第一部分 机械安全技术

第一部分机械安全技术1第一章机械安全机器是人类进行生产以减轻体力劳动和提高劳动生产率的主要工具，它在给人们带来高效、快捷、方便的同时，也带来了不安全因素。频频发生的机械伤害事故，给人们的生命和财产安全都带来巨大损失，由此机械安全问题引起了全社会的广泛重视。2机械安全是指从人的安全需要出发，在使用机械的全过程的各种状态下，达到使人的身心免受外界因素危害的存在状态和保障条件。机械安全是由组成机械的各部分及整机的安全状态、使用机械的人的安全以及由机器和人的和谐关系来保证的。3第一节机械安全概述一、机器的组成机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料或信息。机械是机器和机构的总称。4机器的发展经历了一个由简单到复杂的过程，它是由若干相互联系的零部件按一定规律装配而成、能够完成一定功能的整体。机器中除刚体外，液体、气体也参与了运动的变换。有些机器还包含了使其内部各机构正常动作的控制系统和信息处理与传递系统等。5一部完整的机器通常由原动机部分、传动部分、执行部分以及控制系统等组成。现代机器不仅可以代替人的体力劳动，而且可以代替人的脑力劳动(如智能机器人)。61．原动机原动机是驱动整部机器以完成预定功能的动力源。通常一部机器只用一个原动机，复杂的机器也可能有几个动力源。一般地说，它们都是把其他形式的能量转化为可以利用的机械能。现代机器中使用的原动机大都是以电动机和热力机为主。7

2．执行部分执行部分是用来完成机器预定功能的组成部分。它是通过利用机械能(如刀具或其他器具与物料的相对运动或直接作用)来改变物料的形状、尺寸、状态或位置的机构。一台机器可以只有一个执行部分(例如压路机的压辊)，也可以把机器的功能分解成好几个执行部分。机器种类不同，其执行部分的结构和工作原理也就不同。83．传动部分机器的功能多种多样，要求的运动形式也是干变万化的，所要克服的阻力也随工作情况而异，但原机的运动形式、运动及动力参数却是有限的，而且是确定的.机器中所用传动部分，是用来将原动机和工作机联系起来，传递运动和动力或改变运动形式的部分。例如把旋转运动变为直线运动，高转速变为低转速，小转矩变为大转矩等。94．控制系统及辅助系统随着机器的功能越来越强，对机器的精确度要求也越来越高。如果机器只由上述原动机部分、传动部分、执行部分三个基本部分组成，使用起来就会遇到很多困难。所以机器除了以上三部分外，还会不同程度地增加控制系统和辅助系统等。10控制系统是用来控制机器的运动及状态的系统，如机器的启动、制动、换向、调速、压力、温度、速度等。它包括各种操纵器和显示器。人通过操纵器来控制机器，显示器把机器的运行情况适时反馈给人，以便及时、准确地控制和调整机器的状态，以保证作业任务的顺利进行并防止事故发生。操纵器是人机接口处，安全人机工程学要求在这里得到集中体现。11以汽车为例发动机是汽车的原动机；离合器、变速箱、传动轴和差速器等组成传动部分；车轮、底盘(包括车身)及悬挂系统是执行部分；转向盘和转向系统、排档杆、刹车及其踏板、离合器踏板及油门组成控制系统；后视镜、车门锁、刮雨器等为辅助装置。12一般情况下，传动部分和执行部分集中了机器上几乎所有的可动零部件。种类众多、运动各异、形状复杂、尺寸不一，是机械的危险区。传动部分不与作业对象直接作用．不需要操作者频繁接触，常用各种防护装置隔离或封装起来；执行部分直接与作业对象作用，并需要人员不断介入，使操作区成为机械伤害的高发区，成为安全防护的重点和难点。13二、机械产生的危害机械产生的危害是指在使用机械设备过程中，可能对人的身心健康造成损伤或危害的根源或因素。机械性危害主要形式有夹挤、碾压、剪切、切割、卷绕、刺伤、摩擦或磨损、飞出物打击、高压流体喷射、碰撞或跃落等非机械性危害。包括电器危害(如电击伤)、灼烫和冷冻危害、噪声危害、振动危害、电离和非电离辐射危害、材料和物质产生的危害、未履行安全人机工程学原则而产生的危害等。14(一)机械产生的危害类型1．静态危险(1)刀具的刀刃，机械设备突出部分，如表面螺栓、吊钩、手柄等。(2)毛坯、工具、设备边缘锋利飞边和粗糙表面(如铸造零件表面)(3)引起滑跃、坠落的工作平台，尤其是平台有水或油时更为危险。

152．直线运动及旋转运动危险(1)作直线运动的构件如龙门刨床的工作台、升降式铣床的工作台。(2)人体或衣服卷进旋转着的机械部位引起的危险如搅拌机、卡盘、各种切削刀具、互啮合的齿轮副、链条—链轮等。

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3.打击危险(1)旋转运动加工件打击伸出机床的细长加工件。

(2)旋转运动部件上凸出物打击如转轴上键、联轴器螺丝等

(3)孔洞部分的危险如风扇、叶片、齿轮、飞轮。

174.振动夹住危险机械的一些振动部件结构，如振动体的振动引起被振动体部件夹住的危险。185．飞出物打击危险(1)飞出的刀具或机械部件如未夹紧的刀片、破碎的砂轮片、齿轮轮齿断裂等。(2)飞出的铁屑或工件。

19(二)事故原因分析安全隐患可存在于机器的设计、制造、运输、安装、使用、维护、报废等机器整个生命周期的各个环节。机械事故的发生往往是多种因素综合作用的结果:物的不安全状态人的不安全行为安全管理上的缺陷

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1．物的不安全状态物的安全状态是保证机械安全的重要前提和物质基础。在机械生命周期中各环节的安全隐患，都可能引发使用中的危险事故发生。如设计不合理、计算错误、安全系数取值偏小、对使用条件估计不足等；制造环节加工质量差、偷工减料、以次克好等；安装运输过程中野蛮作业，使机器的组成元件受到损伤而埋下隐患等。在使用过程中，缺乏必要的安全防护、润滑保养不良、零部件超过其使用寿命而未及时更换、不符合卫生标难的不良作业环境等。

