1、磨削机械安全技术培训,本节导航,学习目标磨削加工的危险因素砂轮的特性与它的安全技术磨削机械的使用与安全管理重点提示磨削加工的危险因素砂轮的安全技术磨削机械的使用与安全管理,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层，使工件表面质量达到预定要求的加工方法。磨床：进行磨削加工的机床,磨床种类,外圆磨床：普通、万能、无心外圆磨床 等。内圆磨床：普通、无心、行星式内圆磨床 等。平面磨床：卧轴(立轴)矩台(圆台)平面磨床 等。工具磨床：工具曲线磨床、钻头沟槽磨床等。刀具刃磨床：万能工具磨床、拉刀、滚刀磨床等。专门化磨床：曲轴、花键轴、齿轮、螺纹磨床等。其它磨床：研磨机、珩磨机、抛光机等2、。,http:/e-,M1432A型万能外圆磨床,床身,横向进给手柄,脚踏操作板,尾座,横向进给机构,砂轮架,内圆磨具,工作台,头架,万能外圆磨床外观图,普通外圆磨床,头架、砂轮架不能转位，无内圆磨头，工艺范围窄，但刚度高，旋转精度好，适于中、大批量磨削外圆柱面、小锥度外圆锥面及阶梯轴。,无心磨床,工件不需夹持，放在砂轮和导轮之间，连续磨削，操作简单，生产率高，适于大批量磨削无中心孔的轴、套、销等零件,内圆磨床,有普通、无心、行星式等，又分普通、半自动、全自动。一般采用纵磨法。因砂轮直径小，线速度较低1525m/s,砂轮轴细长，刚性差，进给量小，冷却、排屑条件差，生产率低，适于单件小批生产磨削3、淬硬零件上的孔。,平面磨床,卧轴矩台平面磨床,周磨法：砂轮与工件接触面小，散热、排屑条件好，加工质量好。但刚性小，磨削用量较小，生产率低，适于精磨。,平面磨床,立轴圆台平面磨床,端磨法：砂轮轴伸出短，刚性好，磨削用量较大，生产率高。但砂轮与工件接触面大，散热、排屑条件差，加工质量低。适于粗磨或半精磨。,磨削加工的特点,磨具的运动速度高普通磨削速度可达3035m/s；高速磨削可达4560m/s，甚至更高。它是一般金属切削刀具速度的十几倍到几十倍，其速度还有继续提高的趋势。磨具的非均质结构磨具是由磨粒、结合剂和孔隙三要素组成的复合结构，其结构强度大大低于由单一均匀材质组成的一般金属切削刀具。磨削的4、高热现象磨具的高速运动、磨削加工的多刃性和微刃性，使磨削区产生大量的磨削热，这不仅容易烧伤工件，而且高温还可使磨具本身发生物理、化学变化，降低磨具强度。磨具的自砺现象在磨削过程中，随磨粒的钝化使磨削力增大。在磨削力作用下，或磨粒自身脆裂部分脱落露出尖锐部分；或整个钝粒脱落露出锋利新磨粒，这种现象称为磨具的自砺性。磨具的自砺作用，以及为保持磨具的正确形状而进行的修整，都会产生大量磨削粉尘。,磨削加工危险因素,机械伤害机械伤害是指磨削机械本身、磨具或被磨削工件与操作者身体接触、碰撞所造成的伤害。伤害类型磨削机械的运动零部件未加防护或防护不当夹持不牢的加工件甩出操作者与高速旋转的磨具触碰造成擦伤由于5、磨具破裂，高速运动的碎块飞出伤人,磨削加工危险因素,噪声危害磨削机械是高噪声机械，磨削噪声来自多因素的综合作用，除了磨削机械自身的传动系统噪声、干式磨削的排风系统噪声和湿式磨削的冷却系统噪声外，磨削加工的切削比能大、速度高是产生磨削噪声的主要原因。