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金属切削加工安全金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机械零件的设备，切削加工是利用切削刀具从工件切除多余的（或预备）的金属，使工件的形状、尺寸精度和表面粗糙度都符合预定要求的加工方法。常见的金属切削加工有钳工和机械加工两

大部分。第一节概述一、金属切削机床的类型◼1．根据加工方法和使用刀具的不同，机床可分为11大类：车床、钻床、镗床、刨床、拉床、磨床、铣床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、锯床和其他机床。◼2．根据机床本身重量的不同，机床分为四大类：中小型机床（重量在10t以下）、大型机床（重量在

10~30t之间）、重型机床（重量在30~100t之间），超重型机床（重量在100t以上）。◼3．根据机床适用范围不同，机床可分为3大类：通用机床、专门化机床、专用机床。◼4．金属切削机床还可以根据加工精度的不同、自动化程度不同等进行划分。二、金属切削机床的基

本结构和工作原理1．机座（床身和机架）在机座上装有支撑和传动工件或刀具的部件，将被加工工件和刀具固定卡牢并带动它们作相对运动。支撑工件和刀具的部件有：工作主轴、拖板、滑台、工作台等，由导轨、滑轨、滑动

轴承和滚动轴承等导向。2．传动机构将动力传到各运动部件中，传动部件有：丝杠、螺母、齿轮齿条、曲柄连杆机构、液压传动机构、齿轮及链传动机构、皮带传动机构。为了能改变刀具或工件直线运动的行程速度和旋转运动的圆周速度，机床都设有变速机构，以及进行变速的操纵

机构。3．动力源、润滑和冷却系统三、金属切削机床的传动和运动的主要形式从机床的基本结构可知，影响机床安全的危险部件主要是高速运动的执行部件（工件和刀具）和传动部件。切削运动根据对形成的加工表面所起的作用不同，可分为主运动和进给运

动。主运动是切下切屑最基本的运动。主运动形式有旋转运动和直线运动两种（由工件或刀具进行）。进给运动是使切削运动连续进行下去，切削出完整表面所需的运动。四、金属切削机床的危险因素1．按金属切削机床的部件和运动

状态来分（1）静止部件的危害因素：①切削刀具与刀刃；②突出较长的机械部分；③毛坯、工具和设备边缘锋利飞边及表面粗糙部分；④引起滑跌坠落的平台。（2）旋转部件的危害因素：单旋转部分：轴、凸块和孔，研磨工具和切削刀具。（3）内旋转咬合的危害因素：①对向旋转部

件的咬合；②旋转部件和成切线运动部件的咬合；③旋转部件和固定部件的咬合。（4）往复运动或滑动的危害因素：①单向运动；②往复运动或滑动相对固定部分：接近类型，通过类型；③旋转部件与滑动部件之间；④振动。（5）其他危害因素：①飞出的装夹具或机器零部件；②飞出的切屑或工件；③运转着的工件打击或绞扎的伤

害。2．按常见机械伤害事故来分（1）设备接地不良、漏电，照明没有采用安全电压，可发生触电事故。（2）旋转部位楔子、销子突出，没加防护罩，易绞缠人体。（3）消除切屑无专用工具，操作者未戴护目镜，可发生刺割事故及崩伤眼球。（4）加工细长杆轴料时尾部

无防弯装置或托架，导致长料甩击伤人。（5）零部件装卡不牢，可飞出击伤人体。（6）防护保险装置、防护栏、保护盖不全或维修不及时，造成绞伤、碾伤。（7）砂轮有裂纹或装卡不符合规定，发生砂轮碎片伤人事故。（8）操作旋转机床戴手套，易发生绞手事故。五、金属切削机床的运转异常与故障检测（

1）温升异常。常见于各种机床所使用的电动机及轴承齿轮箱。温升超过允许值时，说明机床超负荷或零件出现故障，严重时能闻到润滑油的恶臭和看到白烟。（2）机床转速异常。机床运转速度突然超过或低于正常转速，可能是由于负荷突出变化或机床出现机械故障。（3）机床在运转时出现振动和噪声。机床由于振动而产生的故

