機(jī)床的種類很多，分類方法也很多，通常按加工性質(zhì)和所用刀具進(jìn)行分類。目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《金屬切削機(jī)床型號(hào)編制方法》(GB/T 15375—2008)將機(jī)床分為11大類，具體見表4−1.

表4−1 機(jī)床分類及代號(hào)

機(jī)床型號(hào)由漢語(yǔ)拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字按一定規(guī)律組合而成，適用于各類通用機(jī)床和專用機(jī)床(組合機(jī)床除外)。

2)金屬切削加工中的主要危險(xiǎn)因素

切削加工是利用刀具和工件做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從毛坯(鑄件、鍛件、型材等)上切除多余的金屬層，以獲得尺寸、形狀和位置精度及表面質(zhì)量符合圖樣要求的機(jī)械零件的加工過(guò)程。其加工過(guò)程中將產(chǎn)生大量切屑。由于切屑可能對(duì)操作者造成傷害，如崩片狀切屑可能迸濺傷人，粉末狀切屑可能隨呼吸進(jìn)入體內(nèi)，卷帶狀切屑連續(xù)不斷地纏在工件上，會(huì)造成傷人事故或損壞已加工的表面，因此要求采取斷屑措施。

金屬切削主要的危險(xiǎn)源有：機(jī)器傳動(dòng)部件外露時(shí)，無(wú)可靠有效的防護(hù)裝置;機(jī)床執(zhí)行部件，如夾卡工具、夾具或卡具脫落、松動(dòng);砂輪的缺陷;各類限位與聯(lián)鎖裝置或操作手柄不可靠;機(jī)床的電器部件設(shè)置得不規(guī)范或出現(xiàn)故障;機(jī)床操作過(guò)程中的違章作業(yè);工、卡、刀具放置不當(dāng);機(jī)床本體的旋轉(zhuǎn)部件有突出的銷、楔、鍵;加工超長(zhǎng)料時(shí)伸出機(jī)床尾端的危險(xiǎn)件等。

(1)機(jī)床設(shè)備危險(xiǎn)因素。

① 靜止?fàn)顟B(tài)的危險(xiǎn)因素包括切削刀具的刀刃和特別凸出的一些機(jī)械部分，如臥式銑床立柱后方凸出的懸梁等。

② 直線運(yùn)動(dòng)的危險(xiǎn)因素包括縱向運(yùn)動(dòng)部分，如外圓磨床的往復(fù)工作臺(tái);橫向運(yùn)動(dòng)部分，如升降臺(tái)銑床的工作臺(tái);直線運(yùn)動(dòng)的刀具，如帶鋸床的帶鋸條。

③ 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的危險(xiǎn)因素包括單純回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部分，如齒輪、軸、車削的工件;回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的凸起部分，如手輪的手柄;回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的刀具，如各種銑刀、圓鋸片等。

④ 組合運(yùn)動(dòng)的危險(xiǎn)因素包括直線運(yùn)動(dòng)與回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合，如皮帶與皮帶輪、齒條與齒輪;回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合，如相互嚙合的齒輪。

⑤ 飛出物引發(fā)的擊傷危險(xiǎn)。飛出的刀具、工件或切屑都有很大的動(dòng)能，容易對(duì)人體造成傷害。

(2)不安全行為引發(fā)的危險(xiǎn)。由于操作人員違反安全操作規(guī)程而發(fā)生的事故很多，如未戴防護(hù)帽而使長(zhǎng)發(fā)卷入絲桿;未穿工作服而使領(lǐng)帶或過(guò)寬松的衣袖卷入機(jī)械傳動(dòng)部分;戴手套作業(yè)而使旋轉(zhuǎn)鉆頭或切屑與手一起卷入危險(xiǎn)部位;在機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，用手調(diào)整機(jī)床或測(cè)量工件、把手肘支撐在機(jī)床上、用手觸摸機(jī)床的旋轉(zhuǎn)部分而引發(fā)的事故。

(3)機(jī)床安全防護(hù)技術(shù)要求?！督饘偾邢鳈C(jī)床安全防護(hù)通用技術(shù)條件》(GB 15760—2004)規(guī)定了針對(duì)所有金屬切削機(jī)床和機(jī)床附件存在的主要危險(xiǎn)采取的基本安全防護(hù)技術(shù)要求和措施以及驗(yàn)證方法。

金屬切削機(jī)床安全防護(hù)的基本要求如下：

① 防護(hù)罩、屏、欄等應(yīng)完備、可靠。如產(chǎn)生磨屑、切屑和冷卻液等飛濺物可能觸及人體或造成設(shè)備與環(huán)境污染的部位，易傷人的機(jī)床運(yùn)動(dòng)部位，伸出通道的超長(zhǎng)工件，機(jī)床周圍的減振溝、電纜溝、地下油槽等部位均應(yīng)安裝罩、屏、欄等安全防護(hù)裝置，并且保證防護(hù)裝置能夠有效、可靠地對(duì)危險(xiǎn)部位進(jìn)行防護(hù)。

② 防止夾具與卡具松動(dòng)或脫落的裝置應(yīng)完好，夾具與卡具結(jié)構(gòu)布局應(yīng)合理，零部件連接部位應(yīng)完好可靠，與卡具配套的夾具應(yīng)緊密協(xié)調(diào);易松動(dòng)的連接部位應(yīng)有防松脫裝置(如安全銷、對(duì)頂螺母、安全爪、鎖緊塊等)，各鎖緊手柄齊全有效。

③ 砂輪的安全防護(hù)裝置應(yīng)完備、可靠。砂輪高速旋轉(zhuǎn)可能對(duì)操作者造成各種傷害，產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，因此，所有切削加工使用的砂輪都必須安裝可靠的防護(hù)裝置。如內(nèi)、外圓磨床、平面磨床都裝有固定的砂輪防護(hù)罩，它將砂輪的周圍遮住，以便砂輪破碎時(shí)將其碎片罩住，不致傷人。但砂輪罩需要留出適當(dāng)?shù)拈_口，以便砂輪進(jìn)行磨削加工，在保證工作方便和砂輪拆裝方便的前提下，開口越小越好。

④ 機(jī)床應(yīng)根據(jù)操作情況設(shè)置保險(xiǎn)裝置。如超負(fù)荷保險(xiǎn)裝置(超載時(shí)自動(dòng)松開或停車)、行程限位保險(xiǎn)裝置(運(yùn)動(dòng)部件到預(yù)定位置能自動(dòng)停車或返回)、順序動(dòng)作聯(lián)鎖裝置(在一個(gè)動(dòng)作未完時(shí)，下一個(gè)動(dòng)作不能進(jìn)行)、意外事故聯(lián)鎖裝置(在突然斷電時(shí)，補(bǔ)償機(jī)構(gòu)能立即啟用或進(jìn)行機(jī)床停車)、緊急制動(dòng)裝置(避免在機(jī)床旋轉(zhuǎn)時(shí)裝卸工件或當(dāng)發(fā)生突然事故時(shí)，能及時(shí)停止機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn))、信號(hào)報(bào)警裝置、光電等的保護(hù)裝置等。

⑤操縱桿不得因振動(dòng)或零件磨損而脫位，操縱手柄應(yīng)擋位分明，與標(biāo)示符號(hào)圖文一致;快速手輪在自動(dòng)快速進(jìn)給時(shí)能及時(shí)脫開;卡爪靈活，卡盤或內(nèi)方的扳手自由空隙較小而不打滑。

⑥ 機(jī)床本體的各種電氣配電線路或配電柜，機(jī)床總開關(guān)及各電氣部件、機(jī)構(gòu)的電氣線路等應(yīng)符合規(guī)范。

⑦ 機(jī)床的局部或移動(dòng)照明必須采用36 V或24 V安全電壓。不論何種電壓的照明電源線，均不許只接一根相線后就利用床身載流導(dǎo)電。

⑧ 機(jī)床附近應(yīng)備有專用的排屑器，清除切屑時(shí)應(yīng)使用接屑鉤、毛刷或?qū)ｉT的工具，嚴(yán)禁用手直接清除切屑。

⑨ 嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行操作。

2. 車床安全技術(shù)

1)車削運(yùn)動(dòng)和車床的用途

車床是金屬切削加工中應(yīng)用廣泛的一類機(jī)床，在一般機(jī)加工車間，車床占機(jī)床總數(shù)的50%左右。為了使車刀能夠從毛坯上切下多余的金屬，車削加工時(shí)，車床的主軸帶動(dòng)工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，稱主運(yùn)動(dòng);車床的刀架帶動(dòng)車刀做縱向、橫向或斜向的直線移動(dòng)，稱進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。通過(guò)車刀和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使毛坯被切削成一定的幾何形狀、尺寸和表面質(zhì)量的零件，以達(dá)到圖紙上所規(guī)定的要求。

車床的加工范圍很廣，主要加工各種回轉(zhuǎn)表面，其中包括端面、外圓、內(nèi)圓、錐面、螺紋、回轉(zhuǎn)溝槽、回轉(zhuǎn)成形面和滾花等。普通車床加工的尺寸精度一般為 IT10～I(xiàn)T8.表面粗糙度值Ra=6.3～1.6 µm。

2)普通車床的型號(hào)

機(jī)床均用漢語(yǔ)拼音字母和數(shù)字按一定的規(guī)律組合進(jìn)行編號(hào)，以表示機(jī)床的類型和主要規(guī)格。

車床型號(hào)C6132的含義為：C——車床類;6——普通車床組;1——普通車床型;32——最大加工直徑為320 mm。

老型號(hào)C616的含義為：C——車床類;6——普通車床組;16——主軸中心到床面距離的1/10.即中心高為160 mm。

3)普通車床的組成

根據(jù)車床主軸回轉(zhuǎn)中心線的狀態(tài)不同，車床分為臥式車床與立式車床兩大類，其中臥式車床應(yīng)用最為廣泛。臥式車床的結(jié)構(gòu)如圖4−1所示。

圖4−1 C6132型臥式車床的結(jié)構(gòu)

1—主軸;2—滑板;3—尾座;4—床身;5—右床腿;6—溜板箱;7—左床腿;8—進(jìn)給箱

(1)床身。床身是車床的零件，用來(lái)支撐和連接各主要部件并保證各部件之間有嚴(yán)格、正確的相對(duì)位置。床身的上面有內(nèi)、外兩組平行的導(dǎo)軌。外側(cè)的導(dǎo)軌用于大滑板的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向和定位，內(nèi)側(cè)的導(dǎo)軌用于尾座的移動(dòng)導(dǎo)向和定位。床身的左、右兩端分別支撐在左、右床腿上，床腿固定在地基上。

(2)主軸變速箱。主軸箱用于支撐主軸，并使之以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。主軸是空心結(jié)構(gòu)，以便穿過(guò)長(zhǎng)棒料。主軸右端有外螺紋，用以連接卡盤、撥盤等附件，內(nèi)有錐孔，用于安裝頂尖。變速箱安裝在左床腿內(nèi)腔中。車床主軸由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)齒輪變速機(jī)構(gòu)，經(jīng)帶傳動(dòng)到主軸箱內(nèi)，再經(jīng)變速機(jī)構(gòu)變速，使主軸獲得不同的轉(zhuǎn)速。大多數(shù)車床的主軸箱和變速箱是合為一體的，稱為主軸變速箱。C6132型車床的主軸箱和變速箱是分開的，稱為分離驅(qū)動(dòng)，可減小主軸振動(dòng)，提高零件的加工精度。

(3)進(jìn)給箱。進(jìn)給箱固定在主軸箱下部的床身側(cè)面，用于傳遞進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。改變進(jìn)給箱外面的手柄位置，可使絲杠或光桿獲得不同的轉(zhuǎn)速。

(4)刀架。刀架用來(lái)裝夾刀具，能夠帶動(dòng)刀具做多個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。為此，刀架做成多層結(jié)構(gòu)，從下往上分別是床鞍、中滑板、轉(zhuǎn)盤、小滑板和方刀架，方刀架裝在小滑板上，小滑板裝在中滑板上。床鞍可帶動(dòng)車刀沿床身上的導(dǎo)軌縱向移動(dòng)，用來(lái)車外圓、鏜內(nèi)孔等;中滑板可以帶動(dòng)車刀沿床鞍上的導(dǎo)軌做橫向運(yùn)動(dòng)，用來(lái)加工端面、切斷面、切槽等;小滑板可相對(duì)中滑板改變角度后帶動(dòng)刀具斜進(jìn)給，用來(lái)車削內(nèi)、外短錐面。

(5)尾座。尾座裝在床身內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌上，可以沿導(dǎo)軌移動(dòng)到所需位置，其上可安裝頂尖，支撐長(zhǎng)工件的后端以加工長(zhǎng)圓柱體，也可以安裝孔加工刀具加工孔。尾座可橫向做少量的調(diào)整， 用于加工小錐度的外錐面。

(6)溜板箱。溜板箱與床鞍(縱向滑板)連在一起，它將光桿或絲杠傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)齒輪、齒條機(jī)構(gòu)(或絲杠、螺母機(jī)構(gòu))帶動(dòng)刀架上的刀具做直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

4)車削加工的不安全因素

車削加工最不安全的因素是切屑的飛濺、車床的附件以及工件造成的傷害。例如，工件、手用工具及夾具、量具放置不當(dāng)(如卡盤扳手插在卡盤孔內(nèi))，易造成扳手飛落、工件彈落等傷人事故;開始工作前，工件及裝夾附件沒(méi)有夾緊，則易造成工件飛出傷人事故;車床周圍布局不合理、衛(wèi)生條件不好、切屑堆放不當(dāng)?shù)?，也易造成事?車床保險(xiǎn)裝置失靈、缺乏定期檢修維護(hù)等，也會(huì)造成由于機(jī)床事故而引發(fā)的傷害。此外，操作人員的不安全行為也經(jīng)常導(dǎo)致危險(xiǎn)，如未戴防護(hù)帽、未穿工作服而使長(zhǎng)發(fā)、領(lǐng)帶或過(guò)于寬松的衣服卷入機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位，車床運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中測(cè)量工件、用紗布打磨工件毛刺或用手清除切屑等，都易造成傷害。