粉尘危害磨削加工是微量切削，切屑细小，尤其是磨具的自砺作用，以及对磨具进行修整，都会产生大量的粉尘。细微粉尘可长时间悬浮于空气中不易沉落，据测定，干式磨削产生的粉尘中小于5m的颗粒平均占90.3%，很容易被吸入到人体肺部。长期大量吸入磨削粉尘会导致肺组织纤维化，引起尘肺病。,磨削加工危险因素,磨削液危害有些种类的磨削液及其添加剂对人体有影响，长期接触6、可引起皮炎；油基磨削液的雾化会使操作环境恶化，损伤人的呼吸器官；磨削液的种类选择不当，还会侵蚀磨具，降低其强度，增加磨具破坏的危险性；湿磨削和电解磨削若管理不当，还会影响电气安全。研磨用的易燃稀释剂、油基磨削液及其雾化，磨削时产生的火花，特别是磨削镁合金，也是引起火灾的不安全因素,机械伤害危险主要存在于操作区，粉尘、噪声等危害还会影响磨床周围的环境。在所有危害中，磨具破坏碎块飞甩打击伤人，是磨削机械最严重的伤害事故。磨具中使用量最大的是砂轮，危险性最大的也是砂轮。因此，砂轮的安全是磨削机械防护的重点。,砂轮的特性,概述,砂轮是由磨料、结合剂混合，经过高温、高压制造而成，是由磨料、结合剂、孔隙三7、要素组成的非均质体 磨具表面无数高硬度的锋利磨粒作为刀具起切削作用结合剂粘结磨粒使磨具形成适于不同加工要求的各种形状，并在磨削过程中保持形状稳定孔隙用来容屑、散热，均匀产生自励效果，避免整块崩落失去砂轮合适的廓形,砂轮的六大特性,磨料粒度结合剂组织硬度形状和尺寸,磨料,磨料指砂轮中磨粒的材料。磨粒构成磨具的主体，在加工中起切削作用。按来源分类天然磨料人造磨料化学组成氧化物系（刚玉类，主要成份Al2O3）棕刚玉（A）：硬度高，韧性好，价格便宜；磨削碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜等白刚玉（WA）：比棕刚玉硬度高、韧性低，自锐性好，磨削时发热少；精磨淬火钢、高碳钢、高速钢及薄壁零件,磨料,化学组成碳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。呈黑色或深蓝色，有光泽。硬度比白刚玉高，性脆而锋利，导热性和导电性良好；磨削铸铁。黄铜、铝、耐火材料及非金属材料绿色碳化硅(GC)：含 97%以上的碳化硅。呈绿色，硬度和脆性比 黑色碳化硅更高，导热性和导电性好；磨削硬质合金、光学玻璃、宝石、玉石、陶瓷、珩磨发动机气缸套等超硬磨料 人造金刚石（D）：无色透明或淡黄色、黄绿色、黑色。硬度高，比天然金刚石性脆。价格比其它磨料贵好多倍；磨削硬质合金、宝石等高硬度材料立方氮化硼（CBN）：立方型晶体结构，硬度略低于金刚石，强度较高，导热性能好；磨削、研磨、珩磨各种既硬又韧的淬火钢9、和高钼、高矾、高钴钢、不锈钢,磨料的一般要求,具有很高的硬度和锋利度，直接参与切削；一定的韧性和耐磨性，来承受剧烈的挤压和摩擦力作用；一定的脆性，以便磨钝后，及时更新切削锋刃，实现自励性；有较稳定的物理和化学性能，使之在高温和湿度环境下，不过早地丧失磨削性能。,粒度,磨料的颗粒大小和粗细程度。构成砂轮磨料的颗粒越细小，砂轮的抗裂性越好粒度的确定方法筛分法：颗粒尺寸大于50m磨料的粒度是用筛分法确定的，即用磨料通过的筛网在每英寸长度上的网眼数来表示，称为磨粒类。