障率占故障总数的60%~70%。其原因是多方面的，包括机床设计不合理、机床制造缺陷、安装缺陷、零部件运转不平衡、零部件磨损、缺乏润滑及机床中进入异物。（4）机床出现撞击声。零部件松动脱落；进入异物；转子不平衡。（5）机床的输入输出参数异常。表现在：加工精度变化；机床

效率变化如泵效率；机床消耗的功率异常；加工产品的质量异常如球磨机粉碎物的粒度变化；加料量突然降低，说明生产系统有泄漏或堵塞；机床带病运转（输出会改变）。（6）机床内部缺陷。出现裂纹；绝缘质量下降；因腐蚀而

引起的缺陷。2．运动机械中易损件的故障检测一般机械设备本体出现的故障很少，容易损坏的零件成为易损件。运动机械的故障往往都是易损件的故障。提高易损件的质量和使用寿命是预防事故的重要措施。（1）零部件故障检测的重点。主要有：传动轴、轴承、齿轮，其中滚动轴承和齿轮的损坏更为普遍。（2）滚动轴承

的损伤现象及故障。损伤现象：滚珠砸碎、断裂、压坏、磨损、化学腐蚀、电腐蚀、润滑油除污、烧结、生锈，保持架损坏、裂纹；检测的参数：振动、噪声、温度、磨损残余物分析，间隙。（3）齿轮装置的故障。损伤现象：齿

轮的损伤（包括齿和齿面损伤）：齿轮本体损伤，轴、键、接头、联轴节的损伤；轴承的损伤；检测的参数：噪声、振动；齿轮箱漏油、发热。第二节金属切削加工的安全防护装置切削加工的安全防护装置主要用于防护操作人员在与机床运动件、切削刀具及被加工件接触

时，避免切屑、冷却液、润滑液等伤人，以及防止操作人员误操作而发生的伤害事故。一、金属切削机床的布局1．机床布置方式应保证不使零件或切屑伤人。一般将机床斜向布置，有利于防止上述事故的发生。2．机床的位置朝向应有利于采光，同时又使操

作人员背向日光，以免受日光直射而产生目眩。对于局部照明，应该采用安装在机床上的照明灯，其遮蔽角不小于30°，且带有不透光的反射罩。3．机床之间、机床与墙、柱之间应有适当的距离，以保证工人操作安全、行走和搬运材料及工件。机床周围应有足够的工作空间以便布置工具柜，存

放材料、毛坯、半成品和成品的架子。4．车间通道应能保证车辆和行人畅通，行人通道最小宽度必须大于1000mm；电瓶车单向行驶通道必须大于1800mm，电瓶车双向行驶通道必须大于3000mm，叉车或汽车通道必须大于3500mm。二、金属切削机床的

防护装置1．防护罩防护罩的作用是防止操作人员在意外情况下受到机械伤害。它是机械设备中最常用的、直接安装在设备上的防护装置。在切削加工机械设备上，防护罩主要用于隔离外露的旋转部件，如皮带轮、链轮、齿轮、链条、旋转轴、法兰盘和轴头等。1-金属罩壳；2-活动罩网；3-套管；4-手柄；5-

横杆；6-底座环形防护罩2．防护挡板在切削机械设备中所使用的防护挡板一般用于隔离切屑、磨屑和冷却润滑液，防止其飞溅伤人。所用材料视情况而定，一般用钢材、铝板、塑料板等。如果挡板妨碍操作人员的视线，亦可用透明的材料制作。3．防护栏杆不能在地面上操作的机床，操

作台周围应设置高度不低于0.8m的栏杆，容易伤人的大型机床运动部位，如龙门刨床床身两端也应加设栏杆，以防工作台往复运动时撞人。防护装置可以是固定的（如防护栏杆），或平时固定，仅在机修、加润滑油或调整时

才取下（如防护罩），也可以是活动的（如防护挡板）。在需要时还可以用一些大尺寸的轻便挡板（如金属网）将不安全场地围起来。防护挡板三、机床的保护装置与制动装置1．过载保险装置机床过载保险装置种类很多，但每种装置通常分为三部分：感受元件、中间环节和执行机构。感受元件对所检参数的变化起反应