5)事故預(yù)防措施

為確保車削加工安全，應(yīng)采取相應(yīng)的安全技術(shù)措施，并對(duì)職工進(jìn)行必要的安全教育培訓(xùn)，加強(qiáng)安全管理，嚴(yán)格執(zhí)行安全獎(jiǎng)懲制度。

(1)技術(shù)措施。

① 為防止崩碎切屑對(duì)操作者造成傷害，應(yīng)在車床上安裝活動(dòng)式透明防護(hù)擋板，借助氣流或乳化液對(duì)切屑進(jìn)行沖洗;也可改變切屑的射出方向。

② 為防止車削加工時(shí)暴露在外的旋轉(zhuǎn)部分鉤住操作者衣服或?qū)⑹志砣朕D(zhuǎn)動(dòng)部分造成傷害事故，應(yīng)使用防護(hù)罩式安全裝置將危險(xiǎn)部位罩住。

③ 機(jī)床局部照明不足或燈光刺眼，不利操作者觀測(cè)，易產(chǎn)生誤操作，為此應(yīng)保證良好的照明。管線布置零亂，妨礙在機(jī)器附近的安全出入，應(yīng)合理布置管線，保證有足夠的上部空間，避免磕絆。

④ 車床技術(shù)狀態(tài)不好、缺乏定期檢修、保險(xiǎn)裝置失靈等，將會(huì)造成因機(jī)床事故而引起的傷害事故，應(yīng)按設(shè)備管理規(guī)章制度對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

(2)車床安全操作要求。

① 開機(jī)前，首先檢査油路和轉(zhuǎn)動(dòng)部件是否靈活正常，開機(jī)時(shí)要按要求正確佩戴勞動(dòng)防護(hù)用品，如穿緊身工作服、袖口扣緊，長(zhǎng)發(fā)要戴防護(hù)帽，禁止戴手套，切削工件和磨刀時(shí)必須戴眼鏡。

② 開機(jī)時(shí)要觀察設(shè)備是否正常，車刀要夾牢固，吃刀深度不能超過(guò)設(shè)備本身的負(fù)荷，刀頭伸出部分不要超出刀體高度的1.5倍。轉(zhuǎn)動(dòng)刀架時(shí)要把大刀退回到安全的位置，防止車刀碰撞卡盤;當(dāng)落大工件時(shí)，床面上要墊木板。用吊車配合裝卸工件時(shí)，夾盤未夾緊工件不允許卸下吊具，并且要把吊車的全部控制電源斷開。工件夾緊后車床轉(zhuǎn)動(dòng)前，須將吊具卸下。

③ 使用砂布磨工件時(shí)，砂布要用硬木墊，車刀要移到安全位置，刀架面上不準(zhǔn)放置工具和零件，劃針盤要放牢。

④ 變換轉(zhuǎn)速應(yīng)在停止車床轉(zhuǎn)動(dòng)后方可轉(zhuǎn)換，以免碰傷齒輪;開車時(shí)，車刀要慢慢接近工件，以免屑沫迸出傷人或損壞工件。

⑤ 工作時(shí)間不能隨意離開工作崗位，禁止玩笑打鬧，有事離開必須停機(jī)斷電，工作時(shí)思想要集中。機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中不能測(cè)量工件，不能在運(yùn)轉(zhuǎn)的車床附近更換衣服。未能取得上崗證的人員不能單獨(dú)操作車床。

⑥ 工作場(chǎng)地應(yīng)保持整齊、清潔，工件存放要穩(wěn)妥，不能堆放過(guò)高，鐵屑應(yīng)及時(shí)處理。電器發(fā)生故障應(yīng)馬上斷開總電源，及時(shí)叫電工檢修，不能擅自亂動(dòng)。

3. 銑床安全技術(shù)

銑床是以做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的多刃刀對(duì)做直線運(yùn)動(dòng)的金屬工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。通常銑削的主運(yùn)動(dòng)是銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。銑床可用來(lái)加工水平面、階梯面、溝槽及各種成型面，其生產(chǎn)效率比刨床高。

銑床的主要類型有臥式銑床、立式銑床、龍門銑床等。下面以X6132萬(wàn)能臥式銑床為例進(jìn)行介紹，如圖4−2所示。

1)銑床的組成

臥式銑床是一種主軸水平布置的升降臺(tái)銑床，其結(jié)構(gòu)如圖4−2所示。床身1用來(lái)固定和支撐銑床上所有的部件。主軸4用以安裝銑刀并帶動(dòng)銑刀運(yùn)動(dòng)。橫梁5上面裝有吊架，用來(lái)支撐刀桿外伸的一端，以增加刀桿的剛度?？v向工作臺(tái)8用來(lái)安裝工件或夾具，并可沿轉(zhuǎn)臺(tái)上面的水平導(dǎo)軌縱向移動(dòng)。轉(zhuǎn)臺(tái)9的作用是能將縱向工作臺(tái)在水平面內(nèi)扳轉(zhuǎn)一定角度，以便銑削螺旋槽等。橫向工作臺(tái)10位于升降臺(tái)11上面的水平導(dǎo)軌上，可帶動(dòng)縱向工作臺(tái)橫向移動(dòng)。升降臺(tái)11可沿床身的垂直導(dǎo)軌上下移動(dòng)，以調(diào)整工作臺(tái)面到銑刀的距離。

2)銑床加工的不安全因素

高速旋轉(zhuǎn)的銑刀和銑削中產(chǎn)生的振動(dòng)及飛屑是主要的不安全因素。銑床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，用手清除切屑、調(diào)整冷卻液、測(cè)量工件等，均可能使手觸到旋轉(zhuǎn)的刀具;操作人員操作時(shí)沒(méi)有戴護(hù)目鏡，被飛濺切屑傷眼，或手套、衣服袖口被旋轉(zhuǎn)的刀具卷進(jìn)去;工件夾緊不牢，銑削中松動(dòng)，用手去調(diào)整或緊固工件，工件在銑削中飛出;在快速自動(dòng)進(jìn)給時(shí)，手輪離合器沒(méi)有打開，造成手輪飛轉(zhuǎn)打人。

圖4−2 X6132萬(wàn)能臥式銑床

1—床身;2—電動(dòng)機(jī);3—主軸變速機(jī)構(gòu);4—主軸;5—橫梁;6—刀桿;7—吊梁;

8—縱向工作臺(tái);9—轉(zhuǎn)臺(tái);10—橫向工作臺(tái);11—升降臺(tái)

3)事故預(yù)防措施

為確保銑削加工安全，應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)裝置和防護(hù)措施，并對(duì)職工進(jìn)行必要的安全教育培訓(xùn)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全檢查，嚴(yán)格執(zhí)行安全獎(jiǎng)懲制度。

(1)技術(shù)措施。

① 為防止銑刀傷手事故發(fā)生，可在旋轉(zhuǎn)的銑刀上安裝活動(dòng)式防護(hù)罩。

② 銑削加工過(guò)程中會(huì)引起銑床的振動(dòng)，并且產(chǎn)生噪聲;當(dāng)振動(dòng)傳到銑刀刀刃時(shí)，將會(huì)發(fā)生崩刃現(xiàn)象。多數(shù)銑床的主軸都裝有飛輪以減小銑床的振動(dòng)。對(duì)臥式銑床，可在銑床懸梁上采用防振減振裝置。

③ 高速銑削時(shí)，在切屑飛出的方向必須安裝合適的防護(hù)網(wǎng)或防護(hù)板，防止飛屑燙人事故。另外，操作者作業(yè)時(shí)要戴防護(hù)眼鏡，銑削鑄鐵零件時(shí)要戴口罩。

(2)銑床安全操作要求。

① 進(jìn)行正確的個(gè)體防護(hù)。如工人應(yīng)穿緊身工作服，袖口扎緊;長(zhǎng)發(fā)要戴防護(hù)帽;高速銑削時(shí)要戴防護(hù)鏡;銑削鑄鐵件時(shí)應(yīng)戴口罩;操作時(shí)，嚴(yán)禁戴手套，以防將手卷入旋轉(zhuǎn)刀具和工件之間。

② 操作前應(yīng)檢査銑床各部件及安全裝置是否安全可靠，檢査設(shè)備各電器部分安全可靠程度是否良好。

③ 銑床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不得調(diào)整、測(cè)量工件和改變潤(rùn)滑方式，以防手觸及刀具碰傷手指。

④ 在銑刀旋轉(zhuǎn)停止前，不能用手去制動(dòng)。

⑤ 銑削中不要用手清除切屑，也不要用嘴吹，以防切屑損傷皮膚和眼睛。

⑥ 裝卸工件時(shí)，應(yīng)將工作臺(tái)退到安全位置;使用扳手緊固工件時(shí)，用力方向應(yīng)避開銑刀，以防扳手打滑時(shí)撞到刀具或工夾具。

⑦ 裝拆銑刀時(shí)要用專用襯墊墊好，不要用手直接握住銑刀。

⑧ 在制動(dòng)快速進(jìn)給時(shí)，要把手輪離合器打開，以防手輪快速旋轉(zhuǎn)傷人。

4. 刨床安全技術(shù)

刨床就是在刀具與金屬工件的相對(duì)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)刨削加工的機(jī)床，用于加工各種平面和溝槽。刨床的主要類型有牛頭刨床和龍門刨床。

1)刨床的組成

牛頭刨床如圖4−3所示，工件安裝在工作臺(tái)1上，工作臺(tái)1在滑座2上做橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給是間歇運(yùn)動(dòng)。底座6上裝有床身5.滑枕4帶著刀架3做往復(fù)運(yùn)動(dòng)?；?可在床身5上升降，以適應(yīng)加工不同高度的工件。

圖4−3 牛頭刨床

1—工作臺(tái);2—滑座;3—刀架;4—滑枕;5—床身;6—底座

2)刨床加工的不安全因素

刨床加工主要的不安全因素有：直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件發(fā)生飛車;工件未固定牢靠而移動(dòng)，甚至滑出;飛出的切屑等。此外，刨床運(yùn)轉(zhuǎn)中，裝拆工件、調(diào)整刀具、測(cè)量和檢査工件，或操作時(shí)站在牛頭刨床的正前方等，均容易被刀具、滑枕撞擊。

3)事故預(yù)防措施

為保證刨削加工安全，應(yīng)按刨床安全防護(hù)技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，通過(guò)設(shè)計(jì)盡可能排除或減小所有潛在的危險(xiǎn)因素;對(duì)不能排除的危險(xiǎn)，應(yīng)采取必要的防護(hù)措施或設(shè)置安全防護(hù)裝置;對(duì)于某些不便防護(hù)的危險(xiǎn)，應(yīng)在使用說(shuō)明書中說(shuō)明;必要時(shí)還應(yīng)在危險(xiǎn)部位設(shè)置警告標(biāo)志，并按規(guī)定正確使用。對(duì)職工進(jìn)行必要的安全教育培訓(xùn)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全檢査，嚴(yán)格執(zhí)行安全獎(jiǎng)懲制度。

(1)技術(shù)措施。

① 為防止高速切削時(shí)刨床工作臺(tái)飛出造成傷害，應(yīng)設(shè)置限位開關(guān)、液壓緩沖器或刀具切削緩沖器。

② 橫梁、工作臺(tái)位置要調(diào)整好，以防開車后，工件與滑軌或橫梁相撞。

③ 工件、刀具和夾具裝夾要牢靠，以防切削中產(chǎn)生工件“移動(dòng)”甚至滑出，以及刀具損壞或折斷，造成設(shè)備或人身事故。

④刨床運(yùn)轉(zhuǎn)中，不允許裝卸工件、調(diào)整刀具、測(cè)量及檢査工件，以防止被刀具、滑枕撞擊。

⑤ 牛頭刨床工作臺(tái)或龍門刨床刀架座快速移動(dòng)時(shí)，應(yīng)將手柄取下或脫開離合器，以免手柄快速轉(zhuǎn)動(dòng)或飛出傷人。

⑥ 在龍門刨床上設(shè)置固定式或可調(diào)式防護(hù)欄桿，以防止工作臺(tái)撞擊操作者或?qū)⒉僮髡邏合驂Ρ诨蚱渌潭ㄎ铩?/span>

⑦ 裝卸大型工件時(shí)，應(yīng)盡量使用起重設(shè)備;工件吊起后，不要站在工件下面，以防意外事故的發(fā)生。

(2)刨床安全操作要求。

① 進(jìn)行正確的個(gè)體防護(hù)。如工人應(yīng)穿工作服、長(zhǎng)發(fā)要戴防護(hù)帽。

② 開車前應(yīng)檢査和清理遺留在機(jī)床工作臺(tái)面上的物品，機(jī)床上不得隨意放置工具或其他物品;檢查所有手柄和開關(guān)及控制旋鈕是否處于正確位置;檢査工件、刀具及夾具是否裝夾牢固。

③ 刨床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，禁止裝卸工作、調(diào)整刀具、測(cè)量檢査工件和清除切屑，操作者不得離開工作崗位;操作人員應(yīng)站在工作臺(tái)的側(cè)面觀看刨削情況。

④ 工作時(shí)應(yīng)注意工件卡具位置與刀架或刨刀的高度，防止發(fā)生碰撞;刀架螺絲要隨時(shí)緊固，以防刀具突然脫落;工作中若發(fā)現(xiàn)工件松動(dòng)，必須立即停車，緊固后再進(jìn)行加工;禁止邊用手推著加工，邊進(jìn)行緊固工作。