212．入的不安全行为人的不安全行为是引发事故的另一个直接原因。人的行为受到生理、心理等多种因素的影响。缺乏安全意识和安全操作技能差，即安全素质不高是引发事故的主要原因。例如不了解机器性能及存在的危险不按安全操作规程操作缺乏自我保护意识和处理意外情况的能力等指挥失误、操作失误、监护失误等是人的不安全行为的常见表现形式。在日常生活中，人的不安全行为大量表现在不安全的工作习惯上例如工具随手乱放、清理机器或测量工件不停机等。223．安全管理缺陷安全管理缺陷是事故的间接原因，但在一定程度上又是主要原因。它反映了一个单位的安全管理水平。领导的安全意识，对设备的监管对人员使用维护机械的安全技能进行教育和培训安全规章制度的建立安全管理不能只局限在企业内部对机械设备使用阶段的管理，还包括相关方面对机械产品的安全责任制的建立，主要监管部门对企业的重要特种设备的安全监察等全方位的管理。23

三、机械在各种状态下的安全问题机械在运输、安装、调试、运行、维修、报废的全过程中，都可能对人员造成伤亡或对健康造成危害，这种危害在机械使用的任何阶段和各种状态下都有可能发生。

241．正常工作状态机械在完成预定功能的正常状态下，存在执行预定功能所必须具备的运动要素，有可能产生危害后果。例如，零部件问的相对运动、锋利刀具的运转、机械运转的噪音、振动等，使机械在正常状态下存在碰撞、切割、环境恶化等对工作人员安全不利的危险和有害因素。25

2．非正常工作状态非正常工作状态是指机械运转过程中，由于各种原因引起的意外状态故障状态检修保养状态设备的故障，不仅可以造成局部或整机的停转，还可能对人员构成危险电器开关故障，会造成机器不能停机或控制不灵的危险；砂轮片破损，会导致飞出物打击危险；速度或压力控制系统出现故障，会导致速度或压力失控的危险机械的检修保养一般都是在停机状态下进行的，但作业的特殊性往往迫使检修人员采取一些非常规的做法：例如，攀高、进入狭小或几乎封闭的空间将安全装置短路、进入正常操作不允许进入的危险区等26

3．非工作状态当机械处于停止运转状态或静止状态时，正常情况下，机械是安全的，但不排除发生意外事故的情况。由于周围照度不够，导致人员发生碰撞事故。室外机械在风力作用下的滑移或倾翻。27第二节机械安全通用技术实现机械设备安全的最根本途径是设备的本质安全化。设备的本质安全化是指操作失误时，设备能自动保证安全；当设备出现故障时，能自动发现并自动排除，确保人身和设备安全。实现设备安全须从设备的设计、制造、安装、调试、运行、维护、报废等阶段考虑，同时，还应考虑机械的各种状态。决定机械安全性能的关键在于设计阶段采用的安全措施；另外还要通过使用阶段采用安全措施，最大限度地减小危险。

28一、设计与制造的本质安全措施设计阶段采用安全措施，是指：从零件材料到零部件的合理形状和相对位置，从限制操纵力、运动件的质量和速度到减少振动和噪声，采用本质安全技术与动力源，应用零部件间的作用原理，结合人机工程学原则等多项措施，通过选用适当的设计结构，尽可能避免或减小危险；也可以通过提高设备的可靠性、操作机械化或自动化以及实行在危险区之外的调试、维护等措施。

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(一)选用合适的设计结构，避免或减小危险

1．采用本质安全技术与动力源本质安全技术也称机器的固有安全技术，是指利用该技术进行机械预定功能的设计和制造时，就可以同时满足机器自身安全的要求，而不需要采用其他安全防护措施。30

(1)与功能匹配的合理结构，避免锐边、尖角、粗糙表面和凸出部分。在不影响预定使用功能前提下，机械设备及零部件应尽量避免设计成易引起危险的锐边、尖角、粗糙或凹凸不平的表面和较突出部分。对锐边或尖角应倒钝、折边或修圆，对可能引起刮伤的开口端应包覆。31

(2)安全距离的原则。一是防止可及危险部位的安全距离，使机械的有形障碍物与危险区的安全距离足够长，用来限制人体或人体的某部位的运动范围；二是避免受挤压或剪切危险的安全距离，当两移动件相向移动时，可以通过增大相向运动物之间的最小距离，使人体可以安全进入或通过，也可以减小运动件问的最小距离，使人的身体部位不能进入，从而避免了危险。

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(3)限制有关因素的物理量。在不影响使用功能的情况下，根据各类机械的不同特点，限制某些可能引起危险的物理量值来减小危险。例如，限制运动件的质量和速度，来减小运动件的动能；将操纵力限制到最低值，使操纵件不会因破坏而产生机械危险；控制振动、噪音、过热或过低温度等，使其低于安全标准中规定的允许指标等，减轻振动、声音等非机械性危险和有害因素。

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(4)使用本质安全工艺过程和动力源。对预定在有爆炸隐患场所使用的机械设备，应采用全气动或全液压控制系统和操纵机构或本质安全电气装置，限制最大压力不超过允许值，并在机械设备的液压装置中使用阻燃和无毒液体，或采用“本质安全”动力源。

342．限制零件应力机械零件选用的材料性能、设计规范、计算方法等，都应该符合机械设计与制造专业的专业标准或规范的要求，使零件的计算应力不超过许用值，保证安全系数，以防止出于零件应力过大而破坏或失效，避免故障和事故的发生。

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3．履行安全人机工程学原则在现代工业生产中，所有机器和设备都要由人操纵和控制，或者由人监督和维护，人是生产的核心和主导，人一机器一环境一安全形成一个不可分割的系统。因此，要根据人一机器——环境一安全系统要求进行产品设计。在机械设计时，通过合理分配人机功能、适应人体特性、人机界面设计、作业空间的布置等方面履行安全人机工程学原则，提高机械设备可操作性和可靠性，使操作者的体力消耗和心理压力降到最低，从而减小操作差错。例如设备所设计、选用和配置的操纵器应与人体操作部位的特性(特别是功能特性、操纵容易程度)以及控制任务相适应。