，并通过中间环节传给执行机构以实现保险。所有这些部分可以组成一个部件，成为一个直接作用的保险装置，或位于保险对象的不同位置而成为间接作用的保险系统，机床过载安全装置分类图2．行程限位保险装置为使运动部

件、刀具完成行程，到达预定位置后能自动停止，常采用行程限位保险装置。3．动作联锁装置它的作用之一在于控制各运动按顺序进行，上一个动作未完成前，下一个动作不能进行。行程限位保险装置示意图顺序动作联锁装置系统示意图4．意外事故联锁保险装置当突然断电时，其补偿机构（如蓄能器、止回阀等）立即起作用，

使机床停车。事故联锁保险装置示意图1-油缸；2-蓄能器；3-压力表；4-止回阀；5-开关5．制动装置为迅速停机以装卸被加工件，以及在发生突然事故时及时停机，都需要有使机床立即停止运转的制动装置。制动装置类型很多，可根据使用要求及其特点来选用。按制动装置结构可分块状闸、具有活动

套圈的圆筒闸或内块状闸、带闸、锥形闸及圆盘闸等；按制动力分手动、液压、电气或气压等。另外，所有变速、换向机构应有明显的挡位标志牌，以及可靠的定位装置。四、车床的保险装置和互锁机构为了确保设备和人身安全，防止操作工人的误操作和设备超负荷运行造成事故，车床必须设置保险装置和互锁机构。1．保险装置

（1）过载保险装置。过载是指机床零、部件在工作时因切削力过大或因部件在工作时发生碰撞等事故，导致传递的扭矩或力超过其额定值，有可能引起机床构件损坏的状态。通常超过额定载荷的25%即被认为过载。保险装置通常靠连接件的切断、分离或打滑来限制或中断扭矩及运动的传递，防止重要构件的损坏。由

于过载额定值较低（为额定值的125%），过载可能发生的概率较高，所以过载保险装置的脱开不应当是破坏性的，如被剪断。这样，当过载消失后易于迅速恢复正常工作。1，3-轴；2-联轴器；4-蜗杆；5-压杆；6-半离合器；7-弹簧；8-支架；9-杠

杆；10-支撑杆；11-手柄；12-调整螺母脱落蜗杆原理示意图（2）事故保险装置。事故保险装置是专门为防止偶然发生的事故而设置的。其工作原理同过载保险装置一样，是限制机床传递的扭矩的大小的。所以所有过载保险装置都可兼起事故保险作用。所不同的是事

故保险装置脱开时的载荷应大于过载保险装置，为额定载荷的125%~150%。事故不会经常发生，为了简化结构，这种保险装置的脱开可以是破坏性的，可以人为地在传动中设置一个最薄弱环节，这个环节结构简单且易于更换。如直径很细的销钉是

传动链中最薄弱的环节，利用其传递扭矩，出事故时被剪断。销钉结构简单，且易于更换。2．互锁机构在机床上凡是可能发生互相干涉的运动的机构，都必须互锁，以免工人误操作或发生误动作而出现人身及机床事故。机床的互锁一般用于下列几

种情况：防止几个运动同时传入某一部件，如卧式车床中的丝杠和光杠不能同时传动刀架；防止同时接通几个相互矛盾的动作，如卧式车床的纵向与横向进给机构不能同时接通，机床的启动与制动不能同时啮合；在运动有先后顺序要求时，防止前一动作尚未完成而下一动作已经接通。

如齿轮变速箱不停车不能变速，铣床主轴不转，工作台不能机动进给等。常见的有平行轴间的互锁和交错轴间的互锁两种。几种轴间互锁装置的原理简图五、机床的安全操作规则机床操作人员的安全在很大程度上取决于操作人员是否认真地执行安全操作规程，为确保安全，操作人员应做到：1．穿好合适的工作服，把

