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1、磨削機械安全技術培訓,本節導航,學習目標磨削加工的危險因素砂輪的特性與它的安全技術磨削機械的使用與安全管理重點提示磨削加工的危險因素砂輪的安全技術磨削機械的使用與安全管理,磨削加工,磨削加工：借助磨具的切削作用，除去工件表面的多余層，使工件表面質量達到預定要求的加工方法。磨床：進行磨削加工的機床,磨床種類,外圓磨床：普通、萬能、無心外圓磨床 等。內圓磨床：普通、無心、行星式內圓磨床 等。平面磨床：臥軸(立軸)矩臺(圓臺)平面磨床 等。工具磨床：工具曲線磨床、鉆頭溝槽磨床等。刀具刃磨床：萬能工具磨床、拉刀、滾刀磨床等。專門化磨床：曲軸、花鍵軸、齒輪、螺紋磨床等。其它磨床：研磨機、珩磨機、拋光機等2、。,http:/e-,M1432A型萬能外圓磨床,床身,橫向進給手柄,腳踏操作板,尾座,橫向進給機構,砂輪架,內圓磨具,工作臺,頭架,萬能外圓磨床外觀圖,普通外圓磨床,頭架、砂輪架不能轉位，無內圓磨頭，工藝范圍窄，但剛度高，旋轉精度好，適于中、大批量磨削外圓柱面、小錐度外圓錐面及階梯軸。,無心磨床,工件不需夾持，放在砂輪和導輪之間，連續磨削，操作簡單，生產率高，適于大批量磨削無中心孔的軸、套、銷等零件,內圓磨床,有普通、無心、行星式等，又分普通、半自動、全自動。一般采用縱磨法。因砂輪直徑小，線速度較低1525m/s,砂輪軸細長，剛性差，進給量小，冷卻、排屑條件差，生產率低，適于單件小批生產磨削3、淬硬零件上的孔。,平面磨床,臥軸矩臺平面磨床,周磨法：砂輪與工件接觸面小，散熱、排屑條件好，加工質量好。但剛性小，磨削用量較小，生產率低，適于精磨。,平面磨床,立軸圓臺平面磨床,端磨法：砂輪軸伸出短，剛性好，磨削用量較大，生產率高。但砂輪與工件接觸面大，散熱、排屑條件差，加工質量低。適于粗磨或半精磨。,磨削加工的特點,磨具的運動速度高普通磨削速度可達3035m/s；高速磨削可達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，其速度還有繼續提高的趨勢。磨具的非均質結構磨具是由磨粒、結合劑和孔隙三要素組成的復合結構，其結構強度大大低于由單一均勻材質組成的一般金屬切削刀具。磨削的4、高熱現象磨具的高速運動、磨削加工的多刃性和微刃性，使磨削區產生大量的磨削熱，這不僅容易燒傷工件，而且高溫還可使磨具本身發生物理、化學變化，降低磨具強度。磨具的自礪現象在磨削過程中，隨磨粒的鈍化使磨削力增大。在磨削力作用下，或磨粒自身脆裂部分脫落露出尖銳部分；或整個鈍粒脫落露出鋒利新磨粒，這種現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整，都會產生大量磨削粉塵。,磨削加工危險因素,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。傷害類型磨削機械的運動零部件未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的磨具觸碰造成擦傷由于5、磨具破裂，高速運動的碎塊飛出傷人,磨削加工危險因素,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噪聲、干式磨削的排風系統噪聲和濕式磨削的冷卻系統噪聲外，磨削加工的切削比能大、速度高是產生磨削噪聲的主要原因。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，據測定，干式磨削產生的粉塵中小于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。