⑤ 牛頭刨床工作臺(tái)或龍門刨床刀架做快速移動(dòng)時(shí)，應(yīng)將手柄取下或脫開離合器。

⑥ 裝卸大型工件時(shí)，應(yīng)盡量用起重設(shè)備。工件起吊后，不得站在工件的下面，以免發(fā)生意外事故。工件卸下后，要將工件放在合適位置，且要放置平穩(wěn)。

⑦ 工作結(jié)束后，應(yīng)關(guān)閉機(jī)床電器系統(tǒng)和切斷電源;然后再做清理工作，并潤(rùn)滑機(jī)床。

工作中如發(fā)現(xiàn)機(jī)床發(fā)生故障，應(yīng)立即停車并及時(shí)報(bào)告領(lǐng)導(dǎo)，派機(jī)修工修理。

5. 磨床安全技術(shù)

磨削加工是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(zhì)量達(dá)到預(yù)定要求的加工方法。進(jìn)行磨削加工的機(jī)床稱為磨床。磨削加工應(yīng)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表面質(zhì)量，它能完成外圓、內(nèi)孔、平面以及齒輪、螺紋等成型表面的加工，也可用于粗加工、切割加工等。磨床可分為萬(wàn)能外圓磨床、普通外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、工具磨床及專用磨床等。圖4−4所示為萬(wàn)能外圓磨床。

圖4−4 萬(wàn)能外圓磨床

1—床身;2—工作臺(tái);3—頭架;4—砂輪;5—內(nèi)圓磨頭;6—砂輪架;7—尾架

1)磨床的組成及運(yùn)動(dòng)

床身1用來(lái)裝夾各部件，上部裝有工作臺(tái)和砂輪架，內(nèi)部裝置液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。床身上的縱向?qū)к壒┕ぷ髋_(tái)移動(dòng)用，橫向?qū)к壒┥拜喴苿?dòng)。工作臺(tái)2靠液壓驅(qū)動(dòng)，沿床身的縱向?qū)к壸鲋本€運(yùn)動(dòng)，使工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給。頭架3上有主軸，主軸端部可以裝夾頂尖、撥盤或卡盤，以便裝夾工件，頭架可在水平面內(nèi)偏轉(zhuǎn)一定的角度。尾架7的套筒內(nèi)有頂尖，用來(lái)支撐工件的另一端。砂輪架6用來(lái)裝夾砂輪，并有單獨(dú)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)砂輪高速旋轉(zhuǎn)。砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是磨削加工的主運(yùn)動(dòng)。

2)磨削加工的特點(diǎn)

從安全角度看，磨削加工有以下特點(diǎn)：

(1)磨具的運(yùn)動(dòng)速度高。普通磨削可達(dá)30～35 m/s，高速磨削可達(dá)45～60 m/s，甚至更高，其速度還有日益提高的趨勢(shì)。

(2)磨具的非均質(zhì)結(jié)構(gòu)。磨具是由磨料、結(jié)合劑和氣孔三要素組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)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(yùn)動(dòng)、磨削加工的多刃性和微量切削，都會(huì)產(chǎn)生大量的磨削熱，不僅可能燒傷工件表面，而且高溫也會(huì)使磨具本身發(fā)生物理、化學(xué)變化，產(chǎn)生熱應(yīng)力，降低磨具的強(qiáng)度。

(4)磨具的自礪現(xiàn)象。在磨削力的作用下，磨鈍的磨粒自身脆裂或脫落的現(xiàn)象，稱為磨具的自礪性。磨削過(guò)程中的磨具自礪作用以及修整磨具的作業(yè)，都會(huì)產(chǎn)生大量的磨削粉塵。

3)磨削加工的不安全因素

由于磨具的特殊結(jié)構(gòu)和磨削的特殊加工方式，磨削加工中存在的危險(xiǎn)因素也會(huì)危及操作者的安全和身體健康。

(1)機(jī)械傷害。機(jī)械傷害是指磨削機(jī)械本身、磨具或被磨削工件與操作者接觸、碰撞所造成的傷害。運(yùn)動(dòng)零部件未加防護(hù)或防護(hù)不當(dāng)，旋轉(zhuǎn)砂輪的破碎及磁力吸盤上工件的竄動(dòng)、飛出是造成傷害的主要原因。

(2)噪聲危害。磨削機(jī)械是高噪聲機(jī)械，磨削噪聲來(lái)自多因素的聯(lián)合作用，除了磨削機(jī)械自身的傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲、干式磨削的排風(fēng)系統(tǒng)噪聲和濕式磨削的冷卻系統(tǒng)噪聲外，磨削加工切削比能大、速度高是產(chǎn)生磨削噪聲的主要原因。尤其是粗磨、切割、拋光和薄板磨削作業(yè)，以及使用風(fēng)動(dòng)砂輪機(jī)，噪聲更大，有時(shí)高達(dá)115 d B以上，損傷操作者的聽力。

(3)粉塵危害。磨削加工是微量切削，切屑細(xì)小，尤其是磨具的自礪作用，以及對(duì)磨具進(jìn)行修整，都會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵。據(jù)測(cè)定，干式磨削產(chǎn)生的粉塵中，小于5 μm的顆粒平均占90%。長(zhǎng)期大量吸入磨削粉塵會(huì)導(dǎo)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，對(duì)改善磨削的散熱條件，防止工件表面燒傷和裂紋，沖洗磨屑，減少摩擦，減少粉塵有很重要的作用。但是，長(zhǎng)期接觸磨削液可引起皮炎;油基磨削液的霧化會(huì)損傷人的呼吸器官;磨削液的種類選擇不當(dāng)，會(huì)浸蝕磨具、降低其強(qiáng)度、增加磨具破壞的危險(xiǎn);濕式磨削和電解磨削若管理不當(dāng)，還會(huì)影響電氣設(shè)備安全。

(5)發(fā)火性危險(xiǎn)。研磨用的易燃稀釋劑、油基磨削液及其霧化、磨削火花是引起火災(zāi)的不安全因素。

4)砂輪的安全使用事項(xiàng)

磨削加工最嚴(yán)重的事故是高速旋轉(zhuǎn)的砂輪破裂，碎塊飛甩出去造成傷害。在磨削加工中，作用在砂輪上的力有磨削力、砂輪卡盤對(duì)砂輪的夾緊力、磨削熱使砂輪產(chǎn)生的熱應(yīng)力、砂輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力等。諸因素中，對(duì)砂輪安全影響最大的作用力是離心力。

(1)砂輪受力分析。砂輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，受到的離心力p=mv2/r，與線速度平方成正比。通過(guò)對(duì)砂輪的應(yīng)力分析，并經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，砂輪的應(yīng)力分布如圖4−5所示。

由圖可知：

① 切向正應(yīng)力總是大于徑向正應(yīng)力。由離心力引起的砂輪破壞，切向正應(yīng)力起主要作用。

② 在砂輪的任一半徑處，砂輪的內(nèi)孔壁處的應(yīng)力最高。實(shí)踐也證明，砂輪破壞的裂紋總是從內(nèi)圓逐漸波及外圓，碎塊呈不規(guī)則的扇形。

(2)砂輪的安全速度。防止砂輪因離心力作用受到破壞的關(guān)鍵是由離心力作用而產(chǎn)生的應(yīng)力低于砂輪的機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)平均應(yīng)力理論可得到砂輪的最高安全圓周線速度，即砂輪的安全速度：

圖4−5 砂輪的應(yīng)力分布

式中 [σ] ——砂輪的許用單向抗拉強(qiáng)度，Pa;

[v] ——砂輪的安全速度，m/s;

g ——重力加速度，m/s2;

ρs——砂輪的密度，kg/m3;

k ——砂輪外徑與內(nèi)徑之比。普通砂輪的最高安全圓周線速度見表4−2.

表4−2 普通砂輪的最高安全圓周線速度

砂輪的強(qiáng)度通常是以砂輪的安全速度(也稱安全圓周線速度)作為標(biāo)志。當(dāng)砂輪超過(guò)安全速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，可能會(huì)因離心力作用使砂輪破碎。安全速度標(biāo)記在砂輪上，手冊(cè)中也可以査到。操作者在使用前，必須核準(zhǔn)砂輪的實(shí)際圓周線速度，嚴(yán)禁超速使用。

(3)砂輪工作速度的控制?？刂粕拜喌淖罡呔€速度不超過(guò)許用值，是保證砂輪作業(yè)安全的關(guān)鍵。一般通過(guò)設(shè)定承載砂輪的主軸轉(zhuǎn)速來(lái)限制砂輪的最高圓周線速度，二者的換算關(guān)系如下：

即

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。

砂輪速度過(guò)高，一方面可能導(dǎo)致砂輪破壞，另一方面會(huì)引起機(jī)床振動(dòng)，只有在保證砂輪強(qiáng)度和機(jī)床運(yùn)行平穩(wěn)的前提下，提高砂輪的工作速度才是合理的。實(shí)際工作中，主要通過(guò)保持加工工件的速度與砂輪速度之間的適當(dāng)比例來(lái)實(shí)現(xiàn)。

(4)砂輪的增強(qiáng)措施。根據(jù)砂輪的受力分析，砂輪的破壞主要是切向應(yīng)力的影響，旋轉(zhuǎn)時(shí)中心孔壁周圍的應(yīng)力最大。要提高砂輪的速度，必須設(shè)法提高砂輪的強(qiáng)度。常見的辦法有以下幾種：

① 提高結(jié)合劑的粘結(jié)強(qiáng)度。例如，在陶瓷結(jié)合劑中加入一定量的硼、鋰、鋇、鈣等元素，增強(qiáng)砂輪的抗拉強(qiáng)度。

② 采用合理的砂輪尺寸，盡量避免外徑、內(nèi)徑尺寸相差過(guò)大。

③ 在砂輪內(nèi)孔區(qū)采取補(bǔ)償措施。常見的方法有：在砂輪內(nèi)部加金屬網(wǎng)或玻璃纖維網(wǎng)，增強(qiáng)砂輪內(nèi)孔區(qū)的厚度，砂輪內(nèi)孔區(qū)采用細(xì)粒度磨料，砂輪內(nèi)孔區(qū)浸樹脂，砂輪內(nèi)孔區(qū)鑲鋼轂、金屬環(huán)等。

5)砂輪裝置的安全技術(shù)

砂輪裝置由砂輪、主軸、卡盤和防護(hù)罩共同組成。砂輪的兩側(cè)面用砂輪卡盤夾持，安裝在與傳動(dòng)系統(tǒng)相連的砂輪主軸上(見圖4−6)，外面用防護(hù)罩罩住。磨削機(jī)械安全防護(hù)的重點(diǎn)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的安全技術(shù)措施有直接關(guān)系。

圖4−6 砂輪裝置圖

(1)砂輪主軸。砂輪主軸用來(lái)支撐砂輪，并將傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力和速度傳遞給砂輪。在磨削作業(yè)時(shí)，砂輪主軸受彎、扭組合力作用。砂輪主軸及其支撐部分的結(jié)構(gòu)直接影響工件的加工質(zhì)量和磨削作業(yè)安全，是砂輪裝置的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。主軸的失效、破壞將直接導(dǎo)致砂輪的破壞甚至飛甩造成打擊傷害。砂輪主軸必須滿足以下安全技術(shù)要求：

① 強(qiáng)度要求。主軸材料具有較好的機(jī)械性能，抗拉強(qiáng)度不得低于650 MPa，延伸率不得低于10%;承載部位的截面尺寸足夠大，保證主軸的抗扭截面模量和抗彎截面模量，砂輪直徑越大、厚度越厚，與之配合的砂輪主軸直徑也越大。

② 剛度要求。內(nèi)圓磨砂輪需要借助接長(zhǎng)軸安裝在砂輪主軸上，接長(zhǎng)軸越細(xì)、越長(zhǎng)，其靜態(tài)撓度和動(dòng)態(tài)撓度越大，會(huì)因旋轉(zhuǎn)不平衡而產(chǎn)生振動(dòng)，不僅直接影響磨削質(zhì)量，而且關(guān)系到作業(yè)安全。因此，應(yīng)盡量選用剛度大的短、粗接長(zhǎng)軸。

③ 防松脫的緊固要求。緊固砂輪或砂輪卡盤的砂輪主軸端部螺紋的旋向必須與砂輪工作時(shí)旋轉(zhuǎn)方向相反。砂輪機(jī)械上應(yīng)標(biāo)明砂輪的旋轉(zhuǎn)方向，標(biāo)記要明顯且可長(zhǎng)期保存。砂輪主軸的端部螺紋應(yīng)足夠長(zhǎng)，切實(shí)保證整個(gè)螺母旋入壓緊(L>l);砂輪主軸螺紋部分必須延伸到壓緊螺母的壓緊面內(nèi)，但不得超過(guò)設(shè)計(jì)允許使用的最小厚度砂輪內(nèi)孔長(zhǎng)度的1/2.即h H> /2.