袖口扣紧或者把衣袖卷起，把上衣扎在裤子里，腰带端头不应悬摆。不要穿过于肥大、领口敞开的衬衫或外套。留有长发时要戴防护帽或头巾，头巾及领带的端头要仔细塞好。2．操作者应佩戴防打击的防目镜。3．开动机床前要详细检查机床上危险部件的防护装置是否安全可靠，润滑机床，并作空载试

验。4．工作时，工作地点要保持整洁，有条不紊。待加工和已加工工件应摆在架子上或专门设备内，不能将工件或工具放在机床上，尤其不能放在机床的运动部件上和工作通道上。5．工件及刀具的装夹要牢靠，以防工件和刀具从夹具中脱落。装卸笨重工件时，应使用起重设备。6．在机床运转时，禁止用手调整机床或测量工

件；禁止把手肘支撑在机床上；禁止用手触摸机床的旋转部分；禁止取下或安装护板或防护装置。不要用手消除切屑，而应用钩子、刷子或专门的工具消除切屑。7．机床运转时，操作者不能离开工作地点，发现机床运转不正常时，应立即停车，请检修工检查。当停止供电时，要立即关闭机床或其他启动机构，并把刀具退出工作部位。

8．不要使污物或废油混入机床冷却液，否则不仅会弄脏冷却液，甚至会传播疾病。为防止皮肤病，严禁使用乳化液、煤油、机油洗手。9．必须使用压缩空气消除切屑时或切屑飞溅严重时，为了不危害别的操作人员，应在机床周围安装挡板，使操作区隔离。压缩空气的压力应尽可能低

。不能用压缩空气吹去衣服或头发上的尘土或脏物，否则会引起耳朵或眼睛的损伤。10．工作结束应关闭机床和电动机，把刀具和工件从工作位置退出，清理安放好所使用的工、量具，仔细地清擦机床。磨削加工安全磨削加工是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。进行磨削加工的机床称为磨床。磨削加工应用范围很广，通常作为零件（特别是淬硬零件）的精加工工序，可以获得很高的加工精度和表面质量，还可用于粗加工、切割加工等。概述一、磨削加工的特点:1．磨具的

运动速度高普通磨削速度可达30～35m/s；高速磨削可达45～60m/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。2．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。3．磨削的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。4．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，都会产生大量磨创粉尘。

二、磨削加工危险因素：1．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。例如，磨削机械的运动零部件木加防护或防护不当，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，或由于磨具破裂，高速运动的碎块飞出伤人等。2．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。在进行粗磨、切割、抛光和薄板磨削作业，

以及使用风动砂轮机时，噪声更大，有时高达115dB(A)以上，对操作者听力会造成损伤。3．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5μm

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。4．磨削液危害湿式磨削采用磨削液以改善磨削的散热条件，对防止工件表面烧伤和裂纹，冲洗磨屑，减少摩擦，降低粉尘有很重要的作用。但有些种类

的磨削液及其添加剂对人体有影响，长期接触可引起皮炎；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。砂轮的特性砂轮是由磨料、结合剂混合，经过高温、高压制造而成，是由磨料、结

合剂、孔隙三要素组成的非均质体，其组织结构见图1。其中，磨具表面无数高硬度的锋利磨粒作为刀具起切削作用，在砂轮高速旋转时，磨粒切除工件上一层薄金属，形成光洁精确的加工表面；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。磨料、粒度、结合剂、组织、硬度、形状和尺寸是砂轮的六大特性，对砂轮安全有很大影响。图1砂轮的组织结构1-磨料2-

结合剂3-孔隙4-被加工件1．磨料磨料指砂轮中磨粒的材料。磨粒构成磨具的主体，在加工中起切创作用。磨料需要具有很高的硬度和锋利度，直接参与切削；需要一定的韧性和耐磨性，来承受剧烈的挤压和摩擦力作用；需要一定

的脆性，以便磨钝后，及时更新切削锋刃，实现自项性；还需要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。磨料分为天然磨料和人造磨料两大类。天然磨料主要有金刚石、刚玉和钻石。人造磨料又可分为氧化物系、碳化物系和高硬磨料系。可根据

