉(zhuǎn)機床戴手套，易發(fā)生絞手事故。 五、金屬切削機床的運轉(zhuǎn)異常與故障檢測1溫升異常。常見于各種機床所使用的電動機及軸承齒輪箱。溫升超過允許值時，說明機床超負荷或零件出現(xiàn)故障，嚴重時能聞到潤滑油的惡臭和看到白煙。2機床轉(zhuǎn)速異常。機床運轉(zhuǎn)速度突然超過或低于正常轉(zhuǎn)速，可能是由于負荷突出變化或機床出現(xiàn)機械故障。3機床在運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)振動和噪聲。機床由于振動而產(chǎn)生的故障率占故障總數(shù)的60%70%。其原因是多方面的，包括機床設計不合理、機床制造缺陷、安裝缺陷、零部件運轉(zhuǎn)不平衡、零部件

6、磨損、缺乏潤滑及機床中進入異物。4機床出現(xiàn)撞擊聲。零部件松動脫落；進入異物；轉(zhuǎn)子不平衡。5機床的輸入輸出參數(shù)異常。表現(xiàn)在：加工精度變化；機床效率變化如泵效率；機床消耗的功率異常；加工產(chǎn)品的質(zhì)量異常如球磨機粉碎物的粒度變化；加料量突然降低，說明生產(chǎn)系統(tǒng)有泄漏或堵塞；機床帶病運轉(zhuǎn)輸出會改變。6機床內(nèi)部缺陷。出現(xiàn)裂紋；絕緣質(zhì)量下降；因腐蝕而引起的缺陷。 2運動機械中易損件的故障檢測一般機械設備本體出現(xiàn)的故障很少，容易損壞的零件成為易損件。運動機械的故障往往都是易損件的故障。提高易損件的質(zhì)量和使用壽命是預防事故的重要措施。1零部件故障檢測的重點。主要有：傳動軸、軸承、齒輪，其中滾動軸承和齒輪的損壞更為

7、普遍。2滾動軸承的損傷現(xiàn)象及故障。損傷現(xiàn)象：滾珠砸碎、斷裂、壓壞、磨損、化學腐蝕、電腐蝕、潤滑油除污、燒結(jié)、生銹，保持架損壞、裂紋；檢測的參數(shù)：振動、噪聲、溫度、磨損剩余物分析，間隙。3齒輪裝置的故障。損傷現(xiàn)象：齒輪的損傷包括齒和齒面損傷：齒輪本體損傷，軸、鍵、接頭、聯(lián)軸節(jié)的損傷；軸承的損傷；檢測的參數(shù)：噪聲、振動；齒輪箱漏油、發(fā)熱。第二節(jié) 金屬切削加工的平安防護裝置 切削加工的平安防護裝置主要用于防護操作人員在與機床運動件、切削刀具及被加工件接觸時，防止切屑、冷卻液、潤滑液等傷人，以及防止操作人員誤操作而發(fā)生的傷害事故。 一、金屬切削機床的布局 1機床布置方式應保證不使零件或切屑傷人。一般將

8、機床斜向布置，有利于防止上述事故的發(fā)生。2機床的位置朝向應有利于采光，同時又使操作人員背向日光，以免受日光直射而產(chǎn)生目眩。對于局部照明，應該采用安裝在機床上的照明燈，其遮蔽角不小于30，且?guī)в胁煌腹獾姆瓷湔帧?機床之間、機床與墻、柱之間應有適當?shù)木嚯x，以保證工人操作平安、行走和搬運材料及工件。機床周圍應有足夠的工作空間以便布置工具柜，存放材料、毛坯、半成品和成品的架子。4車間通道應能保證車輛和行人暢通，行人通道最小寬度必須大于1000mm；電瓶車單向行駛通道必須大于1800mm，電瓶車雙向行駛通道必須大于3000mm，叉車或汽車通道必須大于3500mm。二、金屬切削機床的防護裝置 1防護罩防護