④ 砂輪與主軸的配合要求。砂輪內(nèi)孔與砂輪主軸的配合不得采用過(guò)盈配合，應(yīng)留有適當(dāng)間隙。間隙過(guò)小，磨削時(shí)產(chǎn)生的高切削熱使軸發(fā)熱膨脹，將砂輪擠裂;間隙過(guò)大，高速旋轉(zhuǎn)的砂輪可能因裝配偏心而失去平衡，導(dǎo)致砂輪晃動(dòng)、主軸振動(dòng)，增大危險(xiǎn)性。

(2)砂輪卡盤。砂輪卡盤用于緊固砂輪，傳遞驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)砂輪意外破裂時(shí)，可阻擋砂輪大碎塊飛出，具有一定的保護(hù)功能。砂輪卡盤有帶槽式、套筒式、襯套式和錐形砂輪卡盤等多種形式。

無(wú)論是何種形式的砂輪卡盤，都是成對(duì)使用，對(duì)稱裝配在砂輪兩側(cè)，以較大直徑的側(cè)面緊貼在砂輪端面，以較小直徑的側(cè)面與壓緊螺母或砂輪主軸的軸肩接觸，卡盤內(nèi)孔徑與砂輪主軸配合。砂輪卡盤必須滿足以下安全技術(shù)要求：

① 砂輪卡盤的材料一般采用抗拉強(qiáng)度不低于 415 MPa 的材料，保證卡盤的剛度和強(qiáng)度。

② 一般用途的砂輪卡盤直徑不得小于所安裝砂輪直徑的1/3.切斷用砂輪的卡盤直徑不得小于所安裝砂輪直徑的1/4.

③ 卡盤結(jié)構(gòu)應(yīng)均勻平衡，各表面應(yīng)保證平滑無(wú)銳棱;夾緊裝配后，與砂輪兩側(cè)面接觸的環(huán)形壓緊面應(yīng)對(duì)稱、平整、不得翹曲。

④ 卡盤與砂輪側(cè)面的非接觸部分應(yīng)有不小于1.5 mm的間隙。

(6)砂輪防護(hù)罩。其作用是在不影響加工作業(yè)的情況下，將人員與運(yùn)動(dòng)著的砂輪隔離;當(dāng)砂輪破壞時(shí)，有效地罩住砂輪碎片，保障人員安全(見圖 4−7)。在正常磨削時(shí)，防護(hù)罩還可在一定程度上限制磨屑、粉塵的擴(kuò)散范圍，防止火花或磨削液四處飛濺。

圖4−7 砂輪機(jī)的防護(hù)罩

砂輪防護(hù)罩一般由圓周構(gòu)件和兩側(cè)面構(gòu)件組成，將包括砂輪、砂輪卡盤、砂輪主軸端部在內(nèi)的整個(gè)砂輪裝置罩住。防護(hù)罩有一定形狀的開口，開口位置和開口角度的設(shè)置，在充分考慮操作人員安全的前提下，滿足不同磨削加工的需要。砂輪防護(hù)罩應(yīng)滿足以下安全技術(shù)要求：

① 材料和壁厚。砂輪防護(hù)罩必須有抗砂輪碎片沖擊的足夠強(qiáng)度，所用材料為抗拉強(qiáng)度不低于415 MPa的鋼板，罩體壁厚尺寸一般應(yīng)保證圓周構(gòu)件厚度不小于側(cè)面構(gòu)件厚度，防護(hù)罩應(yīng)牢固地固定，其連接強(qiáng)度不得低于防護(hù)罩的強(qiáng)度。

② 高速砂輪防護(hù)罩內(nèi)壁應(yīng)裝吸能緩沖材料層(如聚氨酯塑料、橡膠等)，以減輕砂輪碎片對(duì)罩殼的沖擊。

③ 防護(hù)罩的開口度。防護(hù)罩的開口度分為總開口度和中心水平線以上部分開口度兩個(gè)要求。臺(tái)式和落地式砂輪機(jī)用砂輪防護(hù)罩最大總開口角度不得超過(guò)90°，砂輪主軸中心線水平面以上部分不得超過(guò)65°。

④ 防護(hù)罩與砂輪的安全間隙。砂輪防護(hù)罩任何部位不得與砂輪裝置各運(yùn)動(dòng)部件接觸;沿圓周方向防護(hù)罩內(nèi)壁與砂輪外圓周表面，以及防護(hù)罩開口邊緣與砂輪卡盤外側(cè)面間隙應(yīng)小于15 mm。

手工磨削砂輪機(jī)的防護(hù)板和工件托架板與砂輪的間隙應(yīng)可調(diào)。防護(hù)板與砂輪圓周表面之間的間隙應(yīng)小于6 mm。托架臺(tái)面與砂輪主軸中心線等高，托架與砂輪圓周表面之間的間隙應(yīng)小于3 mm。

6)磨削機(jī)械使用與安全管理

磨削機(jī)械使用與安全管理主要圍繞保證砂輪安全進(jìn)行。從砂輪運(yùn)輸、存儲(chǔ)，使用前的檢查，砂輪的安裝、修整，到磨削機(jī)械的操作，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的疏忽，都會(huì)埋下安全隱患。

(1)砂輪的檢查。砂輪在安裝使用前，必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢查。有裂紋或損傷等缺陷的砂輪絕對(duì)不準(zhǔn)安裝使用。

① 砂輪標(biāo)記檢查。通過(guò)標(biāo)記核對(duì)砂輪的特性和安全速度是否符合使用要求、砂輪與主軸尺寸是否相匹配。沒(méi)有標(biāo)記或標(biāo)記不清，無(wú)法核對(duì)、確認(rèn)砂輪特性的砂輪，不論是否有缺陷，都不可使用。

② 砂輪缺陷檢查。通常采用目測(cè)和音響檢查。前者直接用肉眼或借助其他器具查看砂輪表面是否有裂紋或破損等缺陷;后者也稱敲擊試驗(yàn)，用小木槌敲擊砂輪，檢查砂輪的內(nèi)部缺陷，正常的砂輪聲音清脆，有缺陷的砂輪聲音沉悶、嘶啞。

③ 砂輪的回轉(zhuǎn)強(qiáng)度檢驗(yàn)。對(duì)一批同種型號(hào)的砂輪進(jìn)行回轉(zhuǎn)強(qiáng)度抽檢，未經(jīng)回轉(zhuǎn)強(qiáng)度檢驗(yàn)的砂輪嚴(yán)禁安裝使用。

(2)砂輪的安裝。

① 將砂輪自由地裝配到砂輪主軸上，不可用力擠壓。砂輪內(nèi)徑與主軸和卡盤的配合間隙應(yīng)適當(dāng)，避免過(guò)大或過(guò)小。

② 應(yīng)采用壓緊面徑向?qū)挾认嗟取⒆笥覍?duì)稱的卡盤，安裝壓緊接觸面平直，與砂輪側(cè)面接觸充分，裝夾穩(wěn)固。

③ 卡盤與砂輪端面之間應(yīng)夾墊一定厚度的柔性材料襯墊(如石棉橡膠板、彈性厚紙板或皮革等)，使卡盤夾緊力均勻分布且不對(duì)砂輪造成損傷。

④ 緊固的松緊程度應(yīng)以壓緊到足以帶動(dòng)砂輪不產(chǎn)生滑動(dòng)為宜。當(dāng)需用多個(gè)螺栓緊固大卡盤時(shí)，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)扳手按對(duì)角線順序逐步均勻旋緊。禁止沿圓周方向順序緊固或一次將某一螺栓擰緊，禁用接長(zhǎng)扳手或敲打辦法加大擰緊力。

(3)砂輪的平衡試驗(yàn)。新砂輪、經(jīng)第一次修整的砂輪以及發(fā)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡的砂輪，都應(yīng)進(jìn)行平衡試驗(yàn)。砂輪的平衡方法有動(dòng)平衡和靜平衡兩種。

① 動(dòng)平衡。借助安裝在機(jī)床上的傳感器，直接顯示出旋轉(zhuǎn)時(shí)砂輪裝置的不平衡量，通過(guò)調(diào)整平衡塊的位置和距離，將不平衡量控制到最小。

② 靜平衡。在平衡架上進(jìn)行，用手工辦法找出砂輪重心，加裝平衡塊，調(diào)整平衡塊位置，直到砂輪平衡，一般可在八個(gè)方位使砂輪保持平衡。

平衡后的砂輪須在裝好防護(hù)罩后進(jìn)行空轉(zhuǎn)試驗(yàn)?？辙D(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)間為：當(dāng)砂輪直徑大于400 mm時(shí)，空轉(zhuǎn)時(shí)間大于5 min;當(dāng)砂輪直徑小于400 mm時(shí)，空轉(zhuǎn)時(shí)間大于2 min。

(4)砂輪的修整。常使用的修整工具是金剛石筆。正確的操作方法是：金剛石筆處于砂輪中心水平線下1～2 mm處，順砂輪旋轉(zhuǎn)方向，與水平面的傾斜角為5°～10°。修整要用力均勻、速度平穩(wěn)，一次修整量不要過(guò)大。修整后的砂輪必須重新進(jìn)行回轉(zhuǎn)試驗(yàn)，方可使用。

(5)砂輪的儲(chǔ)運(yùn)。

① 砂輪在搬運(yùn)、儲(chǔ)存中，不可受強(qiáng)烈振動(dòng)和沖擊，搬運(yùn)時(shí)不準(zhǔn)許滾動(dòng)砂輪，以免造成裂紋或表面損傷。

② 印有砂輪特性和安全速度的標(biāo)記不得隨意涂抹或損毀，以免影響使用。

③ 砂輪存放時(shí)間不應(yīng)超過(guò)砂輪的有效期，樹脂和橡膠結(jié)合劑的砂輪自出廠之日起，若存儲(chǔ)時(shí)間超過(guò)一年，須經(jīng)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)合格后才可以使用。

④ 砂輪存放場(chǎng)地應(yīng)保持干燥、溫度適宜，避免與化學(xué)品混放，防止砂輪受潮、低溫、過(guò)熱以及受有害化學(xué)品侵蝕而使強(qiáng)度降低。

⑤ 砂輪應(yīng)根據(jù)規(guī)格、形狀和尺寸的不同分類放置，防止疊壓破壞和由于存儲(chǔ)不當(dāng)導(dǎo)致的砂輪變形。

(6)磨削作業(yè)的安全操作要求。

① 除內(nèi)圓磨削用砂輪、手提砂輪機(jī)上直徑不大于50 mm的砂輪，以及金屬殼體的金剛石和立方氮化硼砂輪外，一切砂輪必須裝設(shè)防護(hù)罩方可使用。

② 在任何情況下都不允許超過(guò)砂輪允許的最高工作速度，安裝砂輪前必須核對(duì)砂輪主軸的轉(zhuǎn)速，在更換新砂輪時(shí)應(yīng)進(jìn)行必要的驗(yàn)算。

③ 根據(jù)砂輪結(jié)合劑的種類正確選擇磨削液。樹脂結(jié)合劑不能使用含堿性物大于1.5%的磨削液，橡膠結(jié)合劑不能使用油基磨削液;濕式磨削需設(shè)防濺擋板。

④ 用圓周表面作為工作面的砂輪不宜使用側(cè)面進(jìn)行磨削，以免砂輪破碎。

⑤ 無(wú)論是正常磨削作業(yè)、空轉(zhuǎn)試驗(yàn)還是修整砂輪，操作者都應(yīng)站在側(cè)方安全位置，不得站在砂輪正前面或切線方向，以防意外。禁止多人共用一臺(tái)砂輪機(jī)同時(shí)操作。

⑥ 發(fā)生砂輪破碎事故后，必須檢查砂輪防護(hù)罩是否有損傷，砂輪卡盤有無(wú)變形或不平衡，砂輪主軸端部螺紋和壓緊螺母是否破損，均合格后方可使用。

⑦ 磨削機(jī)械的除塵裝置應(yīng)定期檢査和維修，以保持其除塵能力。磨削鎂合金容易引起火災(zāi)，必須保持有效的通風(fēng)，及時(shí)清除通風(fēng)裝置管道里的粉塵，采取嚴(yán)格的防護(hù)措施。

⑧ 加強(qiáng)磨削加工的個(gè)人安全衛(wèi)生防護(hù)。在干式磨削操作中，可采用眼鏡或護(hù)目鏡、固定防護(hù)屏有效地保護(hù)眼睛;金屬研磨工要特別注意防止鉛化物等重金屬污染，配備保護(hù)服、完善的衛(wèi)生洗滌設(shè)備并采取必要的醫(yī)療措施。

6. 鉆床安全技術(shù)

1)鉆削運(yùn)動(dòng)和鉆床的用途

鉆床是指主要用鉆頭在工件上加工孔的機(jī)床。通常鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng);鉆頭軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鉆床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工精度相對(duì)較低，可鉆通孔、盲孔，更換特殊刀具，可擴(kuò)、锪孔，鉸孔或進(jìn)行攻絲等加工。

2)常用鉆床的種類和型號(hào)

鉆床的主要類型有臺(tái)式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆床、銑鉆床、深孔鉆床、平端面中心孔鉆床、臥式鉆床幾種。常用鉆床的型號(hào)有如下三種：

(1)臺(tái)式鉆床 Z4012：Z——鉆床類;4——臺(tái)式組;0——系代號(hào);12——主參數(shù)，最大鉆孔直徑12 mm。

(2)立式鉆床 Z5125：Z——鉆床類;5——立柱式組;1——方柱系;25——主參數(shù)，最大鉆孔直徑25 mm。

(3)搖臂鉆床 Z3040：Z——鉆床類;3——揺臂式組;0——系代號(hào);40——主參數(shù)，最大鉆孔直徑40 mm。

3)鉆床的組成

下面重點(diǎn)介紹搖臂鉆床，其結(jié)構(gòu)如圖4−8所示。

圖4−8 搖臂鉆床結(jié)構(gòu)

1—底座;2—立柱;3—揺臂;4—絲杠;

5—電動(dòng)機(jī);6—主軸箱;7—主軸

搖臂鉆床是一種搖臂能沿立柱上下移動(dòng)同時(shí)可繞立柱旋轉(zhuǎn)360°，主軸箱還能在搖臂上做橫向移動(dòng)的鉆床，由底座、立柱、搖臂、絲杠、主軸箱、主軸等構(gòu)成，如圖4−8所示。工件固定在底座1的工作臺(tái)上，主軸7的旋轉(zhuǎn)和軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)通過(guò)主軸箱6實(shí)現(xiàn)。主軸箱6可在搖臂3的導(dǎo)軌上橫向移動(dòng)，揺臂借助電動(dòng)機(jī)5及絲杠4的傳動(dòng)，可沿立柱2上下移動(dòng)，這樣可方便地將刀具調(diào)整到所需的工作位置。