,磨削加工危險因素,磨削液危害有些種類的磨削液及其添加劑對人體有影響，長期接觸6、可引起皮炎；油基磨削液的霧化會使操作環境惡化，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；濕磨削和電解磨削若管理不當，還會影響電氣安全。研磨用的易燃稀釋劑、油基磨削液及其霧化，磨削時產生的火花，特別是磨削鎂合金，也是引起火災的不安全因素,機械傷害危險主要存在于操作區，粉塵、噪聲等危害還會影響磨床周圍的環境。在所有危害中，磨具破壞碎塊飛甩打擊傷人，是磨削機械最嚴重的傷害事故。磨具中使用量最大的是砂輪，危險性最大的也是砂輪。因此，砂輪的安全是磨削機械防護的重點。,砂輪的特性,概述,砂輪是由磨料、結合劑混合，經過高溫、高壓制造而成，是由磨料、結合劑、孔隙三7、要素組成的非均質體 磨具表面無數高硬度的鋒利磨粒作為刀具起切削作用結合劑粘結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定孔隙用來容屑、散熱，均勻產生自勵效果，避免整塊崩落失去砂輪合適的廓形,砂輪的六大特性,磨料粒度結合劑組織硬度形狀和尺寸,磨料,磨料指砂輪中磨粒的材料。磨粒構成磨具的主體，在加工中起切削作用。按來源分類天然磨料人造磨料化學組成氧化物系（剛玉類，主要成份Al2O3）棕剛玉（A）：硬度高，韌性好，價格便宜；磨削碳鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵、硬青銅等白剛玉（WA）：比棕剛玉硬度高、韌性低，自銳性好，磨削時發熱少；精磨淬火鋼、高碳鋼、高速鋼及薄壁零件,磨料,化學組成碳8、化物系（主要成份碳化硅、碳化硼）黑色碳化硅（C）：含 95%以上的碳化硅。呈黑色或深藍色，有光澤。硬度比白剛玉高，性脆而鋒利，導熱性和導電性良好；磨削鑄鐵。黃銅、鋁、耐火材料及非金屬材料綠色碳化硅(GC)：含 97%以上的碳化硅。呈綠色，硬度和脆性比 黑色碳化硅更高，導熱性和導電性好；磨削硬質合金、光學玻璃、寶石、玉石、陶瓷、珩磨發動機氣缸套等超硬磨料 人造金剛石（D）：無色透明或淡黃色、黃綠色、黑色。硬度高，比天然金剛石性脆。價格比其它磨料貴好多倍；磨削硬質合金、寶石等高硬度材料立方氮化硼（CBN）：立方型晶體結構，硬度略低于金剛石，強度較高，導熱性能好；磨削、研磨、珩磨各種既硬又韌的淬火鋼9、和高鉬、高礬、高鈷鋼、不銹鋼,磨料的一般要求,具有很高的硬度和鋒利度，直接參與切削；一定的韌性和耐磨性，來承受劇烈的擠壓和摩擦力作用；一定的脆性，以便磨鈍后，及時更新切削鋒刃，實現自勵性；有較穩定的物理和化學性能，使之在高溫和濕度環境下，不過早地喪失磨削性能。,粒度,磨料的顆粒大小和粗細程度。構成砂輪磨料的顆粒越細小，砂輪的抗裂性越好粒度的確定方法篩分法：顆粒尺寸大于50m磨料的粒度是用篩分法確定的，即用磨料通過的篩網在每英寸長度上的網眼數來表示，稱為磨粒類。其粒度號直接用阿拉伯數字表示，粒度號大小與磨料的顆粒大小相反。如60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10、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和磨料顆粒尺寸數組合表示。如W20磨粒尺寸在2014um,一個砂輪的磨料通常是由相鄰幾種粒度號的磨粒混合而成，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，以及磨削生產率有很大影響。,結合劑,無機類 陶瓷結合劑（V）:化學穩定性好、耐熱、耐腐蝕、價廉，但性脆，不宜制成薄片，不宜高速，線速度一般為35m/s。有機類 樹脂結合劑（B）：強度高彈性好，耐沖擊，適于高速磨或切槽切斷等工作，但耐腐蝕耐熱性差(300)，自銳性好。橡膠結合劑（R）：強度高彈性好，耐沖擊，適于拋光輪、導輪及薄片砂輪，但耐腐蝕耐熱性差(211、00)，自銳性好。