9、罩的作用是防止操作人員在意外情況下受到機械傷害。它是機械設備中最常用的、直接安裝在設備上的防護裝置。在切削加工機械設備上，防護罩主要用于隔離外露的旋轉(zhuǎn)部件，如皮帶輪、鏈輪、齒輪、鏈條、旋轉(zhuǎn)軸、法蘭盤和軸頭等。 1-金屬罩殼；2-活動罩網(wǎng)；3-套管；4-手柄；5-橫桿；6-底座 環(huán)形防護罩 2防護擋板在切削機械設備中所使用的防護擋板一般用于隔離切屑、磨屑和冷卻潤滑液，防止其飛濺傷人。所用材料視情況而定，一般用鋼材、鋁板、塑料板等。如果擋板阻礙操作人員的視線，亦可用透明的材料制作。3防護欄桿不能在地面上操作的機床，操作臺周圍應設置高度不低于0.8m的欄桿，容易傷人的大型機床運動部位，如龍門刨床床身

10、兩端也應加設欄桿，以防工作臺往復運動時撞人。防護裝置可以是固定的如防護欄桿，或平時固定，僅在機修、加潤滑油或調(diào)整時才取下如防護罩，也可以是活動的如防護擋板。在需要時還可以用一些大尺寸的輕便擋板如金屬網(wǎng)將不平安場地圍起來。 防護擋板三、機床的保護裝置與制動裝置 1過載保險裝置 機床過載保險裝置種類很多，但每種裝置通常分為三局部：感受元件、中間環(huán)節(jié)和執(zhí)行機構。感受元件對所檢參數(shù)的變化起反響，并通過中間環(huán)節(jié)傳給執(zhí)行機構以實現(xiàn)保險。所有這些局部可以組成一個部件，成為一個直接作用的保險裝置，或位于保險對象的不同位置而成為間接作用的保險系統(tǒng)， 機床過載平安裝置分類圖 2行程限位保險裝置為使運動部件、刀具完

11、成行程，到達預定位置后能自動停止，常采用行程限位保險裝置。3動作聯(lián)鎖裝置它的作用之一在于控制各運動按順序進行，上一個動作未完成前，下一個動作不能進行。 行程限位保險裝置示意圖 順序動作聯(lián)鎖裝置系統(tǒng)示意圖 4意外事故聯(lián)鎖保險裝置當突然斷電時，其補償機構如蓄能器、止回閥等立即起作用，使機床停車。 事故聯(lián)鎖保險裝置示意圖1-油缸；2-蓄能器；3-壓力表；4-止回閥；5-開關 5制動裝置為迅速停機以裝卸被加工件，以及在發(fā)生突然事故時及時停機，都需要有使機床立即停止運轉(zhuǎn)的制動裝置。制動裝置類型很多，可根據(jù)使用要求及其特點來選用。按制動裝置結(jié)構可分塊狀閘、具有活動套圈的圓筒閘或內(nèi)塊狀閘、帶閘、錐形閘及圓盤

12、閘等；按制動力分手動、液壓、電氣或氣壓等。另外，所有變速、換向機構應有明顯的擋位標志牌，以及可靠的定位裝置。四、車床的保險裝置和互鎖機構 為了確保設備和人身平安，防止操作工人的誤操作和設備超負荷運行造成事故，車床必須設置保險裝置和互鎖機構。 1保險裝置1過載保險裝置。過載是指機床零、部件在工作時因切削力過大或因部件在工作時發(fā)生碰撞等事故，導致傳遞的扭矩或力超過其額定值，有可能引起機床構件損壞的狀態(tài)。通常超過額定載荷的25%即被認為過載。保險裝置通?？窟B接件的切斷、別離或打滑來限制或中斷扭矩及運動的傳遞，防止重要構件的損壞。由于過載額定值較低為額定值的125%，過載可能發(fā)生的概率較高，所以過載保

13、險裝置的脫開不應當是破壞性的，如被剪斷。這樣，當過載消失后易于迅速恢復正常工作。 1，3-軸；2-聯(lián)軸器；4-蝸桿；5-壓桿；6-半離合器；7-彈簧；8-支架；9-杠桿；10-支撐桿；11-手柄；12-調(diào)整螺母 脫落蝸桿原理示意圖2事故保險裝置。事故保險裝置是專門為防止偶然發(fā)生的事故而設置的。其工作原理同過載保險裝置一樣，是限制機床傳遞的扭矩的大小的。所以所有過載保險裝置都可兼起事故保險作用。所不同的是事故保險裝置脫開時的載荷應大于過載保險裝置，為額定載荷的125%150%。事故不會經(jīng)常發(fā)生，為了簡化結(jié)構，這種保險裝置的脫開可以是破壞性的，可以人為地在傳動中設置一個最薄弱環(huán)節(jié)，這個環(huán)節(jié)結(jié)構簡單

