磨床工作安全技术气胀轴

磨床工作安全技术

磨床工作安全技术 2011年12月02日 来源： 一、 磨削的特点 磨削加工是用得最广泛的切削加工方法之一。它与其它切削加工如车削、铣削、刨削等比较，具有以下一些特点： 1． 磨削速度很高，每秒可达30m至50m；切削温度较高，可达1000℃至1500℃；切削过程历时很短，只有万分之一秒左右。 2． 磨削加工能获得很高的加工精度和很小的表面粗糙度，通常公差等级可以达到IT5~IT7级，表面粗糙度可以达到Ra0.8μm至Ra0.4μm。如果采用高精度磨削方法，公差等级可以超过IT5级。表面粗糙最高可以达到Ra0.05μm。 3 磨削时的切削深度较小，在一次行程中所能切除的金属层较薄，只有几个微米。 磨削的安全问题主要有：工件在磨床上加工时，从砂轮上飞溅出大量细的磨屑，而从工件上飞溅出大量金属屑。磨屑和金属屑会使磨工眼部遭受危害，尘末吸入肺部对身体有害。必须采取适当的防护装置。 由于种种原因，磨削时可能造成砂轮的碎裂，从而导致工人遭受严重的伤害。 在靠近转动的砂轮进行某些手工操作时，如磨工具，清洁工件或砂轮整修方法不正确时，工人的手可能碰到高速旋转的砂轮而受到伤害。 二、 砂轮的选择 砂轮的种类很多，不仅有各种形状和尺寸，而且由于磨粒和结合剂以及砂轮的制造工艺不同，再加上砂轮工作性能的不同，因此砂轮的选择与其实际工作条件有关，主要是与加工材料有关。选择不当，效益不但不高而且容易产生伤害事故。 每一种砂轮根据其本身的特性，都具有一定的适应范围，而不是万能的。因此，对一定材料的工件，甚至每一种磨削工序都要选择合适的砂轮。正确选择和准备供使用的砂轮，可以大大减少砂轮的整修次数，从而减少砂轮在工作中破裂的可能性。如何选择合适的砂轮并正确使用它，就必须对砂轮的性能有一定了解。 砂轮的特性包括以下几个方面：磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、强度、形状和尺寸等。 1． 磨料 砂轮中磨粒的材料，称为磨料。磨料是制造砂轮的主要材料。它必须具有很高的硬度、耐热性以及相当的韧性和一定的脆性，同时还要具有比较锋利的几何形状，以便切入金属。 磨料有天然的和人造的两类，一般天然磨料都有成份不纯、质量不均的缺点。基本上已被人造磨料所代替。目前，已被采用的人造磨料多达几十种。其中最常用的有钢玉，碳化硅磨料。 （1） 刚玉类磨料的主要化学成份为氧化铝（Al＜sub＞2＜/sub＞O＜sub＞3＜/sub＞），刚玉有棕刚玉和白刚玉两种。 1） 棕刚玉（代号GZ），又称普通氧化铝，它的颜色呈现棕褐色。用它制造的陶瓷结合剂砂轮为蓝色或浅蓝色。棕刚玉的硬度高，韧性好，在磨削过程中磨粒不易破损，故适用于磨削各种抗张强度较高的金属，如碳钢、合金钢、可锻铸铁，硬青铜等。 2） 白刚玉（代号GB），这种磨料是白色的，因此，又称白色氧化铝。 白刚玉较棕刚玉硬而脆，大磨削过程中比较不容易磨钝，磨钝后的磨粒也容易碎裂而形成新的锋利刀口，因此，磨削性能良好，磨削力小，磨削过程中的热量少，可以避免工件的烧伤和变形，适用于磨淬火钢、高碳钢、高速钢以及磨削薄壁工种。白刚玉的价格比棕刚玉高，不宜用于粗磨，因粗磨时白刚玉磨粒容易碎裂脱落，砂轮损耗较大。 （2） 碳化硅（SiO）特点是硬而脆，硬度仅次于金刚石，磨粒锋利，比刚玉好，导热性良好。碳化硅又分黑色碳化硅和绿色碳化硅两种。 