金屬結合劑（M）青銅、鎳等，強度韌性高，成形性好，但自銳性差，適于金剛石、立方氮化硼砂輪。,組織,指組成砂輪的磨料、結合劑和氣孔三者的比例關系，表明砂輪結構緊密程度的特性。分級緊密：成形性好，加工質量高，適于成形磨、精密磨和強力磨削。但砂輪易堵塞，磨削熱較高。中等：適于一般磨削工作，如淬火鋼、刀具刃磨等。疏松組織不易堵塞砂輪，適于粗磨、磨軟材、磨平面、內圓等接觸面積較大時，磨熱敏性強的材料或薄件,硬度,結合劑固結磨料的緊牢程度的參數，表明在外力作用下，磨料從砂輪表面脫落的難易程度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12、與下列因素有關：一是結合劑的粘合能力（與結合劑的種類有關）二是結合劑在磨具中的比例三是磨具的制造工藝等,砂輪硬度選擇原則,磨削硬材，選軟砂輪；磨削軟材，選硬砂輪；磨導熱性差的材料，不易散熱，選軟砂輪以免工件燒傷；砂輪與工件接觸面積大時，選較軟的砂輪；成形磨精磨時，選硬砂輪；粗磨時選較軟的砂輪。,形狀和尺寸,正確地選擇砂輪的形狀和尺寸，是保證磨削加工質量和安全的重要方面。砂輪的磨料、粒度、結合劑、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,砂輪的標志方法 按GB248484規定，標志順序如下：磨具形狀、尺寸、磨 料、粒度、硬度、組織、結合劑和最高線速度。,砂輪標志方法示例如13、下：PB 4004060 A 60 L 5 B 35 形狀代號薄片 外經D400mm 厚度H40mm 內徑d60mm 磨料（棕剛玉）60號粒度 硬度中軟2 5號組織 樹脂結合劑 最高工作線速度（m/s）,砂輪的安全速度,離心力作用下砂輪的安全速度,離心力,應力作用,結論,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，砂輪的內孔壁處的應力最高。實踐也證明，砂輪破壞的裂紋總是從內圓逐漸波及外圓，碎塊成扇形狀。,砂輪的安全速度,砂輪的最高安全圓周線速度為：,砂輪的強度通常是以砂輪的安全速度（14、也稱安全圓周線速度）作為標志，它表明當砂輪以不超過該速度旋轉時，不會因離心力作用而使砂輪破壞。2砂輪主軸轉速 控制砂輪的最高轉速是保證砂輪作業安全的關鍵，即通過承載砂輪的主軸轉速來限制砂輪的圓周最高線速度。二者的換算關系如下：,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的前提下，提高砂輪的工作速度才是合理的。這主要通過保持加工工件的速度與砂輪速度之間的適當比例來實現。,砂輪的強度通常是以砂輪的安全速度（也稱安全圓周線速度）作為標志，它表明當砂輪以不超過該速度旋轉時，不會因離心力作用而使砂輪破壞。砂輪的安全速度標記在砂輪上，從15、手冊中也可以查到。操作者在使用砂輪前，必須核準它的實際圓周線速度，嚴禁超速使用。,砂輪的增強措施,提高結合劑的粘接強度。例如在陶瓷結合劑中加入一定量的硼、鉀、鋇、鈣等元素，增強砂輪的抗拉強度；采用合理的砂輪尺寸，盡量避免外徑、內徑尺寸相差過大；在砂輪內孔區采取補償措施,砂輪裝置的安全技術,概述,砂輪裝置由砂輪、主軸、卡盤和防護罩共同組成砂輪卡盤：夾持砂輪的兩側面,磨削機械安全防護的重點是砂輪，砂輪的安全不僅由自身的特性和速度決定，而且與砂輪裝置的各組成部分有直接關系。組成砂輪裝置的各元件通過各自的安全技術措施，保障磨削加工作業的安全。,1-砂輪 2-砂輪卡盤 3-砂輪主軸 4-墊片 5-緊固螺16、母,砂輪主軸,作用：承載支持砂輪，并將傳動系統的動力和速度傳遞給砂輪 砂輪主軸及其支撐部分結構直接影響工件的加工質量和磨削作業安全，是砂輪裝置的關鍵結構,磨削機械安全規程 GB 4674-2009,砂輪主軸安全要求,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650 MPa，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 大砂輪主軸直徑：工作速度小于或等于50米/秒時，安裝砂輪部位的最小直徑不得小于磨削機械安全規程表1規定的數值。