安全:磨削机械安全.ppt
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1、第一节第一节 磨削机械安全技术磨削机械安全技术本节导航本节导航学习目标磨削加工的危险因素磨削加工的危险因素砂轮的特性与它的安全技术砂轮的特性与它的安全技术磨削机械的使用与安全管理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磨削加工的危险因素砂轮的安全技术砂轮的安全技术磨削机械的使用与安全管理磨削机械的使用与安全管理磨削加工磨削加工磨削加工: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
2、: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。http:/e- 磨具的运动速度高磨具的运动速度高普通磨削速度可达普通磨削速度可达3035m/s;高速磨削可达;高速磨削可达4560m/s,甚至更高。,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。势。磨具的非均质结构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,其结构强度大大低磨具是由磨粒、结合剂和孔隙三要素组成的复合结构,其
3、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。于由单一均匀材质组成的一般金属切削刀具。磨削的高热现象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,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。降低磨具强度。磨具的自砺现象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
4、钝粒脱落露出锋利新磨粒,这种现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,这种现象称为象称为磨具的自砺性磨具的自砺性。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。量磨削粉尘。磨削加工危险因素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、碰撞所造成的削工件与操作者身体接触、碰撞所造成的伤害。伤害。伤害类型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磨具破裂
5、,高速运动的碎块飞出伤人磨削加工危险因素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,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。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,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
6、可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粉尘中小于5m的颗粒平均占的颗粒平均占90.3%,很容易被吸入到人体,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。尘肺病。磨削加工危险因素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,长期接触可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,损伤人引起皮炎;油基磨削液的雾化会使操作环境恶化
7、,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。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,是在所有危害中,磨具破坏
8、碎块飞甩打击伤人,是磨削机械最严重的伤害事故。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安全是磨削机械防护的重点。砂轮的特性砂轮的特性概述概述 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 磨料指砂轮中磨粒的材料。磨
9、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天然磨料人造磨料人造磨料化学组成氧化物系(刚玉类,主要成份氧化物系(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、高速钢及薄壁零件类类 别别 名名 称称 代号代号 特特 性性 用用 途途 氧化氧化物系物系 棕刚棕刚玉玉 A(GZ)含含 9196%氧化铝。氧化铝。棕色,硬度高,韧性好,棕色,硬度高,韧性好,价格便宜价格便宜 磨削碳钢、合金钢、可磨削碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜等锻铸铁、硬青铜等 白刚
10、白刚玉玉WA(GB)含含 9799%的氧的氧化铝。白色,比棕刚玉化铝。白色,比棕刚玉硬度高、韧性低,自锐硬度高、韧性低,自锐性好,磨削时发热少性好,磨削时发热少精磨淬火钢、高碳钢、精磨淬火钢、高碳钢、高速钢及薄壁零件高速钢及薄壁零件 碳化碳化物系物系 黑色黑色碳化碳化硅硅 C(TH)含含 95%以上的碳化硅。以上的碳化硅。呈黑色或深蓝色,有光呈黑色或深蓝色,有光泽。硬度比白刚玉高,泽。硬度比白刚玉高,性脆而锋利,导热性和性脆而锋利,导热性和导电性良好导电性良好 磨削铸铁。黄铜、铝、磨削铸铁。黄铜、铝、耐火材料及非金属材料耐火材料及非金属材料 绿色绿色碳化碳化硅硅 GC(TL)含含 97%以上的