搖臂鉆床適用于對(duì)大型工件、復(fù)雜工件及多孔工件上孔的加工。

4)鉆床加工的不安全因素

鉆床加工的主要危險(xiǎn)來(lái)自旋轉(zhuǎn)的主軸、鉆頭、鉆夾以及隨鉆頭一起旋轉(zhuǎn)的長(zhǎng)螺旋形切屑。旋轉(zhuǎn)的鉆頭、鉆夾及切屑易卷住操作者的衣服、手套和頭發(fā);工件裝夾不牢，在切削力的作用下，工件松動(dòng)歪斜，甚至隨鉆頭一起旋轉(zhuǎn)而傷人;切削中用手清除切屑、用手觸摸鉆頭、主軸等而造成傷害事故;卸下鉆頭時(shí)用力過(guò)大，鉆頭落下會(huì)砸傷腳;鉆床技術(shù)狀態(tài)不佳、照明不良、制動(dòng)失靈等都是造成傷害事故的原因。

5)事故預(yù)防措施

為確保鉆削加工安全，應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)裝置和防護(hù)措施，并對(duì)職工進(jìn)行必要的安全教育培訓(xùn)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全檢査，嚴(yán)格執(zhí)行安全獎(jiǎng)懲制度。

(1)技術(shù)措施。事故預(yù)防的安全技術(shù)措施有以下幾種：

① 轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸、鉆頭四周設(shè)置圓形可伸縮式防護(hù)網(wǎng)。

② 各運(yùn)動(dòng)部件應(yīng)設(shè)置性能可靠的鎖緊裝置，鉆孔前都應(yīng)當(dāng)處于鎖緊狀態(tài)。

③ 使用搖臂鉆床時(shí)，在橫臂回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)不準(zhǔn)站人，不準(zhǔn)堆放障礙物。

④ 鉆深孔時(shí)要經(jīng)常抬起鉆頭排屑，以防止鉆頭被切屑擠死而折斷。

⑤ 工作結(jié)束時(shí)，應(yīng)將橫臂降到低位置，主軸箱靠近立柱，以防傷人。

(2)鉆床安全操作要求。進(jìn)行鉆削加工時(shí)，必須注意以下事項(xiàng)：

① 按規(guī)定進(jìn)行個(gè)體防護(hù)。如袖口扎緊，長(zhǎng)發(fā)挽入工作帽內(nèi)，操作人員嚴(yán)禁戴手套。

② 開車前應(yīng)檢査潤(rùn)滑情況。檢査機(jī)床傳動(dòng)、離合器、手柄、電門是否正常;檢查工具、電器、安全防護(hù)裝置、冷卻液擋水板是否完好;鉆床上保險(xiǎn)塊、擋塊不準(zhǔn)拆除，并按加工情況調(diào)整好;檢査鉆頭夾頭，應(yīng)安裝正確，不準(zhǔn)有擺動(dòng)現(xiàn)象，裝卸鉆頭時(shí)不能用錘子打擊，一定要用鍥鐵輕輕敲打。

③ 使用揺臂鉆時(shí)，搖臂回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)不準(zhǔn)有障礙物。工作前，搖臂必須卡緊。搖臂鉆床在校夾或校正工件時(shí)，搖臂必須移離工件并升高，剎好車，必須用壓板壓緊或夾住工件，以免回轉(zhuǎn)甩出傷人。

④ 工作臺(tái)面上不要放其他東西，換鉆頭、夾具及裝卸工件時(shí)須停車進(jìn)行。

⑤ 鉆頭與鉆孔中心對(duì)準(zhǔn)后，各移動(dòng)夾緊裝置一定要固定緊。

⑥ 鉆小的工件時(shí)，要用臺(tái)虎鉗，鉗緊后再鉆。嚴(yán)禁用手去剎住轉(zhuǎn)動(dòng)著的鉆頭。薄板、大型或長(zhǎng)形的工件豎著鉆孔時(shí)，必須壓牢，嚴(yán)禁用手扶著加工。

⑦ 使用自動(dòng)走刀時(shí)，要選好進(jìn)給速度，調(diào)整好行程限位塊。手動(dòng)進(jìn)刀時(shí)，一般按照逐漸增壓和逐漸減壓原則進(jìn)行，以免用力過(guò)猛造成事故。

⑧ 鉆頭上繞有長(zhǎng)鐵屑時(shí)，要停車清除。禁止用風(fēng)吹、用手拉，要用刷子或鐵鉤清除。

⑨ 不準(zhǔn)在旋轉(zhuǎn)的刀具下翻轉(zhuǎn)、卡壓或測(cè)量工件。手不準(zhǔn)觸摸旋轉(zhuǎn)的刀具。

⑩ 工作結(jié)束時(shí)，將橫臂降到低位置，主軸箱靠近立柱，并且都要卡緊。將切屑清掃干凈，工作臺(tái)和工作現(xiàn)場(chǎng)也要打掃干凈。

二、壓力加工機(jī)械安全技術(shù)

壓力加工是利用壓力機(jī)和模具，使金屬及其他材料在局部或整體上產(chǎn)生變形。壓力加工涉及的范圍包括彎曲、脹形、拉伸等成形加工，擠壓、穿孔、鍛造等體積成形加工，沖裁、剪切等分離加工，以及成形結(jié)合鍛造和壓接等組合加工等。壓力加工是一種少切削或無(wú)切削的加工工藝，由于效率高、質(zhì)量好、成本低，被廣泛應(yīng)用在汽車、電子電氣和航空航天等生產(chǎn)部門。壓力機(jī)(包括剪切機(jī))是危險(xiǎn)性較大的機(jī)械，發(fā)生操作者的手指被切斷的案例數(shù)量是驚人的。壓力加工的人身安全保護(hù)，是勞動(dòng)安全工作比較突出的問(wèn)題。

壓力機(jī)按傳動(dòng)方式不同，可分為機(jī)械傳動(dòng)式、液壓傳動(dòng)式、電磁及氣動(dòng)式壓力機(jī);按機(jī)身結(jié)構(gòu)不同，可分為開式和閉式機(jī)身壓力機(jī);根據(jù)產(chǎn)生壓力的方式不同，機(jī)械壓力機(jī)又可分為摩擦壓力機(jī)和曲柄壓力機(jī)，其中以中、小噸位開式曲柄壓力機(jī)的數(shù)量和品種最多，手工操作比例大，事故率高，將予以重點(diǎn)討論。

1. 危險(xiǎn)因素識(shí)別與沖壓事故分析

1)壓力加工的危險(xiǎn)因素

從勞動(dòng)安全衛(wèi)生的角度看，壓力加工的危險(xiǎn)因素主要是噪聲、振動(dòng)和機(jī)械危險(xiǎn)，其中以沖壓事故危險(xiǎn)性最大。

(1)噪聲危害。壓力機(jī)是工業(yè)高噪聲機(jī)械之一，噪聲源主要是機(jī)械噪聲。噪聲來(lái)自傳動(dòng)零部件的摩擦、沖擊、振動(dòng)，剛性離合器接合時(shí)的撞擊，工件被沖壓，以及工件及邊角余料撞擊地面或料箱時(shí)產(chǎn)生的噪聲等。采取的安全保護(hù)措施有：一是傳動(dòng)系統(tǒng)加設(shè)防護(hù)罩;二是作業(yè)人員佩戴聽力護(hù)具(耳塞、耳罩等)。

(2)機(jī)械振動(dòng)。振動(dòng)主要來(lái)自沖壓工件的沖擊作用。人體長(zhǎng)時(shí)間處于振動(dòng)環(huán)境中，會(huì)產(chǎn)生心理和生理上的不適，甚至由于注意力難以集中、操作準(zhǔn)確性下降而導(dǎo)致事故發(fā)生。沖擊振動(dòng)還會(huì)使設(shè)備連接松動(dòng)、材料疲勞，使周圍其他設(shè)備的精度降低。

(3)機(jī)械傷害。機(jī)械傷害包括人員與運(yùn)動(dòng)零件接觸傷害、沖壓工件的飛崩傷害等。壓力機(jī)在沖壓作業(yè)過(guò)程中，人員受到?jīng)_頭的擠壓、剪切傷害的事件稱為沖壓事故。沖壓事故發(fā)生頻率高、后果嚴(yán)重，是壓力加工最嚴(yán)重的危害。

2)沖壓事故分析與對(duì)策

(1)沖壓事故。壓力加工的工藝過(guò)程是上模具安裝在壓力機(jī)滑塊上并隨之運(yùn)動(dòng)，下模具固定在工作臺(tái)上，被加工材料置于下模具上，通過(guò)上模具相對(duì)于下模具做垂直往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，完成對(duì)加工材料的沖壓?；瑝K每上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，實(shí)現(xiàn)一個(gè)全行程。在上行程時(shí)，滑塊上移離開下模，操作者可以伸手進(jìn)入?？趨^(qū)，進(jìn)行出料、清理廢料、送料、定料等作業(yè);在下行程時(shí)，滑塊向下運(yùn)動(dòng)實(shí)施沖壓。如果在滑塊下行程期間，人體任何部位處于上、下模閉合的?？趨^(qū)，就有可能受到夾擠、剪切，發(fā)生沖壓事故。

① 正常作業(yè)。從安全角度分析沖壓作業(yè)可以看到，在沖壓作業(yè)正常進(jìn)行的一個(gè)工作行程中，滑塊特殊的運(yùn)動(dòng)形式——垂直往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，決定了沖壓作業(yè)存在發(fā)生事故的危險(xiǎn)。

a. 危險(xiǎn)因素：滑塊的運(yùn)動(dòng)形式和上、下模具的相對(duì)位置變化。

b. 危險(xiǎn)空間：在滑塊上所安裝的模具(包括附屬裝置)對(duì)工作面在行程方向上的投影所包含的空間區(qū)域，即上、下模具之間形成的模口區(qū)。

c. 危險(xiǎn)時(shí)間：在滑塊的下行程，上模相對(duì)于下模為接近型運(yùn)動(dòng)，存在危險(xiǎn)，而在上行程，滑塊向上運(yùn)動(dòng)離開下模，使兩者的距離拉遠(yuǎn)，是安全的。

d. 人的行為：腳踏開關(guān)操縱設(shè)備，騰出手去取加工好的工件并向?？趨^(qū)放置原料。

e. 危險(xiǎn)事件：在特定的時(shí)間(滑塊的下行程)，人體某部位仍然處于危險(xiǎn)空間(?？趨^(qū))，發(fā)生擠壓、剪切等機(jī)械傷害。

② 非正常作業(yè)。壓力加工設(shè)備的非正常狀態(tài)，由于操縱系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)缺陷，沖模安裝調(diào)整等方面存在缺陷而導(dǎo)致沖壓事故。例如，剛性離合器的結(jié)合鍵、鍵柄斷裂，操縱器的桿件、銷釘和彈簧折斷，牽引電磁鐵觸點(diǎn)粘連不能釋放，中間繼電器粘連，行程開關(guān)失效，制動(dòng)鋼帶斷裂等故障，都會(huì)造成滑塊運(yùn)動(dòng)失控形成連沖，引發(fā)人身傷害事故。

(2)沖壓事故的風(fēng)險(xiǎn)分析。絕大多數(shù)沖壓事故是發(fā)生在手工操作的沖壓正常操作過(guò)程中。統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，因送取料而發(fā)生的約占38%;因校正加工件而發(fā)生的約占20%;因清理邊角加工余料和廢料或其他異物而發(fā)生的占14%;因多人操作不協(xié)調(diào)或模具安裝調(diào)整操作不當(dāng)而發(fā)生的占21%;其他是因機(jī)械故障引起的。

從受傷部位看，多發(fā)生在手部(右手偏多)，再次是頭、面部和腳(工件或加工余料的崩傷或砸傷)，較少發(fā)生在其他部位。從后果上看，死亡事件少，而局部殘疾率高。剪切機(jī)械的危險(xiǎn)主要在加工部位，即剪床的切刀部位，此處一旦出現(xiàn)傷害事故，操作者極易致殘。

(3)沖壓事故的原因分析。直接原因是物的不安全狀態(tài)(機(jī)械設(shè)備、物料、場(chǎng)地等)、操作者的不安全行為，間接原因是安全管理缺陷。

① 設(shè)備的原因。沖床本身的缺陷，離合器、制動(dòng)器故障或工作不可靠，電氣控制系統(tǒng)失控，沖壓模具的安全設(shè)計(jì)缺陷，缺少必要的安全防護(hù)或安全防護(hù)裝置失效，以及附件及工具有缺陷等，均是造成事故的重要原因。

② 操作者的失誤。在單人腳踏開關(guān)、手送取料的沖壓作業(yè)中手腳配合不一致，多人操作同一臺(tái)沖壓機(jī)械彼此配合不協(xié)調(diào)而發(fā)生事故;連續(xù)、單調(diào)重復(fù)作業(yè)產(chǎn)生厭倦情緒，高頻率作業(yè)導(dǎo)致體力消耗的疲勞而發(fā)生誤操作;作業(yè)不熟練或麻痹大意，沒(méi)有使用安全裝置和工具而冒險(xiǎn)作業(yè);沖壓機(jī)械噪聲和振動(dòng)大，作業(yè)環(huán)境惡劣等不適條件，也會(huì)造成對(duì)操作者生理和心理的不良影響導(dǎo)致失誤而引起事故。