14、且易于更換。如直徑很細的銷釘是傳動鏈中最薄弱的環(huán)節(jié)，利用其傳遞扭矩，出事故時被剪斷。銷釘結(jié)構簡單，且易于更換。 2互鎖機構在機床上但凡可能發(fā)生互相干預的運動的機構，都必須互鎖，以免工人誤操作或發(fā)生誤動作而出現(xiàn)人身及機床事故。機床的互鎖一般用于以下幾種情況：防止幾個運動同時傳入某一部件，如臥式車床中的絲杠和光杠不能同時傳動刀架；防止同時接通幾個相互矛盾的動作，如臥式車床的縱向與橫向進給機構不能同時接通，機床的啟動與制動不能同時嚙合；在運動有先后順序要求時，防止前一動作尚未完成而下一動作已經(jīng)接通。如齒輪變速箱不停車不能變速，銑床主軸不轉(zhuǎn)，工作臺不能機動進給等。常見的有平行軸間的互鎖和交錯軸間的互鎖

15、兩種。 幾種軸間互鎖裝置的原理簡圖 五、機床的平安操作規(guī)那么機床操作人員的平安在很大程度上取決于操作人員是否認真地執(zhí)行平安操作規(guī)程，為確保平安，操作人員應做到：1穿好適宜的工作服，把袖口扣緊或者把衣袖卷起，把上衣扎在褲子里，腰帶端頭不應懸擺。不要穿過于肥大、領口敞開的襯衫或外套。留有長發(fā)時要戴防護帽或頭巾，頭巾及領帶的端頭要仔細塞好。2操作者應佩戴防打擊的防目鏡。3開動機床前要詳細檢查機床上危險部件的防護裝置是否平安可靠，潤滑機床，并作空載試驗。4工作時，工作地點要保持整潔，有條不紊。待加工和已加工工件應擺在架子上或?qū)ｉT設備內(nèi)，不能將工件或工具放在機床上，尤其不能放在機床的運動部件上和工作通道

16、上。5工件及刀具的裝夾要牢靠，以防工件和刀具從夾具中脫落。裝卸笨重工件時，應使用起重設備。6在機床運轉(zhuǎn)時，禁止用手調(diào)整機床或測量工件；禁止把手肘支撐在機床上；禁止用手觸摸機床的旋轉(zhuǎn)局部；禁止取下或安裝護板或防護裝置。不要用手消除切屑，而應用鉤子、刷子或?qū)ｉT的工具消除切屑。7機床運轉(zhuǎn)時，操作者不能離開工作地點，發(fā)現(xiàn)機床運轉(zhuǎn)不正常時，應立即停車，請檢修工檢查。當停止供電時，要立即關閉機床或其他啟動機構，并把刀具退出工作部位。8不要使污物或廢油混入機床冷卻液，否那么不僅會弄臟冷卻液，甚至會傳播疾病。為防止皮膚病，嚴禁使用乳化液、煤油、機油洗手。9必須使用壓縮空氣消除切屑時或切屑飛濺嚴重時，為了不危害

17、別的操作人員，應在機床周圍安裝擋板，使操作區(qū)隔離。壓縮空氣的壓力應盡可能低。不能用壓縮空氣吹去衣服或頭發(fā)上的塵土或臟物，否那么會引起耳朵或眼睛的損傷。10工作結(jié)束應關閉機床和電動機，把刀具和工件從工作位置退出，清理安放好所使用的工、量具，仔細地清擦機床。磨削加工平安磨削加工是借助磨具的切削作用，除去工件外表的多余層，使工件外表質(zhì)量到達預定要求的加工方法。進行磨削加工的機床稱為磨床。磨削加工應用范圍很廣，通常作為零件特別是淬硬零件的精加工工序，可以獲得很高的加工精度和外表質(zhì)量，還可用于粗加工、切割加工等。 概述一、磨削加工的特點 :1磨具的運動速度高 普通磨削速度可達3035m/s；高速磨削可達