364．设备位用材料具有良好的安全卫生性能制造机械的材料、燃料和加工材料在使用期间不得危及工作人员的安全和健康。材料的力学性能，如拉伸强度、剪切强度、冲击韧性、屈服极限等，应能满足执行预定功能的载荷作用要求；材料应具有均匀性，防止由于工艺设计不合理，使材料的金相组织不均匀而产生过大的残余应力；材料应能适应预定的环境条件，如具有抗蚀性、耐老化、耐磨损等能力。应避免采用有毒的材料或物质，应能避免机械本身或由于使用某种材料而产生的气体、液体、粉尘、蒸气或其他物质造成的火灾或爆炸危险。若必须使用，则应采取可靠的安全卫生技术措施以保障人员的安全和健康。

375．设计控制系统的安全原则机械在使用过程中，典型的危险情况有意外启动速度变化失控运动不能停滞运动的机械零件或工件脱落飞出安全装置的功能受阻等。控制系统的设计应考虑各种作业的操作模式或采用故障显示装置，使操作者可以安全地采取措施。设备的操纵器、信号和显示器应满足安全要求原则。对于可能出现误动作或误操作的操作器，应采取必要的保护措施，并遵循以下原则和方法。

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(1)可编程软件的安全保护。在关键的安全控制系统中，如果采用可编程控制，则应注意采取可靠措施，以防止因为贮存程序被有意或无意改变而使机器产生危险的误动作。建议采用故障检验系统来检查由于程序改变而引起的差错。39

(2)重新启动原则。动力中断后重新接通时，如果机械设备自动启动将会产生危险，应采取措施，使动力重新接通时机械不会自行启动，只有再次操作起动装置后机械才能运转。这样可以防止在失电后又通电，或在停机后人员没有充分准备的情况下，由于机器的自发启动产生的危险。40

(3)关键件的冗余原则。控制系统的关键零部件，可以通过备份的方法减小机械故障率即当一个零部件失效时，用备用件接替以实现预定功能。当与自动监控相结合时，自动监控应采用不同的设计工艺，以避免共因失效。对于设备关键部位的操纵器，一般应设电器和机械连锁装置。41(4)定向失效模式：指部件或系统主要失效模式是预先已知的，而且，只要失效总是这些部件或系统，这样可以事先针对其失效模式采用相应的预防措施。42

6．防止气动和液压系统的危险采用热能、液压、气动等装置的机械，必须通过设计来避免由于这些能量意外释放而带来的各种潜在危险。437．预防电的危害用电安全是机械安全的重要组成部分，预防电危害应注意防止电击、短路、过载、雷电、静电和电磁场危害等。

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(二)减小或限制操作者进入危险区

1．设备具有良好的可靠性和稳定件可靠性是用可靠度来衡量的。机械或零部件的可靠度是指在规定的使用条件下和规定的期限内执行规定的功能而不出现故障的概率。可靠性应作为机械安全功能完备性的基础。提高机械的可靠性可降低故障率，减小需要查找故障和检修的次数，减小因为失效而使机械产生危险的可能性，从而可以减少操作者面临危险的概率。设备不应在振动、风载或其他可预见的外在作用下倾覆或产生允许范围外的运动，即具有良好的稳定性。设备若通过形体设计和自身的质量分布不能满足或完全满足稳定性要求时，则必须设有安全技术措施，以保证其具有可靠的稳定性。

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2．采用先进的机电自动化技术机械化和自动化技术可以使人的操作岗位远离危险或有害场所，从而减小工伤事故，职业病。例如一些重要的但却危险的场合采用机器人或机械手。

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3．保证调试、检查以及维修保养的安全防止设备运行安全检查是设备安全管理的重要措施，是防止设备故障和事故发生的有效方法。设计机械时，应考虑到一些易损零部件拆装和更换的方便性；提供安全接近或站立措施(如梯子、平台、通道)；将机械的调整、润滑、一般维修等操作点应设置在危险区外，这样可以减少操作者进入危险区的需要，从而降低操作者出现危险的概率。

47二、可靠有效的安全防护措施安全防护是通过采用安全装置、防护装置或其他手段，对一些机械危险进行预防的安全技术措施，它的目的是防止机械运行时产生各种对人员的伤害事故。防护装置和安全装置常统称为安全防护装置。

48安全防护的重点是机械的传动部分、其他运动部分、操作区、高空作业区、移动机械的移动区域以及一些机械由于特殊危险形式需要采取的特殊防护等。要确保安全，设备的可动零部件都应有相应的安全防护装置，凡人员易接触的可动零部件，应尽可能封闭或隔离。对于操作人员在设备运行时可能触及的可动零部件，必须配置必要的安全防护装置。对于运行过程中可能超出极限位置的生产设备或零部件，应配置可靠的限位装置。若可动零部件所具有的动载荷或势能可能引起危险时，则必须配置限速、防坠落或防逆转装置。以操作者的操作位置所在平面为基准，凡高度在2m之内的所有传动带、转轴、传动链、联轴节、带轮、飞轮、链轮、电锯等外露危险零部件及危险部位，都必须设置安全防护装置。

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(一)安全防护的分类与基本要求

1．安全防护装置的分类安全防护常常采用安全装置、防护装置及其他安全措施。防护装置是指通过设置物体障碍方式将人与危险隔离的专门安全防护的装置。安全装置是指用于消除或减小机械伤害风险的单一装置或与防护装置联用的保护装置。安全防护装置在人与危险之间构成安全保护屏障，在减轻操作者精神压力的同时，也使操作者形成心理依赖。一旦安全防护装置失效，就会增加损伤或危害健康的风险。为此，安全防护装置必须满足与其保护功能相适应的安全技术要求。