磨料的不同特性和适用范围合理选用。2．粒度粒度是指磨料的颗粒大小和粗细程度。一般来说，构成砂轮磨料的颗粒越细小，砂轮的抗裂性越好。粒度的确定方法有两种：（1）筛分法。颗粒尺寸大于50μm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。（2）显微镜分析法。颗粒尺寸小于50μm磨料的颗粒大小直接用显微镜测量，用颗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。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。3．结合剂结合剂（粘合剂）是将磨粒固结在一起形成磨具的粘结材料。结合剂不仅使砂轮成形，而且对磨具的自砺性有很大

影响，并直接关系到砂轮的强度和使用的安全。结合剂应具有良好的粘结性能，保证磨具高速旋转不破裂；有足够的耐磨性，以承受摩擦和磨削力；有对磨粒适当的把持力，使磨粒锋利时不脱落，磨钝后及时更新，保持磨具良好的磨削性能；具有较好的物理化学性能、一定的抗腐蚀能力，以适应

不同的使用环境。类别紧密中等疏松组织号01234567891011121314磨料/%6260585654525048464442403836344．砂轮的组织砂轮的组织是指组成砂轮的磨料、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。根据磨粒在砂轮总体积中所占百分比，组织可划分为三档15个号（见表1）。砂轮的组织紧，气孔小；其外形易保持，磨削质量相对高。但砂轮易堵塞，磨削热较高。它一般用于成形磨、精磨、硬脆材料的磨削

。砂轮的组织松，气孔多，有利降低磨削热，避免堵塞砂轮。它一般用于软韧材料、热敏性强的材料的磨削，以及粗磨加工。中等组织级砂轮用来磨削淬火钢或用于刀具刃磨。◼5．硬度砂轮的硬度是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。砂轮硬度不仅影响生产质量，而且与使用安全卫生关系很大。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。在同样条件下对同一种结合剂而言，所占比例越大，磨粒越不易脱落，磨具硬度越高；反之则硬度越低。在砂轮组成中，结合剂比例每增加1.5%，砂轮硬度则增高一级。磨具的硬度分七大级、十四小级（见表2）。大级超软软中

软中中硬硬超硬小级-软软软----------代号DEFGHJKLMNPQRSTY砂轮硬度低，自砺性好，而损耗快，几何形状不易保持，加工精度和质量较差。在干式磨削和砂轮修整时，其粉尘污染较大。但因其切削力小，产生磨削热少，工

件表面烧伤的可能性小。砂轮硬度高，磨料不易脱落，工件表面质量较高。但若砂轮硬度太高，自砺性很差，磨粒磨钝后仍不会脱落，与工件表面摩擦、挤压，使磨具表面堵塞，产生很高的磨削热，进而使磨具的磨削性能下降。这样，不仅工件磨削质量低，同时还严重影响

结合剂强度，并且发出很大噪声，甚至引起机床振动。表2砂轮的硬度等级6．形状和尺寸我国磨具的基本形状有40多种，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。一般应根据磨床条件、工件形状和加工需要，

参考磨削手册选择。砂轮的非均匀组织结构，决定了它的机械性能大大低于同一均匀金属材料构成的其他切削刀具，再加上使用不当，这是造成砂轮事故多的重要原因。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（见表3）。安全使用砂轮要统筹考虑各因素的综合

作用效果。砂轮结合剂磨料粒度硬度尺寸(内径/外径)特性VBS刚玉类碳化硅类细粗硬软比值大比值小强度差好好好差好差好差差好表3砂轮特性对砂轮强度的影响砂轮的标记砂轮的名称及特性以标记的形式标注，作为砂轮的正确使用和管理提供依据。

按照GB2484的规定，标记以汉语拼音和数字为代号，按照一定的顺序交叉表示：砂轮形状--尺寸--磨料--粒度--硬度--组织--结合剂--安全线速度；尺寸标记顺序为：外径X厚度X内径。现举例说明如下：在使用砂轮前，一定要核准砂轮的特性指标。砂轮上的标记不得随意撕毁或破坏，否则，可能会因为使用混乱