其粒度号直接用阿拉伯数字表示，粒度号大小与磨料的颗粒大小相反。如60显微镜分析法：颗粒尺寸小于50m磨料的颗粒大小直接用显微镜测量，用颗10、粒的实际尺寸表示粒度，这样确定的磨料称为微粉类。其粒度号用W和磨料颗粒尺寸数组合表示。如W20磨粒尺寸在2014um,一个砂轮的磨料通常是由相邻几种粒度号的磨粒混合而成，砂轮的粒度是由占比例最大的磨粒的粒度号决定。粒度大小对砂轮的强度、加工精度，以及磨削生产率有很大影响。,结合剂,无机类 陶瓷结合剂（V）:化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉，但性脆，不宜制成薄片，不宜高速，线速度一般为35m/s。有机类 树脂结合剂（B）：强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨或切槽切断等工作，但耐腐蚀耐热性差(300)，自锐性好。橡胶结合剂（R）：强度高弹性好，耐冲击，适于抛光轮、导轮及薄片砂轮，但耐腐蚀耐热性差(211、00)，自锐性好。金属结合剂（M）青铜、镍等，强度韧性高，成形性好，但自锐性差，适于金刚石、立方氮化硼砂轮。,组织,指组成砂轮的磨料、结合剂和气孔三者的比例关系，表明砂轮结构紧密程度的特性。分级紧密：成形性好，加工质量高，适于成形磨、精密磨和强力磨削。但砂轮易堵塞，磨削热较高。中等：适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃磨等。疏松组织不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨软材、磨平面、内圆等接触面积较大时，磨热敏性强的材料或薄件,硬度,结合剂固结磨料的紧牢程度的参数，表明在外力作用下，磨料从砂轮表面脱落的难易程度磨具的硬度与磨料本身的硬度是两个不同的概念，磨料的硬度是由组成磨料的材料自身特性决定的。磨具的硬度12、与下列因素有关：一是结合剂的粘合能力（与结合剂的种类有关）二是结合剂在磨具中的比例三是磨具的制造工艺等,砂轮硬度选择原则,磨削硬材，选软砂轮；磨削软材，选硬砂轮；磨导热性差的材料，不易散热，选软砂轮以免工件烧伤；砂轮与工件接触面积大时，选较软的砂轮；成形磨精磨时，选硬砂轮；粗磨时选较软的砂轮。,形状和尺寸,正确地选择砂轮的形状和尺寸，是保证磨削加工质量和安全的重要方面。砂轮的磨料、粒度、结合剂、组织、硬度、形状和尺寸等各特性要素，对砂轮的机械强度有不同的影响,砂轮的标志方法 按GB248484规定，标志顺序如下：磨具形状、尺寸、磨 料、粒度、硬度、组织、结合剂和最高线速度。,砂轮标志方法示例如13、下：PB 4004060 A 60 L 5 B 35 形状代号薄片 外经D400mm 厚度H40mm 内径d60mm 磨料（棕刚玉）60号粒度 硬度中软2 5号组织 树脂结合剂 最高工作线速度（m/s）,砂轮的安全速度,离心力作用下砂轮的安全速度,离心力,应力作用,结论,在砂轮的任意点上切向正应力总是大于径向正应力，所以，由离心力引起的砂轮破坏，切向正应力起主要作用，分析砂轮的破坏主要考虑切向应力的影响。