18、4560m/s，甚至更高。它是一般金屬切削刀具速度的十幾倍到幾十倍，其速度還有繼續(xù)提高的趨勢。 2磨具的非均質(zhì)結(jié)構 磨具是由磨粒、結(jié)合劑和孔隙三要素組成的復合結(jié)構，其結(jié)構強度大大低于由單一均勻材質(zhì)組成的一般金屬切削刀具。 3磨削的高熱現(xiàn)象 磨具的高速運動、磨削加工的多刃性和微刃性，使磨削區(qū)產(chǎn)生大量的磨削熱，這不僅容易燒傷工件，而且高溫還可使磨具本身發(fā)生物理、化學變化，降低磨具強度。4磨具的自礪現(xiàn)象 在磨削過程中，隨磨粒的鈍化使磨削力增大。在磨削力作用下，或磨粒自身脆裂局部脫落露出鋒利局部；或整個鈍粒脫落露出鋒利新磨粒，這種現(xiàn)象稱為磨具的自礪性。磨具的自礪作用，以及為保持磨具的正確形狀而進行的修

19、整，都會產(chǎn)生大量磨創(chuàng)粉塵。 二、磨削加工危險因素：1機械傷害 機械傷害是指磨削機械本身、磨具或被磨削工件與操作者身體接觸、碰撞所造成的傷害。例如，磨削機械的運動零部件木加防護或防護不當，夾持不牢的加工件甩出，操作者與高速旋轉(zhuǎn)的磨具觸碰造成擦傷，或由于磨具破裂，高速運動的碎塊飛出傷人等。2噪聲危害 磨削機械是高噪聲機械，磨削噪聲來自多因素的綜合作用，除了磨削機械自身的傳動系統(tǒng)噪聲、干式磨削的排風系統(tǒng)噪聲和濕式磨削的冷卻系統(tǒng)噪聲外，磨削加工的切削比能大、速度高是產(chǎn)生磨削噪聲的主要原因。在進行粗磨、切割、拋光和薄板磨削作業(yè)，以及使用風動砂輪機時，噪聲更大，有時高達115dB(A)以上，對操作者聽力會

20、造成損傷。3粉塵危害 磨削加工是微量切削，切屑細小，尤其是磨具的自礪作用，以及對磨具進行修整，都會產(chǎn)生大量的粉塵。細微粉塵可長時間懸浮于空氣中不易沉落，據(jù)測定，干式磨削產(chǎn)生的粉塵中小于5m的顆粒平均占90.3%，很容易被吸入到人體肺部。長期大量吸入磨削粉塵會導致肺組織纖維化，引起塵肺病。4磨削液危害 濕式磨削采用磨削液以改善磨削的散熱條件，對防止工件外表燒傷和裂紋，沖洗磨屑，減少摩擦，降低粉塵有很重要的作用。但有些種類的磨削液及其添加劑對人體有影響，長期接觸可引起皮炎；油基磨削液的霧化會使操作環(huán)境惡化，損傷人的呼吸器官；磨削液的種類選擇不當，還會侵蝕磨具，降低其強度，增加磨具破壞的危險性；濕磨

21、削和電解磨削假設管理不當，還會影響電氣平安。 砂輪的特性砂輪是由磨料、結(jié)合劑混合，經(jīng)過高溫、高壓制造而成，是由磨料、結(jié)合劑、孔隙三要素組成的非均質(zhì)體，其組織結(jié)構見圖1。其中，磨具外表無數(shù)高硬度的鋒利磨粒作為刀具起切削作用，在砂輪高速旋轉(zhuǎn)時，磨粒切除工件上一層薄金屬，形成光潔精確的加工外表；結(jié)合劑粘結(jié)磨粒使磨具形成適于不同加工要求的各種形狀，并在磨削過程中保持形狀穩(wěn)定；孔隙用來容屑、散熱，均勻產(chǎn)生自勵效果，防止整塊崩落失去砂輪適宜的廓形。磨料、粒度、結(jié)合劑、組織、硬度、形狀和尺寸是砂輪的六大特性，對砂輪平安有很大影響。 圖1 砂輪的組織結(jié)構1-磨料 2-結(jié)合劑 3-孔隙 4-被加工件 1磨料 磨