,砂輪主軸安全要求,剛度要求砂輪主軸應滿足抗變形的要求，尤其是在17、內圓磨床加工內孔時，砂輪需要借助接長軸安裝在砂輪主軸上，接長軸越細越長，其靜態撓度和動態撓度越大，因而旋轉不平衡力產生振動越大，這不僅直接影響磨削質量，而且關系到作業安全。所以，砂輪主軸應盡量選用剛度高的短、粗軸。,砂輪主軸安全要求,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方向相反，在砂輪設備上應標明砂輪的旋轉方向，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：主軸端部螺紋長度足夠長，保證整個壓緊螺母旋入（Ll）主軸螺紋部分必須延伸到壓緊螺母的壓緊面內，但不得超過設18、計允許使用的最小厚度砂輪的內孔長度的一半（hH/2）。,砂輪主軸安全要求,砂輪與主軸的配合適宜 砂輪內孔與砂輪主軸的配合不得采用過盈配合，應留有適當間隙。配合間隙過小，磨削時產生的高切削熱會使主軸發熱膨脹，將砂輪擠裂間隙過大，高速旋轉砂輪可能因裝配偏心而失去平衡，導致砂輪晃動，主軸振動，增大危害性。,砂輪卡盤,作用：砂輪卡盤用于緊固砂輪，傳遞驅動力，并具有一定的保護功能。當砂輪意外破裂時，可阻擋大塊砂輪碎塊飛出。卡盤型式 帶槽式砂輪卡盤：用于安裝孔徑尺寸較小的、直接安裝在砂輪主軸上的砂輪套筒式砂輪卡盤：用于安裝孔徑尺寸較大的砂輪襯套式砂輪卡盤：用于安裝大孔徑、厚度超過32mm的砂輪錐形式砂輪卡19、盤：用于安裝斜邊砂輪。,砂輪卡盤要求,砂輪卡盤成對使用，對稱裝配在砂輪兩側以較大直徑的側面緊貼在砂輪端面上，以較小直徑的側面與壓緊螺母或砂輪主軸的軸肩接觸 砂輪卡盤必須滿足以下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，壓緊面不得發生翹曲，接觸面應平整、均勻。卡盤與砂輪側面的非接觸部分應有不小于1.5mm的足夠間隙砂輪卡盤結構應均勻平衡，以免旋轉時產生不平衡力；各表面應保證平滑無銳棱，防止對砂輪局部產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20、剛度和強度,砂輪防護罩,功能：在不影響加工作業情況下，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，保障人員安全。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 砂輪防護罩一般由圓周構件和兩側面構件組成，將包括砂輪、砂輪卡盤、砂輪主軸端部在內的整個砂輪裝置罩住,防護罩安全技術要求,材料和壁厚 所用材料的抗拉強度不得低于415MPa。防護罩材料優先選用壓延鋼板，鋼板壁厚尺寸一般總是圓周構件厚度A側面構件厚度B可鍛鑄鐵的相向墨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的4倍高速砂輪防護罩內壁應裝備吸能緩沖材料層,防護罩安全技術要求,最大21、安全開口尺寸限制總開口度中心水平線以上部分開口度,防護罩安全技術要求,防護罩與砂輪的安全間隙 防護罩開口邊緣與砂輪卡盤外側面間隙應小于15mm 手工磨削砂輪機的防護板和工件托架與砂輪的間隙應可調防護板與砂輪圓周表面間隙應小于6mm。托架臺面與砂輪主軸中心線等高，托架與砂輪圓周表面間隙應小于3 mm,磨削機械使用與安全管理,砂輪使用的安全管理,砂輪的檢查 砂輪標記檢查 砂輪缺陷檢查：目測和音響檢查砂輪的回轉強度檢驗砂輪的安裝 核對砂輪的特性是否符合使用要求，砂輪與主軸尺寸是否相匹配。