在砂轮的任一半径上，砂轮的内孔壁处的应力最高。实践也证明，砂轮破坏的裂纹总是从内圆逐渐波及外圆，碎块成扇形状。,砂轮的安全速度,砂轮的最高安全圆周线速度为：,砂轮的强度通常是以砂轮的安全速度（14、也称安全圆周线速度）作为标志，它表明当砂轮以不超过该速度旋转时，不会因离心力作用而使砂轮破坏。2砂轮主轴转速 控制砂轮的最高转速是保证砂轮作业安全的关键，即通过承载砂轮的主轴转速来限制砂轮的圆周最高线速度。二者的换算关系如下：,3工件的速度 砂轮速度过高，一方面可能导致砂轮破坏；另一方面会引起机床振动，所以只有在保证砂轮强度和机床运行平稳的前提下，提高砂轮的工作速度才是合理的。这主要通过保持加工工件的速度与砂轮速度之间的适当比例来实现。,砂轮的强度通常是以砂轮的安全速度（也称安全圆周线速度）作为标志，它表明当砂轮以不超过该速度旋转时，不会因离心力作用而使砂轮破坏。砂轮的安全速度标记在砂轮上，从15、手册中也可以查到。操作者在使用砂轮前，必须核准它的实际圆周线速度，严禁超速使用。,砂轮的增强措施,提高结合剂的粘接强度。例如在陶瓷结合剂中加入一定量的硼、钾、钡、钙等元素，增强砂轮的抗拉强度；采用合理的砂轮尺寸，尽量避免外径、内径尺寸相差过大；在砂轮内孔区采取补偿措施,砂轮装置的安全技术,概述,砂轮装置由砂轮、主轴、卡盘和防护罩共同组成砂轮卡盘：夹持砂轮的两侧面,磨削机械安全防护的重点是砂轮，砂轮的安全不仅由自身的特性和速度决定，而且与砂轮装置的各组成部分有直接关系。组成砂轮装置的各元件通过各自的安全技术措施，保障磨削加工作业的安全。,1-砂轮 2-砂轮卡盘 3-砂轮主轴 4-垫片 5-紧固螺16、母,砂轮主轴,作用：承载支持砂轮，并将传动系统的动力和速度传递给砂轮 砂轮主轴及其支撑部分结构直接影响工件的加工质量和磨削作业安全，是砂轮装置的关键结构,磨削机械安全规程 GB 4674-2009,砂轮主轴安全要求,强度要求主轴材料应具有较好的机械性能，抗拉强度不得低于650 MPa，且延伸率不低于10%。主轴承载部位的截面尺寸足够大，以保证主轴的抗扭截面模量和抗弯截面模量。砂轮直径越大、越厚，与之配合的砂轮主轴直径也越 大砂轮主轴直径：工作速度小于或等于50米/秒时，安装砂轮部位的最小直径不得小于磨削机械安全规程表1规定的数值。,砂轮主轴安全要求,刚度要求砂轮主轴应满足抗变形的要求，尤其是在17、内圆磨床加工内孔时，砂轮需要借助接长轴安装在砂轮主轴上，接长轴越细越长，其静态挠度和动态挠度越大，因而旋转不平衡力产生振动越大，这不仅直接影响磨削质量，而且关系到作业安全。所以，砂轮主轴应尽量选用刚度高的短、粗轴。,砂轮主轴安全要求,防松脱的紧固措施主轴螺纹的旋向必须与砂轮工作时的旋转方向相反，在砂轮设备上应标明砂轮的旋转方向，标志要明显且可长期保存。主轴的端部制有螺纹，以便螺母将砂轮和卡盘紧固。为防止装配后的砂轮沿主轴窜动，防止在运行过程中螺母自行松脱导致砂轮甩出，螺纹必须满足以下条件：主轴端部螺纹长度足够长，保证整个压紧螺母旋入（Ll）主轴螺纹部分必须延伸到压紧螺母的压紧面内，但不得超过设18、计允许使用的最小厚度砂轮的内孔长度的一半（hH/2）。