22、料指砂輪中磨粒的材料。磨粒構成磨具的主體，在加工中起切創(chuàng)作用。 磨料需要具有很高的硬度和鋒利度，直接參與切削；需要一定的韌性和耐磨性，來承受劇烈的擠壓和摩擦力作用；需要一定的脆性，以便磨鈍后，及時更新切削鋒刃，實現(xiàn)自項性；還需要有較穩(wěn)定的物理和化學性能，使之在高溫和濕度環(huán)境下，不過早地喪失磨削性能。 磨料分為天然磨料和人造磨料兩大類。天然磨料主要有金剛石、剛玉和鉆石。人造磨 料又可分為氧化物系、碳化物系和高硬磨料系?？筛鶕?jù)磨料的不同特性和適用范圍合理選 用。2粒度 粒度是指磨料的顆粒大小和粗細程度。一般來說，構成砂輪磨料的顆粒越細小，砂輪的抗裂性越好。粒度確實定方法有兩種： 1篩分法。顆粒尺寸

23、大于50m磨料的粒度是用篩分法確定的，即用磨料通過的篩網(wǎng)在每英寸長度上的網(wǎng)眼數(shù)來表示，稱為磨粒類。其粒度號直接用阿拉伯數(shù)字表示，粒度號大小與磨料的顆粒大小相反。 2顯微鏡分析法。顆粒尺寸小于50m磨料的顆粒大小直接用顯微鏡測量，用顆粒的實際尺寸表示粒度，這樣確定的磨料稱為微粉類。其粒度號用W和磨料顆粒尺寸數(shù)組合表示。 一個砂輪的磨料通常是由相鄰幾種粒度號的磨?；旌隙?，砂輪的粒度是由占比例最大的磨粒的粒度號決定。粒度大小對砂輪的強度、加工精度，以及磨削生產(chǎn)率有很大影響。3結(jié)合劑 結(jié)合劑粘合劑是將磨粒固結(jié)在一起形成磨具的粘結(jié)材料。結(jié)合劑不僅使砂輪成形，而且對磨具的自礪性有很大影響，并直接關系到砂

24、輪的強度和使用的平安。 結(jié)合劑應具有良好的粘結(jié)性能，保證磨具高速旋轉(zhuǎn)不破裂；有足夠的耐磨性，以承受摩擦和磨削力；有對磨粒適當?shù)陌殉至?，使磨粒鋒利時不脫落，磨鈍后及時更新，保持磨具良好的磨削性能；具有較好的物理化學性能、一定的抗腐蝕能力，以適應不同的使用環(huán)境。 類別類別緊密緊密中等中等疏松疏松組織號01234567891011121314磨料/%6260585654525048464442403836344砂輪的組織 砂輪的組織是指組成砂輪的磨料、結(jié)合劑和氣孔三者的比例關系，說明砂輪結(jié)構緊密程度的特性。根據(jù)磨粒在砂輪總體積中所占百分比，組織可劃分為三檔15個號見表1。 砂輪的組織緊，氣孔??；其外

25、形易保持，磨削質(zhì)量相對高。但砂輪易堵塞，磨削熱較高。它一般用于成形磨、精磨、硬脆材料的磨削。 砂輪的組織松，氣孔多，有利降低磨削熱，防止堵塞砂輪。它一般用于軟韌材料、熱敏性強的材料的磨削，以及粗磨加工。 中等組織級砂輪用來磨削淬火鋼或用于刀具刃磨。n5硬度 砂輪的硬度是結(jié)合劑固結(jié)磨料的緊牢程度的參數(shù)，說明在外力作用下，磨料從砂輪外表脫落的難易程度。砂輪硬度不僅影響生產(chǎn)質(zhì)量，而且與使用平安衛(wèi)生關系很大。磨具的硬 度與磨料本身的硬度是兩個不同的概念，磨料的硬度是由組成磨料的材料自身特性決定的。 磨具的硬度與以下因素有關：一是結(jié)合劑的粘合能力與結(jié)合劑的種類有關；二是結(jié)合劑在磨具中的比例；三是磨具的制

26、造工藝等。在同樣條件下對同一種結(jié)合劑而言，所占比例越 大，磨粒越不易脫落，磨具硬度越高；反之那么硬度越低。在砂輪組成中，結(jié)合劑比例每增加 1.5%，砂輪硬度那么增高一級。磨具的硬度分七大級、十四小級見表 2。 大級大級超軟超軟軟軟中軟中軟中中中硬中硬硬硬超硬超硬小級-軟軟軟-代號DEFGHJKLMNPQRSTY 砂輪硬度低，自礪性好，而損耗快，幾何形狀不易保持，加工精度和質(zhì)量較差。在干式磨削和砂輪修整時，其粉塵污染較大。但因其切削力小，產(chǎn)生磨削熱少，工件外表燒傷的可能性小。 砂輪硬度高，磨料不易脫落，工件外表質(zhì)量較高。但假設砂輪硬度太高，自礪性很差，磨粒磨鈍后仍不會脫落，與工件外表摩擦、擠壓，