502．安全防护装置的一般安全要求无论采取何种方法防护，目的都是为了安全，但在设置新的安全防护装置时，都应对具体机械进行风险评价以避免带来新的风险。为此，安全防护装置必须满足与其保护功能相适应的安全技术要求。

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(1)结构尺寸和布局形式设计合理，具有切实的保护功能。

(2)结构必须有足够的强度、刚度、稳定性；安装可靠。不易拆卸。

(3)装置的外形结构应尽量平整光滑，避免尖棱锐角，不增加任何附加风险新的危险源。

(4)满足安全距离要求，使人体各部位远离危险。防止其成为52(5)安全防护装置应与设备运转连锁，保证安全防护装置未起作用前，设备不得运转。(6)不影响正常操作，不得与机械任何可动零部件接触；对人的视线障碍要达到最小限度；便于检查和维修。采取的安全措施必须不影响机械的预定使用，而且使用方便。严禁出现为追求机械的最大效用而导致避开安全措施的行为，不应出现漏保护区。53

(二)防护装置机械设备或车间常见的防护装置有防护罩、防护挡板、防护栏杆和防护网等。防护装置按使用方式分为固定式和活动式两种。

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(1)固定防护装置是指用永久固定方式或借助紧固件固定方式，将其固定在所需的地方，不用工具就不能将其移动或打开。(2)活动式防护装置或防护装置的活动体打开时，尽可能与防护的机械借助铰链或导链保持连接，防止移动的防护装置或活动体丢失或不容易复原。

(3)活动防护装置出现丧失安全功能的故障时，被控制的危险机械，其功能应不能执行或停止执行；连锁装置失效不得导致意外启动。

(4)机械进出料的开口部分，在满足功能要求要求下尽可能小，避免工作人员在此接触危险。

(5)防护装置应能有效防止物件飞出；同时防护装置应是进入危险区的惟一通道。

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(三)安全装置安全装置是通过自身的结构功能限制或防止机械的某种危险或限制运动速度、压力等危险因素。

56常见的安全装置如下：

(1)连锁装置通常把安全防护装置与设备运转连锁，保证安全防护装置未起作用以前，设备不能运转。(2)止—动装置一种手动操纵装置，只有当手对操纵器作用时，机器才能启功并保持运转；当手离开操纵器时，该操纵装置则自动回复到停止位置。(3)自动停机装置一种利用光电式、感应式等安全防护装置，当人或人的某一部位超载安全极限时，能使机器或其零部件停止运转。57

(4)机械抑制装置一种机械障碍(如支柱、撑杆、止转棒等)装置。该装置靠其自身强度、刚度支撑在机构中，用来防止某种危险运动发生。(5)运动控制装置也称行程限制装置，只允许机械零部件在有限的距离内动作。

58三、采取安全措施应遵照的原则安全措施包括由设计阶段采取安全措施和由用户提供补充的措施。当设计阶段的防护措施个能满足要求时，则由用户采取补无措施来最大限度地减小遗留风险。机械系统的复杂性决定了实现消除某一危险或减小某一风险往往采取多种措施，最终达到机械安全的目的。59采取安全措施应遵照以下原则。

(1)安全先于经济当安全卫生技术措施与其他利益发生冲突时，应以安全为重，安全第一。

(2)设计先于使用安全决策应在机械的概念设计或初步设计阶段确定，以避免将危险遗留给用户或使用中，另外还可减少安全整改造成的浪费。

(3)设计措施不应留给用户应该由设计阶段采用的安全措施，决不能留给使用阶段才去解决。只有当设计采用的措施无效或不完全有效时，其遗留风险可通过使用阶段采用补救安全措施解决。

(4)设计缺陷不可用信息弥补使用信息只起提醒和警告的作用，不得以信息代替应由设计技术手段解决的安全问题。(5)选择安全技术措施的顺序应按照直接安全技术措施、间接安全技术措施、指示性安全技术措施和附加预防措施的顺序进行。

60第二章金属冷加工机械安全技术金属冷加工主要包括车、铣、刨、磨和钻等切削加工。其特点是使用的装夹工具和被切削的工件或刀具问不仅有相对运动，而且速度较高。如果设备防护不好，操作者不注意遵守操作规程，很容易造成人身伤害。61切削加工分为钳工和机械加工(简称机工)两大部分。钳工一般是指通过工人手持工具对工件进行切削加工，其主要内容有划线、暂削、锯切、铿削、刮削、研磨、钻孔、扩孔、攻螺纹、套螺纹、机械装配和修理等；机械加工是指通过工人操纵机床进行切削加工，其主要加工方法有车削、钻削、锤削、磨削、铣削等。62第一节金属切削机床及切削安全一、金属切削机床简介金属切削机床是一种用切削方法加工金属零件的工作机械制造机器的机器——工作母机或工具机，简称机床

63机床的种类很多，机床的分类方法也很多，通常主要按加工性质和所用刀具进行分类。根据机床型号编制方法，将机床分为十一大类(GBl5957一U94)。64工件表面形状65机床构造主传动部件进给传动部件刀具安装装置工件安装装置支撑件动力源6667机床成形原理通过刀具和工件之间的相对运动切除毛坯上多余金属形成一定形状、尺寸和质量的表面以获得所需的机械零件68工件表面的成形方法线性表面——母线沿导线运动而成69工件表面的成形方法70工件表面的成形方法机床上加工零件时，所需形状的表面是通过刀具和工件的相对运动，用刀具的刀刃切削出来的实质——借助于一定形状的切削刃、切削刃与被加工表面之间按一定规律的相对运动，形成所需的母线和导线。母线和导线——发生线71切削刃的成形方法切削刃形状——切削刃与工件成形表面相接触部分的形状为一切削点为一切削线——与发生线形状吻合为一切削线——与发生线形状不吻合72切削刃的成形方法由于加工方法和使用的刀具结构及其切削刃形状不同，机床上形成发生线的方法与所需运动也不同，概括起来有以下四种：轨迹法成形法相切法范成法73轨迹法