③ 安全管理上的缺陷。生產(chǎn)組織安排不當(dāng)，定額過(guò)高;對(duì)設(shè)備缺乏必要的保養(yǎng)和維護(hù)，使安全裝置損壞或不起保護(hù)作用;未按規(guī)定對(duì)職工進(jìn)行必要的安全教育考核;安全生產(chǎn)規(guī)章制度不健全，安全管理流于形式等。

通過(guò)分析可見，沖壓作業(yè)特點(diǎn)和環(huán)境因素等方面原因，會(huì)導(dǎo)致操作者的操作意識(shí)水平下降、精力不集中，引起動(dòng)作不協(xié)調(diào)或誤操作。大型壓力機(jī)因操作人數(shù)增加，危險(xiǎn)性也相應(yīng)增大。通過(guò)技術(shù)培訓(xùn)和安全教育，使操作者加強(qiáng)安全意識(shí)和提高操作技能，對(duì)防止事故發(fā)生有積極的作用。但單方面要求操作者在作業(yè)期間一直保持高度注意力和準(zhǔn)確協(xié)調(diào)的動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)安全是苛刻的，也是難以保證的。必須從安全技術(shù)措施上，在壓力機(jī)的設(shè)計(jì)、制造與使用等諸環(huán)節(jié)全面加強(qiáng)控制，才能最大限度地減少事故：首先是防止人身事故，其次是防止設(shè)備和模具破壞。

(4)實(shí)現(xiàn)沖壓安全的對(duì)策及建議。

① 采用手用工具送取料，避免人的手臂伸入?？谖ｋU(xiǎn)區(qū)。

② 設(shè)計(jì)安全化模具，縮小?？谖ｋU(xiǎn)區(qū)的范圍，設(shè)置滑塊小行程，使人手無(wú)法伸進(jìn)?？趨^(qū)。

③ 提高送取料的機(jī)械化、自動(dòng)化水平，代替人工送取料。

④ 在操作區(qū)采用安全防護(hù)裝置，保障滑塊的下行程期間人手處于?？谖ｋU(xiǎn)區(qū)之外。

前三項(xiàng)措施，特別是第三項(xiàng)對(duì)改善作業(yè)條件、減少?zèng)_壓人身事故是有效的，但它們的局限性是只能保證正常操作的安全，而不能保證意外情況發(fā)生時(shí)，即人手伸進(jìn)危險(xiǎn)區(qū)時(shí)的安全。所以，應(yīng)在操作危險(xiǎn)區(qū)設(shè)置安全防護(hù)裝置。

2. 壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)與工作原理

1)機(jī)械式曲柄壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)

機(jī)械式曲柄壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖4−9所示。

圖4−9 機(jī)械式曲柄壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)

1—機(jī)身;2—滑塊;3—連桿;4—曲軸;5—制動(dòng)器;

6—離合器;7—飛輪;8—電動(dòng)機(jī);9—操縱系統(tǒng)

(1)機(jī)身。機(jī)身由床身、底座和工作臺(tái)三部分組成，多為鑄鐵材料，大型壓力機(jī)用鋼板焊接而成，下模固定在工作臺(tái)的墊板上。機(jī)身首先要滿足剛度、強(qiáng)度條件，有利于減振降噪，保證壓力機(jī)的工作穩(wěn)定性。

(2)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置(帶傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng))組成，其中，大帶輪(或大齒輪)起飛輪作用，在壓力機(jī)的空行程中，靠自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量蓄積動(dòng)能;在下行程沖壓工件瞬間，釋放蓄積的能量使電動(dòng)機(jī)負(fù)荷均衡，合理利用能量。

(3)工作機(jī)構(gòu)。曲軸、連桿和滑塊組成曲柄連桿機(jī)構(gòu)。曲軸是壓力機(jī)最主要的部分，其強(qiáng)度決定壓力機(jī)的沖壓能力;連桿的兩端分別與曲軸、滑塊鉸連，起連接和傳遞運(yùn)動(dòng)和力的作用;裝有上模的滑塊是執(zhí)行元件，最終實(shí)現(xiàn)沖壓動(dòng)作。

(4)操縱系統(tǒng)。操縱系統(tǒng)包括離合器、制動(dòng)器和操縱機(jī)構(gòu)(如腳踏開關(guān))。離合器和制動(dòng)器對(duì)控制壓力機(jī)間歇沖壓起重要作用，同時(shí)又是安全保證的關(guān)鍵所在。離合器的結(jié)構(gòu)對(duì)某些安全裝置的設(shè)置產(chǎn)生直接影響。

2)主要技術(shù)參數(shù)

(1) 公稱壓力Pg(單位為N、k N)。公稱壓力即額定壓力，是指滑塊距離下死點(diǎn)前某一特定距離(即公稱壓力行程Sg)或曲柄旋轉(zhuǎn)到離下死點(diǎn)前某一特定角度(即公稱壓力角αg)時(shí)，滑塊所允許承受的最大作用力。

(2) 滑塊行程S(mm)?；瑝K行程是指從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)的直線距離。

(3) 滑塊單位時(shí)間內(nèi)的行程次數(shù) n?；瑝K單位時(shí)間內(nèi)的行程次數(shù)是指滑塊每分鐘從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)再回到上死點(diǎn)的往返次數(shù)。壓力機(jī)的行程次數(shù)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)效率要求確定，同時(shí)手工操作時(shí)必須考慮操作者的操作頻率不能超過(guò)承受能力，以免造成疲勞作業(yè)。

(4) 裝模高度H(mm)。裝模高度是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，滑塊底平面到工作墊板上表面的距離。當(dāng)滑塊調(diào)節(jié)到上極限位置時(shí)，裝模高度達(dá)到最大值，稱為最大裝模高度。

(5) 封閉高度。封閉高度是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，滑塊底平面到工作臺(tái)上表面的距離。墊板厚度是封閉高度與裝模高度之差。

其他參數(shù)還有工作臺(tái)板和滑塊底面尺寸、喉深，以及立柱間距等。裝設(shè)安全裝置時(shí)要考慮這些參數(shù)。

3)曲柄壓力機(jī)的工作原理

圖4−10所示為結(jié)點(diǎn)正置的腳踏控制的曲柄壓力機(jī)工作原理。

圖4−10 曲柄壓力機(jī)的工作原理

(a)工作位置;(b)下死點(diǎn);(c)上死點(diǎn)

電動(dòng)機(jī)輸入的動(dòng)力通過(guò)帶傳動(dòng)系統(tǒng)傳到曲柄連桿機(jī)構(gòu)上，通過(guò)曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿上下擺動(dòng)，將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊沿著固定在機(jī)身上的導(dǎo)軌的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。

在電動(dòng)機(jī)電源不被切斷的情況下，滑塊的動(dòng)與停是通過(guò)操縱腳踏開關(guān)控制離合器和制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)的。踩腳踏開關(guān)，制動(dòng)器松閘，離合器結(jié)合，將傳動(dòng)系統(tǒng)與曲柄連桿機(jī)構(gòu)連通，輸入動(dòng)力，滑塊運(yùn)動(dòng);當(dāng)需要滑塊停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，松開腳踏開關(guān)，離合器分離，將傳動(dòng)系統(tǒng)與曲柄連桿機(jī)構(gòu)脫開，同時(shí)運(yùn)動(dòng)慣性被制動(dòng)器有效地制動(dòng)，使滑塊運(yùn)動(dòng)及時(shí)停止。

滑塊有兩個(gè)位置，當(dāng)曲柄與連桿運(yùn)行展成一條直線時(shí)，滑塊達(dá)到下極限位置(α=180°)，稱為下死點(diǎn);當(dāng)曲柄與連桿運(yùn)行到重合并成一條直線時(shí)，滑塊達(dá)到上極限位置(α=0°)，稱為上死點(diǎn)，在這兩個(gè)位置滑塊的運(yùn)動(dòng)速度為零，加速度最大，滑塊從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)的直線距離稱為滑塊的行程。當(dāng)α為90°、270°時(shí)，滑塊的速度最大，加速度最小。當(dāng)曲柄與鉛垂線的夾角達(dá)到某一值時(shí)，實(shí)施對(duì)工件沖壓，在沖壓瞬間，工件變形力通過(guò)滑塊和連桿作用在曲軸上。然后滑塊到達(dá)低位置下死點(diǎn)，繼而上行程，開始下一個(gè)工作循環(huán)。

4)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的安全

曲軸是壓力機(jī)的主要受力構(gòu)件，曲軸若被破壞，不僅影響生產(chǎn)，而且可能引發(fā)事故。曲軸受力情況復(fù)雜，根據(jù)曲軸受力變形分析和實(shí)際測(cè)定驗(yàn)證，曲軸的危險(xiǎn)截面在曲柄頸的中部C—C截面和支撐頸的根部B—B截面(見圖4−11)受彎矩和扭矩聯(lián)合作用，扭矩是曲柄轉(zhuǎn)角α的函數(shù)，而彎矩與曲柄轉(zhuǎn)角α無(wú)關(guān)。曲柄截面受彎矩作用遠(yuǎn)大于扭矩，可忽略扭矩影響;支撐頸截面受扭矩作用遠(yuǎn)大于彎矩，可忽略彎矩影響。曲軸必須同時(shí)滿足曲柄頸和支撐頸曲軸的強(qiáng)度要求。壓力機(jī)允許承受的沖壓力(工件變形力)是受曲軸強(qiáng)度，即曲柄彎曲強(qiáng)度和支撐頸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度所限制的。

圖4−11 曲軸結(jié)構(gòu)

1—連桿;2.4—支撐頸;3—曲柄臂;5—飛輪;6—曲軸臂

(1)壓力機(jī)安全負(fù)荷圖。圖4−12所示為壓力機(jī)允許承受的沖壓力與曲軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系圖。由圖可見，當(dāng)轉(zhuǎn)角小于某一范圍時(shí)，沖壓力由曲軸的曲柄頸強(qiáng)度決定，為一常量，其強(qiáng)度線是一條直線;當(dāng)轉(zhuǎn)角大于某一范圍時(shí)，受曲軸支撐頸強(qiáng)度限制，是曲柄轉(zhuǎn)角α的函數(shù)，為一條曲線。壓力機(jī)工作的安全區(qū)是指由曲軸支撐頸強(qiáng)度曲線、曲柄頸強(qiáng)度曲線與兩坐標(biāo)軸圍成的區(qū)域。使用壓力機(jī)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制壓力機(jī)所承受的壓力且工作角度不得超越安全區(qū)。即使進(jìn)行同一材料同一工藝的工件加工，在α1轉(zhuǎn)角下安全，在α2轉(zhuǎn)角下則不安全。壓力機(jī)的公稱壓力Pg是限定在一個(gè)特定的工作角度即公稱壓力角αg(也稱額定壓力角)范圍內(nèi)，保證壓力機(jī)實(shí)際承受的工件變形力落在安全區(qū)內(nèi)。國(guó)產(chǎn)壓力機(jī)的公稱壓力角一般是：小型壓力機(jī)為αg=30°，中、大型壓力機(jī)為αg=20°。為使用方便，常將公稱壓力角換為公稱壓力行程Sg。國(guó)產(chǎn)開式壓力機(jī)Sg=3～16 mm，閉式壓力機(jī)Sg=13 mm。

圖4−12 壓力機(jī)安全負(fù)載

(2)過(guò)載保護(hù)裝置。壓力機(jī)工作過(guò)程中可能發(fā)生超載，原因可能為：材料、模具、設(shè)備、操作等出現(xiàn)問(wèn)題;滑塊和上模的自重導(dǎo)致下降速度過(guò)快，對(duì)零件產(chǎn)生撞擊;制動(dòng)器失靈、連桿折斷，導(dǎo)致滑塊墜落而引發(fā)事故。為此，需在壓力機(jī)上采用一些保護(hù)性技術(shù)措施，常見的有壓塌式、液壓式和電子檢測(cè)式等過(guò)載保護(hù)措施。

壓塌式過(guò)載保護(hù)是根據(jù)破壞式保護(hù)原理，機(jī)械壓力機(jī)在曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)鏈中，人為制造一個(gè)機(jī)械薄弱環(huán)節(jié)——壓塌塊。當(dāng)發(fā)生超載時(shí)，這個(gè)薄弱環(huán)節(jié)首先破壞，切斷傳動(dòng)線路，從而保護(hù)主要受力件——曲軸免受超載造成的破壞。壓塌塊一般裝在滑塊球鉸與滑塊之間的部位(見圖4−13)，當(dāng)壓力機(jī)過(guò)載時(shí)，壓塌塊薄弱截面首先剪切破壞，使連桿相對(duì)于滑塊滑動(dòng)一段距離，觸動(dòng)開關(guān)切斷控制線路，壓力機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，保障設(shè)備安全。壓塌式過(guò)載保護(hù)裝置的缺點(diǎn)是不能準(zhǔn)確地限制過(guò)載力，因?yàn)閴核鷫K的破壞不僅由作用在它上面的外力決定，同時(shí)還與壓塌塊的材料疲勞有關(guān)。

圖4−13 過(guò)載保護(hù)裝置

1—連桿;2—滑塊;3—壓塌塊

3. 離合器和操縱系統(tǒng)

由于飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大，為防止頻繁啟制電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的慣性力，在壓力機(jī)工作期間，電動(dòng)機(jī)和飛輪一直處于接通運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。而控制曲柄連桿機(jī)構(gòu)滑塊的往復(fù)上下運(yùn)動(dòng)是通過(guò)離合器的接合和分離來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

機(jī)械式壓力機(jī)操縱系統(tǒng)包括離合器、制動(dòng)器和操縱機(jī)構(gòu)。操縱機(jī)構(gòu)有手控按鈕式和腳踏開關(guān)式。腳踏開關(guān)式由于可解放雙手進(jìn)行臺(tái)面操作，手腳配合提高了效率，使用比較普遍。在輸入動(dòng)力時(shí)，腳踏開關(guān)，制動(dòng)器先松閘，離合器再接合，曲柄連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作;在切斷動(dòng)力時(shí)，腳踏開關(guān)抬起，離合器先分離，制動(dòng)器克服曲柄連桿機(jī)構(gòu)的慣性，使運(yùn)動(dòng)迅速停止。