27、使磨具外表堵塞，產(chǎn)生很高的磨削熱，進而使磨具的磨削性能下降。這樣，不僅工件磨削質(zhì)量低，同時還嚴重影響結(jié)合劑強度，并且發(fā)出很大噪聲，甚至引起機床振動。 表2 砂輪的硬度等級 6形狀和尺寸 我國磨具的根本形狀有40多種，正確地選擇砂輪的形狀和尺寸，是保證磨削加工質(zhì)量和平安的重要方面。一般應根據(jù)磨床條件、工件形狀和加工需要，參考磨削手冊選擇。 砂輪的非均勻組織結(jié)構，決定了它的機械性能大大低于同一均勻金屬材料構成的其他切削刀具，再加上使用不當，這是造成砂輪事故多的重要原因。砂輪的磨料、粒度、結(jié)合劑、組織、硬度、形狀和尺寸等各特性要素，對砂輪的機械強度有不同的影響見表3。平安使用砂輪要統(tǒng)籌考慮各因素的綜

28、合作用效果。砂輪砂輪結(jié)合劑結(jié)合劑磨料磨料粒度粒度硬度硬度尺寸尺寸(內(nèi)徑內(nèi)徑/外徑外徑)特性特性VBS剛玉類碳化硅類細粗硬軟比值大比值小強度差好好好差好差好差差好表3 砂輪特性對砂輪強度的影響 砂輪的標記 砂輪的名稱及特性以標記的形式標注，作為砂輪的正確使用和管理提供依據(jù)。按照GB2484的規(guī)定，標記以漢語拼音和數(shù)字為代號，按照一定的順序交叉表示：砂輪形狀-尺寸-磨料-粒度-硬度-組織-結(jié)合劑-平安線速度；尺寸標記順序為：外徑X厚度X內(nèi)徑?，F(xiàn)舉例說明如下： 在使用砂輪前，一定要核準砂輪的特性指標。砂輪上的標記不得隨意撕毀或破壞，否那么，可能會因為使用混亂而導致事故發(fā)生。 砂輪的平安速度 1、離心

29、力作用下砂輪的應力分析 砂輪作高速旋轉(zhuǎn)時，組成砂輪的各質(zhì)點都受到與線速度平方成正比的離心力作用，其公式表達為：式中:p-離心力，N或kN； m-砂輪上某質(zhì)點的質(zhì)量，kg； v-該質(zhì)點的圓周線速度，m/s； r-該質(zhì)點的旋轉(zhuǎn)半徑，m。 n從圖中可見： 在砂輪的任意點上切向正應力總是大于徑向正應力，所以，由離心力引起的砂輪破壞，切向正應力起主要作用，分析砂輪的破壞主要考慮切向應力的影響。 在砂輪的任一半徑上，砂輪的內(nèi)孔壁處的應力最高。實踐也證明，砂輪破壞的裂紋總是從內(nèi)圓逐漸涉及外圓，碎塊成扇形狀。圖3 砂輪應力分布 2、砂輪的平安速度 1砂輪應力分析 防止砂輪因離心力作用受到破壞的關鍵，是使離心力

30、作用而產(chǎn)生的應力低于砂輪的機械強度。根據(jù)平均應力理論，將砂輪各不同徑向截面的切向正應力沿半徑積分，得到平均切向正應力值為： 將砂輪破壞的條件m代入上式，得到砂輪的最高平安圓周線速度為： 式中:-砂輪的許用單向抗拉強度，Pa； m-砂輪的平均切向正應力，Pa； v-砂輪的平安速度，m/s。模具名稱模具名稱最高安全圓周速度（最高安全圓周速度（m/s）陶瓷結(jié)合劑樹脂結(jié)合劑橡膠結(jié)合劑平行砂輪154035弧形砂輪3540-雙斜邊砂輪3540-單斜邊砂輪3540-單面凹砂輪354035雙面凹砂輪353540單面凹帶錐砂輪3540-雙面凹帶錐砂輪3540-筒形砂輪2530-環(huán)形/碗形砂輪3035-磨量規(guī)砂輪