,砂轮主轴安全要求,砂轮与主轴的配合适宜 砂轮内孔与砂轮主轴的配合不得采用过盈配合，应留有适当间隙。配合间隙过小，磨削时产生的高切削热会使主轴发热膨胀，将砂轮挤裂间隙过大，高速旋转砂轮可能因装配偏心而失去平衡，导致砂轮晃动，主轴振动，增大危害性。,砂轮卡盘,作用：砂轮卡盘用于紧固砂轮，传递驱动力，并具有一定的保护功能。当砂轮意外破裂时，可阻挡大块砂轮碎块飞出。卡盘型式 带槽式砂轮卡盘：用于安装孔径尺寸较小的、直接安装在砂轮主轴上的砂轮套筒式砂轮卡盘：用于安装孔径尺寸较大的砂轮衬套式砂轮卡盘：用于安装大孔径、厚度超过32mm的砂轮锥形式砂轮卡19、盘：用于安装斜边砂轮。,砂轮卡盘要求,砂轮卡盘成对使用，对称装配在砂轮两侧以较大直径的侧面紧贴在砂轮端面上，以较小直径的侧面与压紧螺母或砂轮主轴的轴肩接触 砂轮卡盘必须满足以下要求一般用途的砂轮卡盘直径不得小于被安装砂轮直径的1/3，切断用砂轮的卡盘直径不得小于被安装砂轮直径的1/4砂轮卡盘应有足够的刚度，在与砂轮夹紧装配后，压紧面不得发生翘曲，接触面应平整、均匀。卡盘与砂轮侧面的非接触部分应有不小于1.5mm的足够间隙砂轮卡盘结构应均匀平衡，以免旋转时产生不平衡力；各表面应保证平滑无锐棱，防止对砂轮局部产生集中力或锐棱损坏砂轮砂轮卡盘的材料一般采用抗拉强度不低于415MPa的材料，保证卡盘的20、刚度和强度,砂轮防护罩,功能：在不影响加工作业情况下，将人员与运动砂轮隔离，并当砂轮破坏时，有效地罩住砂轮碎片，保障人员安全。在正常磨削时，防护罩还可在一定程度上限制磨屑、粉尘的扩散范围，阻挡磨屑火花或磨削液飞溅 砂轮防护罩一般由圆周构件和两侧面构件组成，将包括砂轮、砂轮卡盘、砂轮主轴端部在内的整个砂轮装置罩住,防护罩安全技术要求,材料和壁厚 所用材料的抗拉强度不得低于415MPa。防护罩材料优先选用压延钢板，钢板壁厚尺寸一般总是圆周构件厚度A侧面构件厚度B可锻铸铁的相向墨厚尺寸是压延钢板的2倍灰铸铁的相应壁厚尺寸是压延钢板的4倍高速砂轮防护罩内壁应装备吸能缓冲材料层,防护罩安全技术要求,最大21、安全开口尺寸限制总开口度中心水平线以上部分开口度,防护罩安全技术要求,防护罩与砂轮的安全间隙 防护罩开口边缘与砂轮卡盘外侧面间隙应小于15mm 手工磨削砂轮机的防护板和工件托架与砂轮的间隙应可调防护板与砂轮圆周表面间隙应小于6mm。托架台面与砂轮主轴中心线等高，托架与砂轮圆周表面间隙应小于3 mm,磨削机械使用与安全管理,砂轮使用的安全管理,砂轮的检查 砂轮标记检查 砂轮缺陷检查：目测和音响检查砂轮的回转强度检验砂轮的安装 核对砂轮的特性是否符合使用要求，砂轮与主轴尺寸是否相匹配。将砂轮自由地装配到砂轮主轴上，不可用力挤压。砂轮的卡盘应左右对称，压紧面径向宽度应相等。卡盘与砂轮端面之间应夹垫一22、定厚度的柔性材料衬垫紧固砂轮的松紧程度应以压紧到足以带动砂轮不产生滑动为宜，不宜过紧。,砂轮使用的安全管理,砂轮的平衡试验 新砂轮和经第一次修整的砂轮，以及发现运转不平衡的砂轮都应进行平衡试验。