離合器是用來(lái)接合或分離動(dòng)力的關(guān)鍵部件，離合器運(yùn)轉(zhuǎn)故障或零件損壞會(huì)導(dǎo)致滑塊運(yùn)動(dòng)失去控制，引發(fā)沖壓事故，因此是安全檢査的重點(diǎn)。離合器的結(jié)構(gòu)形式關(guān)系到作業(yè)區(qū)安全防護(hù)裝置的選型和安裝。離合器分為剛性離合器和摩擦離合器兩類。

1)剛性離合器

剛性離合器按接合零件的形式不同，可分為轉(zhuǎn)鍵式和滾柱式，目前壓力機(jī)常用轉(zhuǎn)鍵式離合器，按轉(zhuǎn)鍵的數(shù)目分為單鍵和雙鍵兩種。剛性離合器一般由主動(dòng)部分(動(dòng)力輸入端)、從動(dòng)部分(與曲柄連桿機(jī)構(gòu)相連)和接合部分組成。

(1)半圓形雙轉(zhuǎn)鍵離合器。如圖4−14所示，主動(dòng)部分包括飛輪和飛輪套，飛輪套借助平鍵與飛輪固定連接，飛輪套的內(nèi)壁有4個(gè)缺月形槽;從動(dòng)部分是曲軸，曲軸的外壁有兩個(gè)豐月形槽;接合部分是轉(zhuǎn)鍵，分主鍵(即工作鍵)與副鍵(即填充鍵)，鍵為豐月形實(shí)體。關(guān)鍵元件的結(jié)構(gòu)配合關(guān)系是：曲軸及飛輪套的槽直徑相同，轉(zhuǎn)鍵與曲軸的豐月形槽配合，在操縱機(jī)構(gòu)控制下可繞轉(zhuǎn)鍵自身的軸線在曲軸槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。分離和結(jié)合是離合器的兩個(gè)典型工況。

① 分離狀態(tài)。轉(zhuǎn)鍵的豐月形實(shí)體與曲軸的豐月形槽全重合時(shí)，轉(zhuǎn)鍵與曲軸共同組成一個(gè)實(shí)整圓[見圖 4−14(a)]，曲軸可相對(duì)飛輪套滑動(dòng)，不隨飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，離合器處于分離狀態(tài)。

② 接合狀態(tài)。當(dāng)飛輪套缺月形槽與曲軸豐月形槽對(duì)正成完整圓槽時(shí)，如恰好轉(zhuǎn)鍵轉(zhuǎn)動(dòng)，卡在該圓槽中[見圖4−14(b)]，則飛輪帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，離合器處于接合狀態(tài)。

兩個(gè)轉(zhuǎn)鍵總是同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)但轉(zhuǎn)向相反。在上模隨滑塊下行程沖壓工件時(shí)，主鍵起作用;當(dāng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)(如調(diào)整模具)時(shí)，副鍵起作用。副鍵可以防止滑塊在下行程時(shí)，由于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的自重作用，造成曲柄發(fā)生超前于飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，引起主鍵與飛輪套的撞擊。

圖4−14 雙轉(zhuǎn)鍵離合器

1—飛輪;2—飛輪套;3—主鍵;4—曲軸;5—副鍵

(2)切向轉(zhuǎn)鍵式離合器。工作原理與雙鍵離合器相似(見圖4−15)，只是飛輪套內(nèi)緣有3個(gè)槽。在操縱機(jī)構(gòu)作用下，轉(zhuǎn)鍵轉(zhuǎn)入飛輪套三角槽內(nèi)，卡在飛輪套和曲軸套之間，飛輪借助轉(zhuǎn)鍵帶動(dòng)曲軸運(yùn)動(dòng)，離合器接合;當(dāng)轉(zhuǎn)鍵全轉(zhuǎn)入位于曲軸套的鍵槽中時(shí)，轉(zhuǎn)鍵與曲軸套形成一個(gè)整圓，相對(duì)飛輪套滑動(dòng)，離合器處于分離狀態(tài)。

圖4−15 切向轉(zhuǎn)鍵離合器

1—飛輪;2—飛輪套;3—曲軸套;

4—曲軸;5—接合鍵

剛性離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，不需要額外動(dòng)力源;但傳遞扭矩小，連接元件受撞擊載荷，容易損壞，而且只能使滑塊停止在上死點(diǎn)，不能在行程的任意位置停止。

(3)剛性離合器的安全要求。

① 離合器承受沖擊的零件(如轉(zhuǎn)鍵、滑銷、牙嵌等)應(yīng)在材質(zhì)及熱處理方面采取措施，提高其強(qiáng)度和沖擊韌性，必要時(shí)應(yīng)定期對(duì)其進(jìn)行無(wú)損探傷檢查。

② 離合器的單次行程工作機(jī)構(gòu)(包括操縱機(jī)構(gòu)的支架)必須安裝正確、牢固、可靠，不得因受振動(dòng)而產(chǎn)生松動(dòng)。

③ 轉(zhuǎn)鍵操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)保證轉(zhuǎn)鍵在鍵槽內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、可靠。在單次行程操作后，應(yīng)能及時(shí)復(fù)位;在非操作的情況下，應(yīng)不會(huì)被其他外力推動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。

2)摩擦離合器

摩擦離合器是借助摩擦副的摩擦力來(lái)傳遞扭矩。通過(guò)壓緊力壓緊摩擦元件，在接合面形成摩擦副，產(chǎn)生摩擦力，使離合器主動(dòng)部分與從動(dòng)部分接合;壓緊力解除，使接合面分離，摩擦力消失，離合器將動(dòng)力傳遞切斷。按工作情況，摩擦離合器可分為干式(摩擦面暴露在空氣中)和濕式(摩擦面浸在油里)兩種;按摩擦面的形狀又可分為圓盤式、浮動(dòng)鑲塊式和圓錐式等多種類型。

摩擦離合器接合平穩(wěn)，沖擊和噪聲小，構(gòu)件不會(huì)突然損壞，傳遞扭矩大，滑塊可停止在行程的任意位置。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高，需要壓縮空氣作為動(dòng)力能源。摩擦式離合器還可以將離合器和制動(dòng)器設(shè)計(jì)成一體，實(shí)現(xiàn)兩者的聯(lián)鎖動(dòng)作。

4. 壓力機(jī)作業(yè)區(qū)的安全防護(hù)裝置

防止沖壓事故不能僅從操作者方面去要求，必須在壓力機(jī)作業(yè)區(qū)采用安全防護(hù)裝置，從設(shè)備的安全性上消除沖壓事故。安全問(wèn)題的關(guān)鍵是解決在沖壓作業(yè)過(guò)程中，無(wú)論是在壓力機(jī)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，還是由于各種原因使壓力機(jī)處于非正常狀態(tài)，或者是人員的誤操作情況，只要滑塊向下運(yùn)行，人體的任何部位都不應(yīng)在危險(xiǎn)區(qū)。壓力機(jī)作業(yè)危險(xiǎn)區(qū)的安全防護(hù)裝置應(yīng)該具備以下安全功能：

(1)在滑塊的下行程中，操作者身體的任何部位都不可進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)界線之內(nèi)。

(2)在滑塊的下行程中，當(dāng)操作者身體部位進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)界限之內(nèi)的一定范圍時(shí)，滑塊立即被制動(dòng)或超過(guò)下死點(diǎn)。

(3)在滑塊的下行程中，將操作者的身體部位排除于危險(xiǎn)區(qū)之外。

(4)當(dāng)操作者身體部位停留于危險(xiǎn)區(qū)界線之內(nèi)時(shí)，滑塊不能啟動(dòng)。

符合其中任何一項(xiàng)功能的裝置，均可作為壓力機(jī)的安全防護(hù)裝置。安全裝置分為安全保護(hù)裝置與安全保護(hù)控制裝置兩類。安全保護(hù)裝置包括柵欄式、雙手操作式、機(jī)械式、檢測(cè)式與手用工具。每臺(tái)壓力機(jī)一般都應(yīng)配置一種或一種以上的安全裝置。

1)柵欄式安全裝置

通過(guò)設(shè)置柵欄(或透明隔板)實(shí)體障礙，將人與危險(xiǎn)區(qū)隔離，確保人體任何部位無(wú)法進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)，保護(hù)所有有可能進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的人員。柵欄式安全裝置分為固定柵欄式和活動(dòng)?xùn)艡谑絻煞N。

(1)柵欄式安全裝置的一般安全技術(shù)要求。

① 安全距離和開口尺寸。保證安全的關(guān)鍵尺寸是柵欄間距、料口的開口度和安全裝置與危險(xiǎn)線的安全距離。須考慮的因素是人體測(cè)量參數(shù)和危險(xiǎn)區(qū)的可進(jìn)入性。最小安全距離應(yīng)考慮在壓力機(jī)工作期間，柵欄不與壓力機(jī)的任何活動(dòng)部件接觸，不妨礙物料加工。最小安全距離與柵欄間隙和送料口的最大安全尺寸，應(yīng)考慮保證人的手和手臂通過(guò)料口和柵欄間隙伸入時(shí)，不能受到傷害，第一典型位置是考慮人的手指，第二典型位置是考慮人的手掌、手臂的尺寸和可能伸進(jìn)的距離，如圖4−16所示。

圖4−16 柵欄式安全裝置的安裝位置

② 原則上不僅在作業(yè)區(qū)前面，而且在作業(yè)區(qū)兩側(cè)及背面也應(yīng)安裝柵欄，柵欄高度應(yīng)是整個(gè)危險(xiǎn)空間的高度，防止從上、下、側(cè)、背面進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)。

③ 柵欄設(shè)置可靠，柵欄的非活動(dòng)部分可用焊接永固定，或用螺栓緊固，不使用專門工具不能拆除。

(2)固定柵欄式。固定柵欄式的柵欄作為一道屏障，固定安裝在機(jī)身上，將人體隔離在危險(xiǎn)區(qū)之外。在滑塊運(yùn)行的全行程期間，柵欄都處于封閉狀態(tài)，適用于機(jī)械化送取料的壓力機(jī)。

(3)活動(dòng)?xùn)艡谑健；顒?dòng)?xùn)艡谑降臇艡谶m用于手工送取料的壓力機(jī)。在柵欄前面設(shè)一個(gè)活動(dòng)體(門)，通過(guò)機(jī)械方法(如鉸鏈、滑道)與壓力機(jī)的機(jī)架或鄰近的固定元件連接，關(guān)閉活動(dòng)體的動(dòng)力可以來(lái)自壓力機(jī)的滑塊或連桿?；顒?dòng)體的狀態(tài)應(yīng)與離合器的動(dòng)作聯(lián)鎖，使滑塊下行程期間活動(dòng)體關(guān)閉并不能隨意打開，與柵欄形成一體來(lái)實(shí)施保護(hù);在滑塊回程期間，可打開活動(dòng)體以方便操作。活動(dòng)體未關(guān)閉好，滑塊不能運(yùn)動(dòng);滑塊在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，活動(dòng)體打不開。聯(lián)鎖裝置須采取有效的保護(hù)措施，防止人體或坯料等物與之接觸而發(fā)生誤動(dòng)作。

2)雙手操作式安全裝置

雙手操作式安全裝置的工作原理是將滑塊的下行程運(yùn)動(dòng)與對(duì)雙手的限制聯(lián)系起來(lái)，強(qiáng)制操作者雙手同時(shí)推按操縱器，滑塊才能向下運(yùn)動(dòng)。此間，如果操作者僅有一只手離開，或雙手都離開操縱器，在手伸入危險(xiǎn)區(qū)之前，滑塊停止下行程或超過(guò)下死點(diǎn)，使雙手沒(méi)有機(jī)會(huì)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)，從而避免受到傷害。雙手操作式安全裝置應(yīng)符合以下安全技術(shù)要求：

(1)雙手操作的原則。雙手必須同時(shí)操作，離合器才能結(jié)合。只要一只手瞬時(shí)離開操縱器，滑塊就會(huì)停止下行程或超過(guò)下死點(diǎn)。

(2)重新啟動(dòng)的原則。裝置必須有措施保證，在滑塊下行程期間中斷控制又需要恢復(fù)時(shí)，或單行程操作在滑塊達(dá)到上死點(diǎn)需再次開始下一次行程時(shí)，只有雙手全部松開操縱器，然后重新用雙手再次啟動(dòng)，滑塊才能動(dòng)作。在單次操作規(guī)范中，當(dāng)完成一次操作循環(huán)后，即使雙手繼續(xù)按壓著操作按鈕，工作部件也不會(huì)再繼續(xù)運(yùn)行。

(3)最小安全距離的原則。最小安全距離是指操縱器的按鈕或手柄中心到達(dá)壓力機(jī)危險(xiǎn)線的最短直線距離。安全距離應(yīng)根據(jù)壓力機(jī)離合器的性能來(lái)確定。

① 對(duì)于滑塊不能在任意位置停止的壓力機(jī)(如剛性離合器)，最小安全距離應(yīng)大于手的伸進(jìn)速度與雙手離開操縱器到滑塊運(yùn)行至下死點(diǎn)時(shí)間的乘積，計(jì)算公式為：

Ds≥1.6Ts(4−3)

式中 1.6 ——人手的伸進(jìn)速度，m/s;

Ds——最小安全距離，即操縱器至模具刃口的最短直線距離，m;