31、3030-磨針砂輪25-薄片砂輪355050絲錐拋光砂輪-20板牙拋光砂輪-20石墨拋光砂輪-30-鏡面磨砂輪-25-柔性拋光砂輪-25磨螺紋砂輪5050-高速砂輪-50605060硬度M及更硬砂輪-40402)砂輪主軸轉(zhuǎn)速 控制砂輪的最高轉(zhuǎn)速是保證砂輪作業(yè)平安的關鍵，即通過承載砂輪的主軸轉(zhuǎn)速來限制砂輪的圓周最高線速度。二者的換算關系如下：式中:v-砂輪外圓的圓周速度，m/s； n-砂輪主軸的轉(zhuǎn)速，r/min； D-砂輪外徑，mm。3)工件的速度 砂輪速度過高，一方面可能導致砂輪破壞；另一方面會引起機床振動，所以只有在保證砂輪強度和機床運行平穩(wěn)的前提下，提高砂輪的工作速度才是合理的。這主要通過

32、保持加工工件的速度與砂輪速度之間的適當比例來實現(xiàn)。式中:vg-工件被磨削外表的運動線速度； v-砂輪速度的圓周線速度。砂輪的增強措施 根據(jù)砂輪受力分析得知，砂輪的破壞主要是切向應力的影響，旋轉(zhuǎn)時中心孔壁周圍的應力最大。要提高砂輪速度，應設法提高砂輪強度。常見的方法有： 第一，提高結(jié)合劑的粘接強度。例如在陶瓷結(jié)合劑中參加一定量的棚、鉀、鋇、鈣等元素，增強砂輪的抗拉強度； 第二，采用合理的砂輪尺寸，盡量防止外徑、內(nèi)徑尺寸相差過大； 第三，在砂輪內(nèi)孔區(qū)采取補償措施，常見的方法見圖4。在砂輪內(nèi)部加金屬網(wǎng)或玻璃纖維網(wǎng)見圖4a增強砂輪內(nèi)孔區(qū)厚度見圖4b，砂輪內(nèi)孔區(qū)采用細粒度磨料見圖4c；砂輪孔區(qū)浸樹脂見圖

33、4d，砂輪孔區(qū)鑲鋼轂、金屬環(huán)見圖4e等。圖4 砂輪的補強措施 砂輪裝置的平安技術 砂輪裝置是磨削機械的執(zhí)行機構，由砂輪、主軸、卡盤和防護罩共同組成。砂輪的兩側(cè)面用砂輪卡盤夾持，二者共同被安裝在與傳動系統(tǒng)相連的砂輪主軸上，外面用防護罩罩住。磨削機械平安防護的重點是砂輪，砂輪的平安不僅由自身的特性和速度決定，而且與砂輪裝置的各組成局部有直接關系。組成砂輪裝置的各元件通過各自的平安技術措施，保障磨削加工作業(yè)的平安。 砂輪裝置圖1-砂輪 2-砂輪卡盤 3-砂輪主軸 4-墊片 5-緊固螺母1砂輪主軸 砂輪主軸用來承載支持砂輪，并將傳動系統(tǒng)的動力和速度傳遞給砂輪。在磨削作業(yè)時，砂輪主軸受彎、扭組合力的作用

34、。砂輪主軸及其支撐局部結(jié)構直接影響工件的加工質(zhì)量和磨削作業(yè)平安，是砂輪裝置的關鍵結(jié)構，主軸的失效、破壞，將直接導致砂輪的破壞。砂輪主軸必須滿足下述要求：1強度要求主軸材料應具有較好的機械性能，抗拉強度不得低于650Mpa，且延伸率不低于10%。主軸承載部位的截面尺寸足夠大，以保證主軸的抗扭截面模量和抗彎截面模量。砂輪直徑越大、越厚，與之配合的砂輪主軸直徑也越大。2剛度要求砂輪主軸應滿足抗變形的要求，尤其是在內(nèi)圓磨床上加工內(nèi)孔時，砂輪需要借助接長軸安裝在砂輪主軸上，接長軸越細越長，其靜態(tài)撓度和動態(tài)撓度越大，因而旋轉(zhuǎn)不平衡力產(chǎn)生振動越大，這不僅直接影響磨削質(zhì)量，而且關系到作業(yè)平安。所以，砂輪主軸應