而导致事故发生。砂轮的安全速度1、离心力作用下砂轮的应力分析砂轮作高速旋转时，组成砂轮的各质点都受到与线速度平方成正比的离心力作用，其公式表达为：式中:p--离心力，N或kN；m--砂轮上某质点的质量

，kg；v--该质点的圆周线速度，m/s；r--该质点的旋转半径，m。◼从图中可见：①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。②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。图3砂轮应力分布2、砂轮的安全速度1）．砂轮应力分析防止砂轮因离心力作用受到破坏的关键，是使离心力作用而产生的应力低于砂轮的机械强度。根据平均应力理论，将砂轮各不同径向截面的切向正应力沿半径积分，得

到平均切向正应力值为：将砂轮破坏的条件σθm≤[σ]代入上式，得到砂轮的最高安全圆周线速度为：式中:[σ]--砂轮的许用单向抗拉强度，Pa；σθm--砂轮的平均切向正应力，Pa；[v]--砂轮的安全速度

，m/s。模具名称最高安全圆周速度（m/s）陶瓷结合剂树脂结合剂橡胶结合剂平行砂轮154035弧形砂轮3540-双斜边砂轮3540-单斜边砂轮3540-单面凹砂轮354035双面凹砂轮353540单面凹带锥砂轮3540-双面凹带锥砂轮3540-筒形砂轮2

530-环形/碗形砂轮3035-磨量规砂轮3030-磨针砂轮25--薄片砂轮355050丝锥抛光砂轮--20板牙抛光砂轮--20石墨抛光砂轮-30-镜面磨砂轮-25-柔性抛光砂轮--25磨螺纹砂轮5050-高速砂轮-5

0～6050～60硬度M及更硬砂轮-40402)．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：式中:v--砂轮外圆的圆周速度，m/s；n--砂

轮主轴的转速，r/min；D--砂轮外径，mm。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。式中:vg--工件被磨削表面的运动线速度；v--砂轮速度的圆周线速度。砂轮的增强措施根据砂轮受力分析得知，砂轮的破坏主要是切向应力的影响，旋转时中心孔壁周围的应力最大。要提高砂轮速度，应设法提高砂轮强度。常见的办法有：第一，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棚、钾、钡、钙等元素，增强砂轮的抗拉强度；第二，采用合理的砂轮尺寸，尽量避免外径、内径尺寸相差过大；第三，在砂轮内孔区采取补偿措施，常见的方法见图4。在砂轮内部加金属网或玻璃纤维网（见图4a）增强砂轮内孔区厚度（见图

4b），砂轮内孔区采用细粒度磨料（见图4c）；砂轮孔区浸树脂（见图4d），砂轮孔区镶钢毂、金属环（见图4e）等。图4砂轮的补强措施砂轮装置的安全技术砂轮装置是磨削机械的执行机构，由砂轮、主轴、卡盘和防护罩共同组成。砂轮的两侧面用砂轮卡盘夹持，二者共同

被安装在与传动系统相连的砂轮主轴上，外面用防护罩罩住。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。砂轮装置图1-砂轮2-砂轮卡盘3-砂轮主轴4-垫片5-紧固螺母1．砂轮主轴砂轮主轴用来承载支持砂轮，并将传动系统的动力和速度传递给砂轮。在磨削作业时，砂轮主轴受弯、扭组合力的作用。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，主轴的失效、破坏，将直接导致砂轮的破坏。砂轮主轴必须满足下述要求：（1）强度要求①主轴材料应具有较好的机械性能，抗拉强度不得低于650Mpa，且延伸率不低于10%。②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。（2）刚度要求砂轮主轴应满足抗变形的要求，尤其是在内圆磨床上加工内孔时，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。（3）防松脱的紧固措施①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。②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：（a）主轴端部螺纹长度足够长，保证整个压紧螺母旋入（L>l）；（b）主轴螺纹部分必须延伸到压紧螺母的的压紧面内，但不得超过设计允许使用的最小厚度砂轮的内孔长度的一半（h>H/2）.（4）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。2．砂轮卡盘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。（1）砂轮卡盘的型式砂轮卡盘的形状（a）带槽式（b）套筒式（c）衬套式（d）锥形式（2）砂轮卡盘的要求①一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。②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。③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。④砂轮卡盘的材料一般采用抗拉强度不低于415Mpa的材料，保证卡盘的刚度和强度。3．砂轮防护罩砂轮是磨削机械安全防护的重点，但仅靠砂轮自身的强度和砂轮卡盘一定限度的保护作用，仍不能保证防止砂