Ts——雙手按壓操縱器接通離合器控制線路，到滑塊運(yùn)行到下死點(diǎn)的時(shí)間，s;應(yīng)考慮最長(zhǎng)時(shí)間，即滑塊下行程的時(shí)間與離合器在結(jié)合槽間所需要的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間之

N ——離合器的結(jié)合槽數(shù);

Tn——曲軸回轉(zhuǎn)一周的時(shí)間，s。

Ts和最小安全距離Ds可以通過(guò)對(duì)具體壓力機(jī)的計(jì)算直接獲取。

② 對(duì)于滑塊可以在任何位置停止的壓力機(jī)(如摩擦式離合器)，其計(jì)算公式也用式(4−3)，只是Ts取值不同，即Ts表示雙手離開操縱器斷開壓力機(jī)離合器的控制線路到滑塊全停止的時(shí)間，單位為s。要考慮滑塊的慣性，取最長(zhǎng)時(shí)間。

Ts值對(duì)不同的壓力機(jī)應(yīng)在曲軸轉(zhuǎn)到90°左右處進(jìn)行實(shí)測(cè)來(lái)獲取。

(4)操縱器的裝配距離要求。裝配距離，是指兩個(gè)操縱器(按鈕或操縱手柄的手握部位)內(nèi)邊距離。最小內(nèi)邊距離大于250 mm，最大內(nèi)邊距離小于600 mm。

(5)防止意外觸動(dòng)的措施。按鈕不得凸出臺(tái)面;手柄也應(yīng)采取措施，防止被意外觸動(dòng)、刮碰引起壓力機(jī)誤動(dòng)作。

需要說(shuō)明，雙手操作式安全裝置只能保護(hù)使用該裝置的操作者，不能保護(hù)其他人員的安全。當(dāng)需要多人同時(shí)操作一臺(tái)壓力機(jī)時(shí)，應(yīng)為每一個(gè)操作者都配備雙手操縱器。

3)機(jī)械式安全裝置

機(jī)械式安全裝置是通過(guò)機(jī)械方式，借助各種形式的器具，將人體部位(主要是手)從作業(yè)危險(xiǎn)區(qū)移開，從而達(dá)到保護(hù)的目的。安全裝置的動(dòng)力來(lái)自壓力機(jī)的滑塊，可實(shí)現(xiàn)滑塊的危險(xiǎn)行程與機(jī)械式安全裝置的保護(hù)作用同步，不影響生產(chǎn)率是本類裝置的顯著特點(diǎn)。常見的類型有撥手式、拉手式等。

(1) 撥手式安全裝置。撥手式安全裝置是由壓桿、撥手桿、撥手器、滑塊、壓輪和復(fù)位彈簧等組成，如圖4−17所示。壓桿和撥手桿與滑塊的滑道固定鉸接，復(fù)位彈簧連接壓桿的一端。滑塊在下行程時(shí)，壓輪向下滾壓壓桿，帶動(dòng)撥手桿從左至右掃過(guò)危險(xiǎn)區(qū)，安裝在撥手桿端的撥手器把操作者的手推開，同時(shí)將復(fù)位彈簧拉長(zhǎng);當(dāng)滑塊回程運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓輪隨滑塊向上運(yùn)動(dòng)，解除對(duì)壓桿的壓力，在復(fù)位彈簧拉力作用下，撥手桿繞鉸接點(diǎn)向左恢復(fù)到原始位，在此期間操作者可以伸手進(jìn)入?？趨^(qū)操作。

圖4−17 撥手式安全裝置

1—滑塊;2—復(fù)位彈簧;3—壓輪;4—滑道;

5—壓桿;6—撥手桿;7—撥手器

該裝置應(yīng)符合以下安全技術(shù)要求：

① 可靠的保護(hù)范圍。由撥手桿的擺動(dòng)范圍來(lái)保證。撥手桿左右擺動(dòng)的幅度應(yīng)超過(guò)模具的寬度，撥手桿的長(zhǎng)度、擺動(dòng)幅度應(yīng)可調(diào)，以適應(yīng)不同的加工需要。

② 不能造成新的傷害。撥手器與手接觸一側(cè)應(yīng)采用軟材料(如橡膠、軟塑料等)，防止把人手擊傷。撥手式安全裝置的缺點(diǎn)是桿的擺動(dòng)會(huì)對(duì)操作者視線造成干擾，撥手器與手接觸會(huì)帶來(lái)不適。但在正常情況下，一般人的操作速度快于撥桿的擺動(dòng)速度，撥手器與手接觸的情況很少發(fā)生。

(2)拉手式安全裝置。拉手式安全裝置是以滑塊或連桿為動(dòng)力源，在滑塊的下行程，借助杠桿和繩索的聯(lián)合作用，將操作者的手從危險(xiǎn)區(qū)拉出來(lái)?；窘M成有杠桿系統(tǒng)、滑塊、鋼絲繩拉索和手腕帶，如圖4−18所示。按拉索的拉出方向可分為側(cè)拉式和背拉式兩種。

其工作原理是：在滑塊下行程時(shí)，滑塊帶動(dòng)杠桿，借助拉索強(qiáng)制拉出套在手腕帶里的手;在滑塊上行程時(shí)，拉索松弛，手又可以進(jìn)出?？趨^(qū)自由操作。開始有些不習(xí)慣，待操作熟練后，只要操作動(dòng)作快于拉索的牽拉，很少有被牽拉的感覺(jué)。只有當(dāng)手動(dòng)作慢于拉索牽引時(shí)，才會(huì)偶感被動(dòng)。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用，不干擾操作者視線，不影響生產(chǎn)率，在國(guó)外的小型壓力機(jī)上普遍使用。缺點(diǎn)是由于拉索的約束，人的行動(dòng)特別是手部的活動(dòng)范圍受到限制。拉手式安全裝置的安全技術(shù)要求有以下幾點(diǎn)：

① 裝置性能可靠，拉索有足夠的強(qiáng)度不被拉斷，各部件之間的連接和與機(jī)架的固定要牢固可靠，杠桿和滑輪動(dòng)作靈活，滑輪和各鉸接處不得卡塞。

圖4−18 拉手式安全裝置

1—杠桿系統(tǒng);2—滑塊;3—手腕帶;4—鋼絲繩拉索

② 手腕帶應(yīng)舒適、柔軟、形狀適宜，方便穿戴和摘除。在拉索受力拉緊時(shí)，手腕帶不能把手拉傷，不得從手腕上拉脫。手腕帶本身及與拉索連接處應(yīng)能承受足夠的拉力不被破壞。

③ 拉索應(yīng)能調(diào)節(jié)，松弛量應(yīng)在滑塊到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)，扣上手腕帶的手能摸到頭和小腿，保證手的活動(dòng)范圍;在滑塊下行時(shí)，應(yīng)能切實(shí)把操作者的手拉出危險(xiǎn)區(qū)。

原則上操作者雙手都應(yīng)采用。在多人操作的壓力機(jī)上，每人應(yīng)配備單獨(dú)的一套拉手式安全裝置。

4)檢測(cè)式安全裝置

檢測(cè)式安全裝置是一種安全性好、靈敏度高的壓力機(jī)安全裝置，有光線式(見圖4−19)和人體感應(yīng)式兩種。工作原理是通過(guò)制造一個(gè)保護(hù)幕(光幕或感應(yīng)幕)將壓力機(jī)的危險(xiǎn)區(qū)包圍，或設(shè)在通往危險(xiǎn)區(qū)的必經(jīng)之路上。當(dāng)人體的某個(gè)部位進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)(或接近危險(xiǎn)區(qū))時(shí)，必將破壞保護(hù)幕的完整性，受阻信號(hào)立刻被裝置檢測(cè)出來(lái)，經(jīng)過(guò)放大處理，切斷壓力機(jī)的控制線路，使滑塊停止運(yùn)動(dòng)或不能啟動(dòng)，從而避免人身事故。感應(yīng)式安全裝置由于對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性稍差，較少使用。光線式安全裝置由于動(dòng)作靈敏，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易調(diào)整維修，特別對(duì)操作者無(wú)視覺(jué)干擾，不影響生產(chǎn)率，因而得到廣泛的應(yīng)用。

圖4−19 光線式安全裝置

光線式安全裝置通過(guò)在壓力機(jī)上設(shè)置投光器和接收器，在二者之間形成光幕將危險(xiǎn)區(qū)包圍。當(dāng)人體的任一部分遮斷光線時(shí)，裝置檢測(cè)出這一狀態(tài)，并輸出信號(hào)使滑塊不能啟動(dòng)或停止運(yùn)行。光源一般采用紅外光線或周期性的點(diǎn)射光。該裝置必須有可靠的技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)以下功能：

(1)保護(hù)范圍。保護(hù)范圍是由保護(hù)長(zhǎng)度和保護(hù)高度構(gòu)成的矩形保護(hù)幕將危險(xiǎn)區(qū)包圍，光幕不得采用三角形和梯形。投光器與受光器組成的光軸間距應(yīng)根據(jù)光幕與?？趨^(qū)危險(xiǎn)線的安全距離、人體測(cè)量參數(shù)、危險(xiǎn)區(qū)的可進(jìn)入性，充分考慮保證人的手和手臂通過(guò)光軸間距伸入時(shí)，不能受到傷害。

(2)自保功能。自保功能是指在保護(hù)幕被破壞、滑塊停止運(yùn)動(dòng)后，即使人體撤出保護(hù)幕恢復(fù)完整，滑塊也不能立即恢復(fù)運(yùn)行，必須按動(dòng)“恢復(fù)”按鈕，滑塊才能再次啟動(dòng)。

(3)不保護(hù)區(qū)功能?；瑝K回程期間，裝置不起作用，在此期間即使保護(hù)幕被破壞，滑塊也不停止運(yùn)行，以便操作者的手出入?？趨^(qū)操作。

(4)自檢功能。當(dāng)安全裝置自身出現(xiàn)任何故障時(shí)，應(yīng)能立即發(fā)出信號(hào)，使滑塊處于停止?fàn)顟B(tài)，并在故障排除以前不能再啟動(dòng)。

(5)響應(yīng)時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間是指從保護(hù)幕被破壞到安全裝置的輸出斷開壓力機(jī)控制線路的時(shí)間。這是標(biāo)志裝置安全性能的主要指標(biāo)之一，響應(yīng)時(shí)間不得超過(guò)0.02 s。

(6)安全距離。安全距離是指保護(hù)幕到模口危險(xiǎn)區(qū)的最短距離。壓力機(jī)離合器的結(jié)構(gòu)形式不同，安全距離的計(jì)算公式也不同。

對(duì)于不能使滑塊在任意位置停止的壓力機(jī)，計(jì)算公式同式(4−3)。

對(duì)于滑塊可在任意位置停止的壓力機(jī)，計(jì)算公式為：

式中 t1——安全裝置的響應(yīng)時(shí)間(一般按允許最長(zhǎng)時(shí)間0.02 s考慮)，s;

t2——從壓力機(jī)控制線路切斷至滑塊停止的時(shí)間，s。

對(duì)于摩擦式離合器，時(shí)間因素則要考慮裝置的響應(yīng)時(shí)間和壓力機(jī)性能影響兩個(gè)方面。裝置的響應(yīng)時(shí)間t1是給定的技術(shù)參數(shù)，t2則應(yīng)在曲軸轉(zhuǎn)到90°附近實(shí)際測(cè)定。

(7)抗干擾性。應(yīng)考慮安全裝置對(duì)周圍環(huán)境的適應(yīng)范圍(包括海拔高度、環(huán)境溫度、空氣相對(duì)濕度以及光照等)，若超出范圍，裝置的靈敏度、可靠性都無(wú)法保證，反而是不安全的。光線式安全裝置應(yīng)具有抗光線干擾的可靠性，在小于100 W的照明條件下，裝置應(yīng)能正常可靠地工作。

檢測(cè)式安全裝置屬于電子產(chǎn)品，精密度較高，它的生產(chǎn)必須有主管部門的監(jiān)督，并經(jīng)指定的技術(shù)檢驗(yàn)部門按有關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)鑒定，取得許可證后，才能生產(chǎn)。

5)手用工具

沖壓事故率最高的時(shí)段發(fā)生在送取料階段。而我國(guó)目前相當(dāng)數(shù)量的沖壓機(jī)械仍然靠手工送取料，一個(gè)廉價(jià)簡(jiǎn)便的方法就是利用手用工具。手用工具是指在壓力機(jī)主機(jī)以外，為用戶安全操作提供的手用操作工具，常用的有手用鉗、鉤、鑷、夾、各式吸盤(電磁、真空、永磁)及工藝專用工具等，是安全操作的輔助手段。手用工具的設(shè)計(jì)和選用要注意以下幾點(diǎn)：

(1)符合安全人機(jī)工程學(xué)要求。手柄形狀要適合操作者的手把持，并能阻止在用力時(shí)手向前握或前移到不安全位置，避免因使用不當(dāng)而受到傷害。

(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便使用。手用工具的工作部位應(yīng)與所夾持坯料的形狀相適應(yīng)，以利于夾持可靠、迅速取送、準(zhǔn)確入模。

(3)不損傷模具。手用工具應(yīng)盡量采用軟質(zhì)材料制作，以防意外情況下，工具未及時(shí)退出?？?，當(dāng)模具閉合時(shí)造成壓力機(jī)過(guò)載。

(4)符合手持電動(dòng)工具的安全要求。需要強(qiáng)調(diào)指出，在正常操作時(shí)，堅(jiān)持正確地使用手用工具對(duì)降低沖壓事故確實(shí)能起到一定作用，但是手用工具本身并不具備安全裝置的基本功能，因而不是安全裝置。它只能代替人手伸進(jìn)危險(xiǎn)區(qū)，不能防止操作者不使用或使用不正確時(shí)手意外伸進(jìn)危險(xiǎn)區(qū)。采用手用工具還必須同時(shí)使用安全裝置。