35、盡量選用剛度高的短、粗軸。 3防松脫的緊固措施主軸螺紋的旋向必須與砂輪工作時的旋轉(zhuǎn)方向相反，在砂輪設備上應標明砂輪的旋轉(zhuǎn)方向，標志要明顯且可長期保存。主軸的端部制有螺紋，以便螺母將砂輪和卡盤緊固。為防止裝配后的砂輪沿主軸竄動，防止在運行過程中螺母自行松脫導致砂輪甩出，螺紋必須滿足以下條件：a主軸端部螺紋長度足夠長，保證整個壓緊螺母旋入Ll；b主軸螺紋局部必須延伸到壓緊螺母的的壓緊面內(nèi)，但不得超過設計允許使用的最小厚度砂輪的內(nèi)孔長度的一半hH/2.4砂輪與主軸的配適宜宜砂輪內(nèi)孔與砂輪主軸的配合不得采用過盈配合，應留有適當間隙。 2砂輪卡盤砂輪卡盤用于緊固砂輪，傳遞驅(qū)動力，并具有一定的保護功能。當

36、砂輪意外破裂時，可阻擋大塊砂輪碎塊飛出。 1砂輪卡盤的型式 砂輪卡盤的形狀a帶槽式 b套筒式 c襯套式 d錐形式2砂輪卡盤的要求 一般用途的砂輪卡盤直徑不得小于被安裝砂輪直徑的1/3，切斷用砂輪的卡盤直徑不得小于被安裝砂輪直徑的1/4。砂輪卡盤應有足夠的剛度，在與砂輪夾緊裝配后，壓緊面不得發(fā)生翹曲，接觸面應平整、均勻。卡盤與砂輪側(cè)面的非接觸局部應有不小于1.5mm的足夠間隙。砂輪卡盤結(jié)構應均勻平衡，以免旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生不平衡力；各外表應保證平滑無銳棱，防止對砂輪局部產(chǎn)生集中力或銳棱損壞砂輪。砂輪卡盤的材料一般采用抗拉強度不低于415Mpa的材料，保證卡盤的剛度和強度。3砂輪防護罩 砂輪是磨削機械平安

37、防護的重點，但僅靠砂輪自身的強度和砂輪卡盤一定限度的保護作用，仍不能保證防止砂輪意外。砂輪還必須裝有砂輪防護罩才能使用。砂輪防護罩的功能是在不影響加工作業(yè)情況下，將人員與運動砂輪隔離，并當砂輪破壞時，有效地罩住砂輪碎片，保證人員平安。在正常磨削時，防護罩還可在一定程度上限制磨屑、粉塵的擴散范圍，阻擋磨屑火花或磨削液飛濺。防護罩應滿足以下技術要求：1材料和壁厚防護罩必須有抗砂輪碎片沖擊的足夠強度，所用材料的抗拉強度不得低于415N/mm2。防護罩材料優(yōu)先選用壓延鋼板，鋼板壁厚尺寸一般總是圓周構件厚度A側(cè)面構件厚度B見表3-6；可鍛鑄鐵的相應壁厚尺寸是壓延鋼板的2倍；灰鑄鐵的相應壁厚尺寸是壓延鋼板

38、的4倍。高速砂輪防護罩內(nèi)壁應裝備吸能緩沖材料層如聚胺脂塑料、橡膠等，以減弱砂輪碎片對罩殼的沖擊。2最大平安開口尺寸最大平安開口尺寸的限制分為總開口度和主軸水平面以上開口度兩個要求?？傞_口度愈小，砂輪破碎時的沖擊域就愈小；主軸水平面以上開口度愈小，對人體重要部位如頭、胸部傷害的概率就愈小，防護罩的平安性能愈易于實現(xiàn)。 砂輪防護罩開口角a外圓磨削 b平面磨削臥軸式 c用砂輪上部磨削 d通常用砂輪機3防護罩與砂輪的平安間隙砂輪與防護罩之間的距離是保證防護罩任何部位不得與砂輪裝置各運動部件接觸，防護罩開口邊緣與砂輪卡盤外側(cè)面間隙應小于15mm。手工磨削砂輪機圖3-17的砂輪防護罩的開口角度在主軸水平面以上不允許超過90，并且大于或等于30時必須設防護板