用尖头车刀、刨刀等刀具加工时切削刃与被加工表面为点接触（实际是短弧线）切削刃沿发生线作轨迹运动——获得所需发生线74成形法采用成形刀具加工切削刃与所需形成的发生线完全吻合加工时刀具不需任何运动75相切法

刀具——铣刀、砂轮等旋转加工刀具垂直于刀具旋转轴线的截面内，切削刃也可看作是点,当该切削点绕着刀具轴线作旋转运动，刀具轴线沿着发生线的等距线作轨迹运动发生线——切削点运动轨迹的包络线运动——刀具旋转刀具与工件之间的相对移动76范成法

刀具——插齿刀、齿轮滚刀和花键滚刀切削刃——与需要形成的发生线共轭的切削线刀具与工件按确定的运动关系作相对运动，切削刃与被加工表面相切(点接触)发生线——切削刃瞬时位置包络线77机床的运动

运动直线运动——A旋转运动——B78机床的运动形成母线和导线——需要刀具和工件作相对运动形成发生线，亦即形成被加工零件表面的运动，称为表面成形运动，简称成形运动

。79成形运动种类按组成情况不同可分为:简单成形运动复合成形运动80简单成形运动如果一个独立的成形运动，是由单独的旋转运动或直线运动构成的，简称简单运动例如，用尖头车刀车削圆柱面81复合成形运动如果一个独立的成形运动，是由两个或两个以上的旋转运动或（和）直线运动，按照某种确定的运动关系组合而成，简称复合运动。例如，车床车削螺纹82表面成形运动主运动：机床上形成切削速度并消耗大部分动力的运动。速度高，消耗的功率大。任何一种机床，必定有、且通常只有一个主运动。进给运动：机床上维持切削加工过程连续不断进行的运动。速度较低，消耗的功率较小。一台机床的进给运动可能有一个或几个，也可能没有。83辅助运动机床在加工过程中除完成成形运动外，还需完成其它一系列运动，这些与表面成形过程没有直接关系的运动，统称为辅助运动。辅助运动的作用是实现机床加工过程中所必需的各种辅助动作，为表面成形创造条件。84辅助运动的种类切入运动——刀具相对工件切入一定深度，以保证工件达到要求的尺寸。分度运动——多工位工作台、刀架等的周期转位或移位，以便依次加工工件的各个表面，或依次使用不同刀具对工件进行顺序加工

85辅助运动的种类调位运动——加工开始前机床有关部件的移位，以调整刀具和工件之间的正确相对位置其它各种空行程运动——如切削前后刀具或工件的快速趋近和退回运动，开车、停车、变速、变向等控制运动，装卸、夹紧、松开工件的运动等。86二、金属切削加工中的危险因素切削加工是利用切削刀具和工件作相对运动，从毛坯(铸件、锻件、型材等)上切除多余的金属层，以获得尺寸、形状和位置精度及表面质量符合图样要求的机械零件，其过程将产生大量切屑。切屑可能对操作者造成伤害如崩碎切屑可能崩溅伤人；带状切屑连绵不断的缠在工件上，会造成伤人事故及损坏已加工的表面，因此要求采取断屑措施，如刀具前面上磨卷屑槽或加亡挡板。

87金属切削主要的危险源有：机器传动部件外露时，无可靠有效的防护装置；机床执行部件，如夹卡工具、夹具或卡具脱落、松动，砂轮的缺陷及各类限位与连锁装置或操作手柄不可靠；机床的电器部件设置的不规范或出现故障；机床操作过程中的违章作业；工、卡、刀具放置不当；加工超长料时伸出机床尾端的危险件等。

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1．机床设备危险因素(1)静止状态的危险因素切削刀具的刀刃；特别突出的一些机械部分，如卧式铣床立柱后方突出的悬梁。

(2)直线运动的危险因素包括纵向运动部分，如外圆磨床的往复工作台；横向运动部分，如升降台铣床的工作台；直线运动的刀具，如带锯床的带锯条。

89(3)回转运动的危险因素包括单纯回转运动部分，如齿轮、轴、车削的工件；回转运动的突起部分，如手轮的手柄；回转运动的刀具，如各种铣刀、圆锯片等。(4)组合运动危险因素包括直线运动与回转运动的组合，如皮带与皮带轮、齿条与齿轮；回转运动与回转运动的组合，如相互啮合的齿轮。(5)飞出物引发的击伤危险飞出的刀具、工件或切屑都具有很大的动能，成伤害。

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2．不安令行为引发的危险容易对人体造由于操作人员违反安全操作规程而发生的事故很多，如未戴防护帽而使长发卷入丝杠；末穿工作服使领带或过宽松的衣袖被卷入机械传动部分；戴手套作业被旋转钻头或切屑与手一起被卷入危险部位，在机床运转时，用手调整机床或测量工件，把手肘支撑在机床上，用手触模机床的旋转部分。

91三、金属切削安全要求对金属切削机械的安全提出以下要求。

1．防护罩、屏、栏等应完备、可靠。例如，产生磨屑、切屑和冷却液等飞溅物可能触及人体或造成设备与环境污染的部位；易伤人的机床运动部位(如龙门刨床两端)、伸出通道的超长工件(应设围栏与标识)；机床周围的减振沟、电缆沟、地下油槽、切削坑部位等应安装相应可靠的防护罩、屏、栏等安全防护装置，并且保证防护装置能够有效、可靠地对危险部位进行防护。

922．防止夹具与卡具松动与脱落的装置应完好。夹具与卡具结构布局应合理，零部件连接部位应完好可靠，与卡具配套的夹具应紧密协调；易松动的连接部位应有防松脱装置(如安全销、对顶螺母、安全爪、锁紧块)；各锁紧手柄齐全有效(如车床等刀架或尾座锁紧均不能再摇动)。

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3．砂轮的安全防护装置。砂轮高速旋转可能对操作者造成各种伤害，产生严重的后果，因此，切削加工所有使用的砂轮都必须安装可靠的防护装置。如内、外圆磨床、平面磨床都装有固定的砂轮防护罩。它将砂轮的周围遮住，以便砂轮破碎时将其碎片罩住，不致伤人。由于工作需要，砂轮罩需要留出适当的开口，以便砂轮进行磨削加工，开口越小危险性越小，但必须保证工作方便和砂轮的拆装方便。