將砂輪自由地裝配到砂輪主軸上，不可用力擠壓。砂輪的卡盤應左右對稱，壓緊面徑向寬度應相等。卡盤與砂輪端面之間應夾墊一22、定厚度的柔性材料襯墊緊固砂輪的松緊程度應以壓緊到足以帶動砂輪不產生滑動為宜，不宜過緊。,砂輪使用的安全管理,砂輪的平衡試驗 新砂輪和經第一次修整的砂輪，以及發現運轉不平衡的砂輪都應進行平衡試驗。動平衡靜平衡空轉試驗砂輪的修整 定期修整 常使用的修整工具：金剛石筆砂輪的儲運 砂輪存放時間不應超過砂輪的有效期，樹脂和橡膠結合劑的砂輪自出廠之日起,若存儲時間超過一年，須經回轉試驗合格后才可使用,磨削作業的安全操作要求,除內圓磨削用砂輪、手提砂輪機上直徑不大于50mm的砂輪，以及金屬殼體的金剛石和立方氮化硼的砂輪外，一切砂輪必須在裝有砂輪防護罩的磨削機械上使用。在任何情況下都不允許以超過砂輪安全的速度23、進行磨削。根據砂輪結合劑種類正確選擇磨削液。樹脂結合劑不能使用堿性物含量大于1.5%的磨削液橡膠結合劑不能使用油基磨削液。,第四，磨削時，應在砂輪運轉平穩后再使工件吃刀，砂輪退出后再停車。工件加工結束或告一段落時，應將有關操縱手柄放在空檔位置。第五，在寒冷工作場地使用砂輪時，應注意逐漸增加負荷直到滿足使用要求，保證砂輪溫升均勻。低于0不得使用磨削液。第六，定期檢查砂輪裝置的安全狀態。檢查重點包括卡盤和主軸缺陷、砂輪在直徑和厚度的磨損是否過量變形、平衡塊是否損壞等，出現異常應及時維修或更換。發生砂輪破壞的機械須檢查測定砂輪裝置的全部元件，確認安全方可繼續使用。第七，磨削鎂合金工件容易引起火災，應24、保持有效的通風，潤濕粉塵，并及時清除通風裝置管道里的粉塵，采取嚴格防護措施。,磨削加工的個人安全衛生防護,第一，在干式磨削操作中，粉塵、研磨劑、磨粒和碎屑通常會損傷操作者的眼睛，可采用佩戴眼鏡或護目鏡、固定防護屏等有效地保護眼睛。第二，磨削加工操作間應配置有效的局部通風除塵裝置，防止干式磨削粉塵危害。移動式砂輪作業因不便使用通風設施，應避免長時間操作，必要時可配備個人防塵呼吸用品。第三，金屬研磨工特別注意防止鉛化合物等重金屬污染，應配備保護服、完善的衛生洗滌設備和必要的醫療管理。,磨削機械管理和維護5.1 所有砂輪和砂瓦均屬易碎品，砂輪在搬運、儲存中，不可受強烈振動和沖擊，防止跌落或碰撞，不準25、滾動砂輪。使用車輛搬運時應采用有充氣輪胎的車輛。印有砂輪特性的標志不得隨意涂抹或損毀。5.2 砂輪存放場地應保持干燥，溫度適宜，避免與其他化學品混放。砂輪需仔細放置于貨架之上或箱匣內。5.3 砂輪應在有效期內使用。樹脂和橡膠結合劑的砂輪出廠存儲一年后應再經回轉試驗，合格者方可使用。5.4 磨削機械的砂輪主軸轉速應定期檢查，并做記錄。5.5 砂輪主軸安裝砂輪部位應定期檢查，有磕碰等異常現象時嚴禁使用。5.6 磨削機械更換或檢修電機應做記錄。5.7 所有砂輪卡盤應定期檢查，有下列情況之一者應維修或更換：）壓緊面上不平整；）在直徑或厚度上過量磨損；）喪失精度（偏擺）；）平衡塊螺紋損壞；）壓緊螺釘聯結26、副損壞。,5.8發生砂輪破壞事故后，應及時檢查砂輪防護罩是否有損傷，砂輪卡盤有無變形或不平衡，砂輪主軸端部螺紋和壓緊螺母是否有損壞，檢查合格后方可重新安裝使用。5.9磨削機械的除塵裝置應定期檢查和維修，以保持其除塵能力。5.10選擇磨削速度、進給量和磨削深度時，不得超過機床的額定范圍，以免磨削量過大造成危險。5.11砂輪機一般應設置專用的砂輪機房，不得安裝在正對著附近設備、操作人員或經常有人過往的地方。如果因條件限制不能設置專用的砂輪機房，則應在砂輪機正面裝設不低于1.8高度的防護擋板。5.12磨削加工的操作人員和有關工作人員，應經過安全教育和安全知識培訓。操作者經考核合格后取得操作證方能上機操作。5.13磨削機械的使用單位應編制設備安全操作規程。,