11、碳化硅。以上的碳化硅。呈绿色,硬度和脆性比呈绿色,硬度和脆性比 TH 更高,导热性和导更高,导热性和导电性好电性好 磨削硬质合金、光学玻磨削硬质合金、光学玻璃、宝石、玉石、陶瓷、璃、宝石、玉石、陶瓷、珩磨发动机气缸套等珩磨发动机气缸套等高硬高硬磨磨料系料系 人造人造金刚金刚石石 D(JR)无色透明或淡黄色、黄无色透明或淡黄色、黄绿色、黑色。硬度高,绿色、黑色。硬度高,比天然金刚石性脆。价比天然金刚石性脆。价格比其它磨料贵好多倍格比其它磨料贵好多倍 磨削硬质合金、宝石磨削硬质合金、宝石等高硬度材料等高硬度材料 立方立方氮化氮化硼硼 CBN(JLD)立方型晶体结构,立方型晶体结构,硬度略低于金刚石
12、,强硬度略低于金刚石,强度较高,导热性能好度较高,导热性能好 磨削、研磨、珩磨各磨削、研磨、珩磨各种既硬又韧的淬火钢种既硬又韧的淬火钢和高钼、高矾、高钴和高钼、高矾、高钴钢、不锈钢钢、不锈钢 磨料磨料化学组成碳化物系(主要成份碳化硅、碳化硼)碳化物系(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
13、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和高钼、高矾、高钴钢、不锈钢磨料的一般要求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
14、法:颗粒尺寸大于筛分法:颗粒尺寸大于50m磨料的粒度是用筛分法确定的,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。为磨粒类。其粒度号直接用阿拉伯数字表示其粒度号直接用阿拉伯数字表示,粒度号大小,粒度号大小与磨料的颗粒大小相反。如与磨料的颗粒大小相反。如60显微镜分析法:颗粒尺寸小于显微镜分析法:颗粒尺寸小于50m磨料的颗粒大小直接用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。料称为微粉类。其粒度号用其粒度号用W和
15、磨料颗粒尺寸数组合和磨料颗粒尺寸数组合表示。表示。如如W20磨粒尺寸在磨粒尺寸在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。度,以及磨削生产率有很大影响。结合剂结合剂 无机类陶瓷结合剂(陶瓷结合剂(V):化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉,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,线速度一般为但性脆,不宜制成薄片,不宜高速,线速度
16、一般为35m/s。有机类树脂结合剂(树脂结合剂(B):强度高弹性好,耐冲击,适于高速磨或):强度高弹性好,耐冲击,适于高速磨或切槽切断等工作,但耐腐蚀耐热性差切槽切断等工作,但耐腐蚀耐热性差(300),自锐性好。,自锐性好。橡胶结合剂(橡胶结合剂(R):强度高弹性好,耐冲击,适于抛光轮、):强度高弹性好,耐冲击,适于抛光轮、导轮及薄片砂轮,但耐腐蚀耐热性差导轮及薄片砂轮,但耐腐蚀耐热性差(200),自锐性好。,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。金刚石、立方氮化硼砂轮。组织组织 指
17、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。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、刀具刃磨中等:适于一般磨削工作,如淬火钢、刀具刃磨等。等。疏松组织不易堵塞砂轮,适于粗磨、磨软材、磨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,磨热敏性强的材平面、内圆等接触面积较大时,磨热敏性强的材料或薄件料或薄件硬度硬度 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
18、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)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二是结合剂在磨具中的比例三是磨具的制造工艺等三是磨具的制造工艺等砂轮硬度选择原则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
19、、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名砂轮名 称称 代号代号 尺寸表示法尺寸表示法 主要用途主要用途 平形砂平形砂 轮轮 P P D H d 用于磨外圆、内圆、平面和用于磨外圆、内圆、平面和无心磨等无心磨等 双面凹砂轮双面凹砂轮 PSA PSA D H d2d 1 t 1 t 2 用于磨外圆、无心磨和刃磨用于磨外圆、无心磨和刃磨刀具刀具 双斜边砂轮双斜边砂轮 PSX PSX D H d 用于磨削齿轮和螺纹用于磨削齿轮和螺纹 筒形砂筒形砂 轮轮 N N D H d 用于立轴端磨平面用于立轴端磨平面 碟形砂碟形砂 轮轮 D D D H d 用于刃磨刀具前面
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