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4．机床应根据操作情况设置保险装置，如超负荷保险装置(超载时自动松开或停车)、行程限位保险装置(运动部件到预定位置能自动停车或返回)、顺序动作连锁装置(在一个动作未完前，下一个动作不能进行)、意外事故连锁装置(在突然断电时，补偿机构能立即启用或进行机床停车)、紧急制动装置(避免企机床旋转时装卸工件；当发生突然事故时，能及时停止机床运转)、信号报警装置、光电等保护装置等。

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5．操纵杆不得因振动或零件磨损而脱位，操纵手柄应档位分明，与标示符号图文相一致；有快速移动刀具的机床起开和螺母与十字手柄应互锁，快速手轮在自动快速进给使能及时脱开；卡爪灵活，卡盘或内方的扳手自由空隙较小而不打滑。

966、机床PE线连接、电气柜、线路，包括机床本体的各种电气配电线路或配电柜，机床总开关及各电气部件、机构的电气线路等应符合规范。7、机床的局部或冬运照明必须采用36V或24V安全电压，不论何种电压的照明电源线，均不许只接一根相线后利用床身载流导电。

8．机床附近应备有专用的排屑器，清除切屑适应使用接屑钩、毛刷或专门的工具，严禁用手直接清除切屑。

9．严格按操作规程进行操作。97第二节车床安全技术车床是金属切削加工中应用最广泛的一类机床，在一般机加工车间，车床约占机床总数的50％左右。车床是以主轴带动工件旋转作为主运动，刀架带动刀具移动作为进给运动来完成工件与刀具之间的相对运动的机床。9899一、组成

1．床身。床身是车床的基础零件，用来支撑和连接各主要部件并保证各部件之间有严格、正确的相对位置。床身的上面有内、外两组平行的导轨。外侧的导轨用于大滑板的运动导向和定位，内侧的导轨用与尾座的移动导向和定位。床身的左右两端分别支撑在左右床腿上，床腿固定在地基上。

1002．主轴变速箱。主轴箱用于支撑主轴，并使之以不同转速旋转。主轴是空心结构，以便穿过长棒料。主轴右端有外螺纹，用以连接卡盘、拨盘等附件，内有锥孔，用于安装顶尖。变速箱安装在左床腿内腔中。车床主轴由电动机直接驱动齿轮变速机构，经带传动到主轴箱内，再经变速机构变速，使主轴获得不同的转速。大多数车床的主轴箱和变速箱是合在一体的，称为主轴变速箱。1013．进给箱。它固定在主轴箱下部的床身侧面，用于传递进给运动。改变进给箱外面的手柄位置，可使丝杠或光杆获得不同的转速。

4．刀架。刀架是用来装夹刀具的，刀架能够带动刀具作多个方向的进给运动。为此，刀架做成多层结构，从下往上分别是床鞍、中滑板、转盘、小滑板和方刀架。方刀架装在小滑板上，小滑板装在中滑板上，床鞍可带动车刀沿床身上的导轨做纵向移动，用来车外圆、锤内孔等；中滑板可以带动车马沿床鞍上的导轨作横向运动，用来加工端面、切断面、切糟等。小滑板可相对中滑板改变角度后带动刀具斜进给，用来车削内外短锥面。

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5．尾座。尾座装在车身内侧导轨上，可以沿导轨移动到所需位置，其上可安装顶尖，支撑长工件的后端以加工长圆柱体，也可以安装孔加工刀具加工孔。尾座可横向作少量的调整，用于加工小锥度的外锥面。

6．溜板箱。溜板箱与床鞍(纵向滑板)连在一起，它将光杆或丝杠传来的旋转运动通过齿轮、齿条机构(或丝杠、螺母机构)带动刀架上的刀具作直线进给运动。

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二、车削加工不安全因素车削加工最不安全的因素是切屑的飞溅、车床的附件以及工件造成的伤害。例如：工件、手用工具及夹具、量具放置不当，易造成扳手飞落、工件弹落等伤人事故；开始工作前，工件及装夹附件没有夹紧，则易造成工件飞出伤人事故；车床周围布局不合理、卫生条件不好、切屑堆放不当等，也易造成事故；车床保险装置失灵、缺乏定期检修维护等，也会造成由于机床事故而引发伤害。此外，不安全行为引起的危险，由于操作人员违反安全操作规程，如末带防护帽而使长发卷入丝杠，未穿工作服使领带或过宽松的衣袖卷入机械转动部位，带手套作业被旋转钻头或切屑与手绕在一起卷入机器危险部位，车床运转过程中测量丁件、用纱布打磨工件毛刺或用手清除切屑等，都易造成手与运动部件相撞。

104三、防护措施1．为防止崩碎切屑对操作者造成伤害，应在车床上安装活动式透明防护挡板；助气流或乳化液对切屑进行冲洗，也可改变切屑的射出方向。

2．为防止车削加工时暴露在外的旋转部分，如装夹工件的拨盘、卡盘、鸡心夹等附件旋转时，其突出部分会钩住操作者衣服或将手卷入转动部分造成伤害事故，应使用防护罩式安全装置将危险部位罩住。

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3．车床运转中用手清除切屑、测量工件或用纱布打磨工件毛刺，极易造成手与运动部件相撞；工件及装夹附件没有夹紧，就开机工作，易使工件等飞出伤人；机床局部照明不足或灯光刺眼，不利操作者观测，而产生误操作，导致伤害事故；车床技术状态不好、缺乏定期检修、保险装置失灵等，将会造成因机床事故而引起的伤害事故。对以上不安全因素，均应采取相应的安全防护措施。

106第三节钻床安全技术一、钻床简介钻床指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换特殊刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。加工过程中工件不动，让刀具移动，将刀具中心对正孔中心，并使刀具转动(主运动)。钻床的特点是工件固定不动，刀具做旋转运动