黑色碳化硅（代号TH），硬度高于刚玉类的任何一种磨料，磨粒锋利，但韧性低而脆弱，适用于磨抗张强度底的脆性材料，如玻璃、陶瓷、铸铁、青铜等。 绿色碳化硅（代号TC），颜色为绿色，用它制造的陶瓷结合剂砂轮也是绿色的。 绿色碳化硅的硬度和脆性比黑色碳化硅要高，利刃锋利，适用于精磨硬而脆的材料，如硬质合金、玻璃等。 （3） 金刚石 硬度高于其他各种磨料，是目前已知物质中最硬的一种材料，磨削性能优良，但价格昂贵，主要用于加工其它磨料难以加工的高硬度材料。用这种磨料制作的砂轮叫金刚石砂轮。 2． 粒度 所谓粒度，是指磨料颗粒的几何尺寸大小，即磨粒的粗细。磨料粒度的选择，对磨削表面粗糙度和磨削效率有着很大的影响。 选用粒度号较小的砂轮，粒度号小，表明颗粒较粗，即磨粒大，磨削深度可以增加，气孔大，切削性能好，磨削效率高，但表面粗糙度大，适用于磨削余量大，表面质量要求不高的工件。 选用粒度号较大的砂轮，粒度号大，表明颗粒较细，即磨粒小，在砂轮工作表面单位面积上的磨粒多，在单位时间内，相应参加磨削的颗粒较多，工件表面所残留的划痕很小，因此加工精度高，表面粗糙度也小。例如精磨和刃磨刀具时一般采用60＜sup＞#＜/sup＞~100＜sup＞#＜/sup＞粒度。 粒度号是表示磨料颗粒大小的数字。表示粒度号的方法有两种，这是由于测定磨料粒度的方法不同。一种是英制，用一平方英寸面积上有多少个孔来表示。例如：46＜sup＞#＜/sup＞粒度是指一平方英寸面积上有46个孔，它能通过每英寸长有46个孔眼的筛网，而不能通过每平方英寸面积有60个孔眼的筛网。另一种是公制法，用筛网孔眼的宽度（微米或毫米）来表示。粒度号与磨料的颗粒大小相反，粒度号小的颗粒大。粒度号大的颗粒小。 尺寸很小的磨料，直接用颗粒尺寸（即微米分号）来表示，如W40表示颗粒大小为40~28μm，W28为28~20μm。粒度号分为29种，见表1和表2。必须说明，以上所述只是就磨料粒度分级而言。至于砂轮。由于分级时要求得到完全同一粒度号的磨料是非常困难的，而使用上也无此必要，所以通常是由邻近几种粒度号的磨料混合组成的。而所谓某一粒度的砂轮，只是指砂轮中该粒度号的磨粒最多，其余少部分则是粒度较细或较粗的磨粒。 见表 表1 颗粒尺寸表 见表 表2 颗粒尺寸表 3． 结合剂 砂轮中结合剂的作用，在于把一颗颗分散的磨粒结合在一起，使之成为具有一定形状和强度的砂轮。砂轮能否经受冲击和高速旋转而不破裂，主要决定于结合的强度。此外，结合剂对磨削表面粗糙度和磨削温度也有一定的影响。 结合剂的种类很多，分为有机粘结和无机粘结两大类，目前常用的有陶瓷结合剂，树脂结合剂和橡胶结合剂三种。 （1） 陶瓷结合剂（代号A），它是一种无机粘合剂。这是应用得最广泛的一种结合剂，目前工厂中80%的砂轮是陶瓷结合剂的，因为它有以下一些优点： 1） 在1300℃高温下烧结砂轮时，改变粘土及长石之含量，能获得各种不同程度等级的砂轮，能制成各种不同粒度、组织、形状和尺寸的砂轮（厚度很薄的薄片砂轮除外）。 2） 性能稳定，不受天气干湿、气候寒暑变化以及贮存时间长短的影响。 3） 耐热性和抗腐蚀性好，不怕水、油及普通酸、碱的侵蚀，因此可用于干磨，也可使用各种冷却液磨削。 4） 砂轮中的气孔多，磨削效率比较高。 5） 磨损小，能较好地保持砂轮的外形轮廓。 6） 价格低廉。 陶瓷结合剂的主要缺点是脆性大、弹性差，不能承受大的侧面扭曲力和冲击力，所以不能用来制造薄片砂轮。一般陶瓷结合剂的砂轮磨削速度不能大于35m/s。 （2） 树脂结合剂（代号S），它是一种有机结合剂，这种结合剂的特点如下： 1） 用它制造的砂轮强度高，有一定弹性，耐冲击，可制造磨削速度高于50m/s的高速砂轮和很薄的砂轮。 2） 由于结合剂和磨粒的结合性较差，磨粒容易脱落，磨削效率高，但砂轮磨损快，不易保持外形轮廓。 3） 磨削时产生热量较少，同时由于树脂结合剂的耐热性差，容易在磨削区域的高温下烧毁，所以有利于防止工件表面的烧伤。 4） 由于具有一定的弹性，磨粒受力过大时，能自动退让（陷入砂轮）一段，可避免砂轮工作表面上特别突出的颗粒在工件表面上刻划出过深的凹痕，同时树脂结合剂还具有弹性抛光作用，因此可获得较小的表面粗糙度。 树脂结合剂的缺点是抗腐蚀性差，性能不够稳定，容易受碱的侵蚀。所以湿磨时必须注意冷却液中的含碱量不能超过1.5%。此外，过于潮湿的环境也会使树脂结合剂的砂轮强度受影响，因此要注意对这种砂轮的保管，存放时间以一年为限。 （3） 橡胶结合剂（代号X），它是一种有机结合剂。它的弹性比树脂结合剂更大些，强度也高，可以制造很薄的砂轮。 橡胶结合剂砂轮在磨削区域的高温作用下，砂轮表面的结合剂逐渐老化变脆，磨钝的磨粒容易脱落，使砂轮工作表面上经常保持有锋利的磨粒，因而可以减少工件烧伤的可能性。同时这种砂轮具有很强的抛光性能，所以可获得较小的表面粗糙度。但橡胶结合剂砂轮的组织紧密、气孔小，不能磨去很多的加工余量，因此不适用于一般性的粗加工。 橡胶砂轮耐油性差，不能用油作为冷却液。 4． 硬度 砂轮的硬度是指结合剂粘结磨粒的牢固程度。即砂轮工作表面的磨粒在外力作用下脱落的难易程度。 砂轮的硬度与磨料本身的硬度是两回事。 砂轮的硬度随着结合剂的种类和多少不同而具有不同的硬度。同一种磨料，可以做出各种不同硬度的砂轮。结合剂多，粘结能力强，磨粒不易脱落，砂轮的硬度就高；反之，结合剂少，磨粒容易脱落，砂轮的硬度就软。因此砂轮的硬度主要取决于结合剂的性质、数量以及它的制造工艺。 为了适应不同工件材料的磨削质量要求，砂轮具有软、中、硬各种不同硬度等级，硬度等级中还有大级和小级之分，并分别用不同的拼音字母表示，表3为砂轮的硬度等级。 见表 表3 砂轮的硬度等级 注：1．橡胶结合剂只分大级； 2．表中硬度的1、2、3、表示硬度增高顺序。 砂轮硬度按以下情况选择： （1） 磨削软材料时，要选择较硬的砂轮；磨削硬材料时，则要选择软砂轮。因为软材料容易磨削，磨粒不易磨钝，为了不使砂轮工作表面的磨粒在未磨钝前脱落，砂轮硬度要选高些。工件材料硬时，磨粒容易磨钝，为了保持砂轮的锋利，即“自锐性”，砂轮的硬度要选软一些。例如，磨削淬火的合金钢、高速钢，可选R＜sub＞2＜/sub＞~ZR的硬度；磨削未淬火的钢，硬度常用ZR＜sub＞2＜/sub＞~Z＜sub＞2＜/sub＞的砂轮。 但对有色金属特别软而韧的材料例外，由于磨屑容易堵塞砂轮，所以不宜选用硬的砂轮，而要选用软的。 （2） 精磨比粗磨所选的砂轮硬度高1~2级。 （3） 磨削外圆时，砂轮与工件接触面大，工件容易发热，磨屑不易排出，所选用的砂轮硬度应软些。当内圆孔表面粗糙度要求小或因圆孔直径小时，砂轮硬度又要选得高些。 （4） 平面磨削时，砂轮与工件的接触面积比外圆磨削大，因此平面磨削所选用的砂轮硬度应软些。 （5） 砂轮硬度的选择与磨削工作条件及磨削用量有关，例如：干磨比湿磨的砂轮硬度软1~2小级；

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