动平衡静平衡空转试验砂轮的修整 定期修整 常使用的修整工具：金刚石笔砂轮的储运 砂轮存放时间不应超过砂轮的有效期，树脂和橡胶结合剂的砂轮自出厂之日起,若存储时间超过一年，须经回转试验合格后才可使用,磨削作业的安全操作要求,除内圆磨削用砂轮、手提砂轮机上直径不大于50mm的砂轮，以及金属壳体的金刚石和立方氮化硼的砂轮外，一切砂轮必须在装有砂轮防护罩的磨削机械上使用。在任何情况下都不允许以超过砂轮安全的速度23、进行磨削。根据砂轮结合剂种类正确选择磨削液。树脂结合剂不能使用碱性物含量大于1.5%的磨削液橡胶结合剂不能使用油基磨削液。,第四，磨削时，应在砂轮运转平稳后再使工件吃刀，砂轮退出后再停车。工件加工结束或告一段落时，应将有关操纵手柄放在空档位置。第五，在寒冷工作场地使用砂轮时，应注意逐渐增加负荷直到满足使用要求，保证砂轮温升均匀。低于0不得使用磨削液。第六，定期检查砂轮装置的安全状态。检查重点包括卡盘和主轴缺陷、砂轮在直径和厚度的磨损是否过量变形、平衡块是否损坏等，出现异常应及时维修或更换。发生砂轮破坏的机械须检查测定砂轮装置的全部元件，确认安全方可继续使用。第七，磨削镁合金工件容易引起火灾，应24、保持有效的通风，润湿粉尘，并及时清除通风装置管道里的粉尘，采取严格防护措施。,磨削加工的个人安全卫生防护,第一，在干式磨削操作中，粉尘、研磨剂、磨粒和碎屑通常会损伤操作者的眼睛，可采用佩戴眼镜或护目镜、固定防护屏等有效地保护眼睛。第二，磨削加工操作间应配置有效的局部通风除尘装置，防止干式磨削粉尘危害。移动式砂轮作业因不便使用通风设施，应避免长时间操作，必要时可配备个人防尘呼吸用品。第三，金属研磨工特别注意防止铅化合物等重金属污染，应配备保护服、完善的卫生洗涤设备和必要的医疗管理。,磨削机械管理和维护5.1 所有砂轮和砂瓦均属易碎品，砂轮在搬运、储存中，不可受强烈振动和冲击，防止跌落或碰撞，不准25、滚动砂轮。使用车辆搬运时应采用有充气轮胎的车辆。印有砂轮特性的标志不得随意涂抹或损毁。5.2 砂轮存放场地应保持干燥，温度适宜，避免与其他化学品混放。砂轮需仔细放置于货架之上或箱匣内。5.3 砂轮应在有效期内使用。树脂和橡胶结合剂的砂轮出厂存储一年后应再经回转试验，合格者方可使用。5.4 磨削机械的砂轮主轴转速应定期检查，并做记录。5.5 砂轮主轴安装砂轮部位应定期检查，有磕碰等异常现象时严禁使用。5.6 磨削机械更换或检修电机应做记录。5.7 所有砂轮卡盘应定期检查，有下列情况之一者应维修或更换：）压紧面上不平整；）在直径或厚度上过量磨损；）丧失精度（偏摆）；）平衡块螺纹损坏；）压紧螺钉联结26、副损坏。,5.8发生砂轮破坏事故后，应及时检查砂轮防护罩是否有损伤，砂轮卡盘有无变形或不平衡，砂轮主轴端部螺纹和压紧螺母是否有损坏，检查合格后方可重新安装使用。5.9磨削机械的除尘装置应定期检查和维修，以保持其除尘能力。5.10选择磨削速度、进给量和磨削深度时，不得超过机床的额定范围，以免磨削量过大造成危险。5.11砂轮机一般应设置专用的砂轮机房，不得安装在正对着附近设备、操作人员或经常有人过往的地方。如果因条件限制不能设置专用的砂轮机房，则应在砂轮机正面装设不低于1.8高度的防护挡板。5.12磨削加工的操作人员和有关工作人员，应经过安全教育和安全知识培训。操作者经考核合格后取得操作证方能上机操作。5.13磨削机械的使用单位应编制设备安全操作规程。,