107锪孔:一种金属加工方法，是指在已加工的孔上加工圆柱形沉头孔、锥形沉头孔和凸台断面等。锪孔时使用的刀具称为锪钻，一般用高速钢制造。加工大直径凸台断面的锪钻，可用硬质合金重磨式刀片或可转位式刀片，用镶齿或机夹的方法，固定在刀体上制成。锪钻导柱的作用是导向，以保证被锪沉头孔与原有孔同轴。108铰孔是孔的精加工方法之一，在生产中应用很广。对于较小的孔，相对于内圆磨削及精镗而言，铰孔是一种较为经济实用的加工方法铰孔是铰刀从工件孔壁上切除微量金属层，以提高其尺寸精度和孔表面质量的方法。109二、钻削加工不安全因素在钻床上加工工件时，主要危险来自旋转的主轴、钻头、钻夹以及随钻头一体旋转的长螺旋形切屑。旋转的钻头、钻夹及切屑易卷住操作者的衣服、手套和头发；工件装夹不牢，在切削力作用下，工件松动歪斜，甚至随钻头一起旋转而伤人；切削中用手清除切屑、用手触模钻头、主轴等而造成伤害事故；卸下钻头时，用力过猛过大，钻头落下砸伤脚：机床技术状态不佳、照明不足、制动失灵等都是造成伤害事故的原因。

110三、防护措施(1)转动的主轴，钻头四周设置圆形可伸缩式防护网。(2)各运动部件应设置性能可靠的锁紧装置，台钻的中间工作台、立钻的回转工作台、臂钻的摇臂及主轴箱等，钻孔前都应当锁紧。

111(3)使用摇臂钻床时，在横臂回转范围内不准站人，不准堆放障碍物；钻孔前横臂必须紧固。(4)钻探孔时要经常抬起钻头排屑，以防止钻头被切屑挤死而折断；工作结束时，应将横臂降到最低位置，主轴箱靠近立柱，以防伤人。

112四、磨床安全技术一、磨床简介磨床(grinder,grindingmachine)是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。

113二、磨床加工不安全因素旋转砂轮的破碎及磁力吸盘上工件的窜动、飞出是造成伤害事故的主要原因。由于砂轮自身缺陷、型号选用不当、砂轮平衡不好、安装不当、磨削用量选择及操作不当等原因均可发生砂轮破碎而使人致伤；在砂轮运转时，调整机床、紧固工件或测量工件时可能与高速旋转的砂轮或磨床的其他运动部件相接触，造成伤害事故；工件夹因不牢或电磁盘失灵等原因造成工件飞出伤人。

114三、安全防护措施1．砂轮破碎导致碎片高速飞出伤人，后果严重，构成磨削事故的主要危险源，故应设置具有足够张度、开口角度合理(最大不超过150。)的砂轮防护罩，罩内最好敷设缓冲材料，以减小碎块二次弹射伤人。2．在磁力吸盘上装键、薄臂环、垫圈等小尺寸的工件时，四周应加长条形挡铁围栏，以防因磁力小，工件在磨削力作用下叠加挤碎砂轮或工件飞出伤人。

1153．磨削加工时，由于砂轮不断磨损和修整，会产生大量粉尘，且粒径在5微米以下的尘粒达80％~90％，所以应设吸尘装置，以减小粉尘的污染和对操作人员的危害。4．磨削加工会产生较大的噪音，特别是磨削金属薄板时，噪声可达100dB(A)。可通过选用低噪声的油泵和降低油泵电机的转速，使用低噪声的溢流阀及浸油型电磁阀等措施降低噪声。

116五、铣床安全技术一、铣床简介铣床（millingmachine）系指主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动，工件(和)铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。

117二、铣床加工不安全因素高速旋转的铣刀和铣削中产生的振动及飞屑是主要的不安全因素。铣床运转时，用手清除切屑，调整冷却液，测量工件等，均可能使手触到旋转的刀具；操作人员操作时没有带护目镜，被飞溅切屑伤眼，或手套、衣服袖口被旋转的刀具整或紧固工件，工件在铣削中飞出；在快速自动进给时，手轮离合器没有打开，造成手轮—尾转打人。118三、安全防护措施1.为防止铣刀伤手事故发生，可在旋转的铣刀上安装防护罩。防护罩可采用活动式的，当铣刀工作时，防护罩在弹簧的作用下向上升起，当结束铣削时，防护罩下降，遮住铣刀。这样就可以在不停车的情况下安全地装卸零件和测量工件。1192．铣削为多刃切削，所以将引起铣床的振动，产生噪声。铣削时刀刃切削力变化强烈，致使主轴和刀杆产生扭转振动，造成主轴箱中齿轮受到反复变化冲击载荷作用，产生振动和噪音。当振动传到铣刀刀刃时，将会发生崩刃现象。120为减小铣床的震动，多数铣床的主轴都装有飞轮。对卧式铣床，可在铣床悬梁上采用防振装置。在悬梁的空腔内，充满和粘稠油混合在一起的大小不同的钢球。当铣削引起振动时，熟稠油快速流过刚体之间的缝隙，便产生了与振动方向相反的黏滞阻力，因而起到很好的吸振作用。

安装在机器回转轴上的具有较大转动惯量的轮状蓄能器。当机器转速增高时，飞轮的动能增加，把能量贮蓄起来；当机器转速降低时，飞轮动能减少，把能量释放出来。飞轮可以用来减少机械运转过程的速度波动。1213．高速铣削时，在切屑飞出的方向必须安装合适的防护网或防护板，防止飞屑烫人事故。操作者作业时要戴防护眼镜，铣削铸铁零件时要戴口罩。

122第六节刨床安全技术刨床就是在刀具与金属工件的相对直线往复运动中，实现刨削加工的机床，用于加工各种平面和各种沟槽。主要类型有牛头刨床、龙门刨床。

123二、刨床加工不安全因素直线往复运动部件(如牛头刨床滑枕、龙门刨床工作台)发生飞车；工件未固定牢靠而移动，甚至滑出；飞出的切屑等是主要的不安全因素。机床运转中，装拆工件、调整刀具、测量和检查工件，或操作时站在牛头刨床的正前方等，均容易被刀具、滑枕撞击。