轮意外。砂轮还必须装有砂轮防护罩才能使用。砂轮防护罩的功能是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，保证人员安全。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。防护罩应满

足以下技术要求：（1）材料和壁厚防护罩必须有抗砂轮碎片冲击的足够强度，所用材料的抗拉强度不得低于415N/mm2。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（见表3-6）；可锻铸铁的相应壁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（如聚胺脂塑料、橡胶等），以减弱砂轮碎片对罩壳的冲击。（2）最大安全开口尺寸最大安全开口尺寸的限制分为总开口度和主轴水平面以上开口度两个要求。总开口度愈小，砂

轮破碎时的冲击域就愈小；主轴水平面以上开口度愈小，对人体重要部位（如头、胸部）伤害的概率就愈小，防护罩的安全性能愈易于实现。砂轮防护罩开口角（a）外圆磨削（b）平面磨削（卧轴式）（c）用砂轮上部磨削（d）通常用砂轮机（3）防护罩与砂轮的安全间隙砂轮与防护罩之间

的距离是保证防护罩任何部位不得与砂轮装置各运动部件接触，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（图3-17）的砂轮防护罩的开口角度在主轴水平面以上不允许超过90°，并且大于或等于30°时必须设防护板，以遮挡磨削

飞屑伤及操作人员。它安装于防护罩开口正端，宽度应大于砂轮防护罩宽度，并且应牢固地固定在防护罩上。防护板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。砂轮直径在150mm以上的砂轮机必须设置可调托架。砂轮与托架之间

的距离应小于被磨工件最小外形尺寸的1/2，但最大不应超过3mm。砂轮防护罩结构简图1-圆周构件2-侧构件3-防护板4-工作托架磨削机械使用与安全管理磨削机械的安全使用和管理，主要是围绕保证砂轮的安全进行。从砂轮的运输、存储，使用前的检查，砂轮的安装、修整，到磨削机械的

操作，其中任一环节的疏忽都会给磨削机械埋下安全隐患。1．砂轮使用的安全管理（1）砂轮的检查（2）砂轮的安装（3）砂轮的平衡试验（4）砂轮的修整（5）砂轮的储运2．磨削作业的安全操作要求（1）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。对此，我国磨削加工安全标准有明确规定。（2）在任何情况下都不允许以超过砂轮完全的速度进行磨削。这项要求通过与之配合的砂轮主轴的合理转速来保障，并应定期校核主轴转速，在更换新砂轮时还应进行必要的验算。（3）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。使用时，砂轮应全部浸入磨削液中；磨削结束时，应先停止磨削液，砂轮继续旋转到磨削液甩净为止。湿式磨削需设防溅挡板。（4）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。（5）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。（6）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。（7）磨削镁合金工件容易引起火灾，应保持有效的通风

，润湿粉尘，并及时清除通风装置管道里的粉尘，采取严格的防护措施。（8）使用手磨砂轮机的安全要求。①禁止侧面磨削。按规定用圆周表面作工作面的砂轮不宜使用侧面磨削，因为砂轮的径向强度较大则轴向强度很小，操作者用力过大会造成砂轮破碎，甚至伤人。②不准正面操作

。使用砂轮机磨削工件时，操作者应站在砂轮的侧面，不得在砂轮的正面进行操作，以免砂轮出故障时破碎伤人。③不准共同操作。2人共用1台砂轮机同时操作，是一种严重的违章操作行为，应严格禁止。3．磨削加工的个人安全卫生防护（1）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。（2）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。（3）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。