124三、安全防护措施1．为防止高速切削时，刨床工作台飞出造成伤害，应设置限位开关、液压缓冲器或刀具切削缓冲器。2．横梁、工作台位置要调整好，以防开车后，工件与滑轨或横梁相撞。3．工件、刀具和夹具装夹要牢靠，以防切削中产生工件“移动”，甚至滑出以及刀具损坏或折断，造成设备或人身事故。1254．机床运转中，不允许装卸工件、调整刀具、测量及检查工件，以防止被刀具、滑枕5．牛头刨床工作台或龙门刨床刀架座快速移动时，应将手柄取下或脱开离合器，以免手柄快速转动或飞出伤人。6．在龙门刨床上设置固定式或可调式防护栏杆，以防止工作台撞击操作者或将操作者压向墙壁或其他固定物。7．装卸大型工件时，应尽量使用起重设备，工件吊起后，不要站在工件下面，以防意外事故的发生。126第三章金属热加工安全技术金属热加工一般是指铸造、锻造、焊接和热处理等工作。其特点是生产过程中常伴随着高温、有害气体、粉尘和噪声等，劳动条件恶劣。因此，在热加工工伤事故中，烫伤、喷溅和砸碰伤害等占到较高比例，安全问题十分重要。

127第一节铸造安全技术铸造是通过制造铸型，熔炼金属，再把金属溶液注入铸型，经凝固和冷却，从而获得所需铸件的成型方法。它可以生产出外形从几毫米到几十米、质量从几克到几百吨、结构从简单到复杂的各种铸件。铸造生产中的铸型是用来容纳金属熔液，使金属液按照它的型腔形状凝固成形，从而获得与其型腔形状一致的铸件。

128按造型材料的不同可分为砂型和金属型常用的铸造方法有砂型铸造和特种铸造两大类。砂型铸造是应用最广泛的一种铸造方法，世界各国用砂型铸造生产的铸件，约占铸件总质量的80％以上；特种铸造中又包括熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造等多种铸造方法。砂型铸造是应用最广泛的一种铸造方法。129熔模铸造又称失腊法。失腊法是用腊制作所要铸成器物的模子，然后在腊模上涂以泥浆，这就是泥模。泥模晾干后，在焙烧成陶模。一经焙烧，腊模全部熔化流失，只剩陶模。一般制泥模时就留下了浇注口，再从浇注口灌入铜液，冷却后，所需的器物就制成了。130一、铸造生产特点(1)手工劳动量大，劳动条件差。以砂型铸造为例，工序较多，其中大部分要靠手工劳动完成。(2)高温、粉尘以及噪声危害严重。如冲天炉化铁、铁水浇注等都存在高温危害，操作不慎就有被铁水烫伤的可能。配砂、落砂及清砂等工序粉尘危害都很严重。造型机的强烈震动和风动工具的高频率撞击声等可构成严重的噪声危害。

131(3)材料用量大，易造成伤害事故。(4)烟尘和有害气体污染严重。铸铁熔化、有色金属熔化过程中产生大量粉尘及一氧化碳等有害气体。

132二、铸造生产的不安全因素⒈硅沉着病尘肺是个统称，不同的粉尘可发生不同的尘肺。接触石棉尘所得的尘肺叫石棉尘肺，接触煤尘所得的尘肺叫煤尘肺；接触SiO2所得的尘肺叫硅尘肺，也叫硅沉着病。铸造工人，特别是铸造行业中的翻砂工人、喷砂工人和清砂工人，因为经常与砂接触，而砂的主要成分是SiO2，所以患硅沉着病的概率也多。直径在5微米以下的硅尘，能长期悬浮于空气中，故对人体危害的最大。早期的硅沉着病病人大多无感觉，多在硅沉着病普查才发现。但随着病情的发展，会出现气短、胸痛、咳嗽等症状。

133⑴胸痛。硅沉着病和硅沉着病合并结核的病人大多数伴有轻重不同的胸痛。这种胸痛可能和硅沉着病波及胸膜有关。⑵气短。早期可能在跑步、登楼、干重活时有气短表现。据调查，随着病情加重，如三期硅沉着病病人95％有气短症状，严重者睡觉不能平卧。

134⑶咳嗽。咳嗽是硅沉着病病人比较常见的症状。当尘粒刺激气管或支气管或支气管的内膜时，也能引起反射性咳嗽，但咳嗽不一定都是硅沉着病。⑷合并症。是指在患有硅沉着病同时还合并了其他呼吸道疾病。如常见的肺结核、肺气肿、肺心病、慢性气管炎和气胸等。

135⒉砸伤砸伤多是翻箱、合箱、吊箱或砂箱堆放过高而倒塌所引起的。

136⒊中毒用合成树脂作胶熟剂配制树脂砂制砂芯时有许多优点：硬化快，生产率高；硬化后强度高；砂芯尺寸精确；表面光洁；退让性、溃散性好；便于实现机械化、自动化。所以它是现代铸造生产中很有发展前途的一种工艺技术。各类树脂砂在配制、制芯及受热熔化、硬化以及浇注过程中，有甲醛、氰化物、氨、一氧化碳、二氧化碳以及其他碳氢化合物等有害气体产生。

137⑴甲醛(HCHO)。一种无色有毒气体，有特殊刺激性臭味。在低浓度下能刺激眼熟膜和皮肤，在稍高浓度下能刺激上呼吸道，并可使豹膜溃烂，进而在肺部引起化脓性炎症。

138⑵氰化氢(HCN)。为无色气体，有特殊臭味，极毒，可由呼吸道或皮肤进入人体。轻度中毒时为喉痒、头痛、恶心、呕吐；严重中毒时心神不安，呼吸困难，全身抽搐，瞬间可导致死亡。

139⑶氨(NH3)为无色气体，有强烈刺激性臭味。低浓度时对上呼吸道有刺激作用，眼、鼻有辛辣感，导致流泪、流涕、咳嗽；高浓度时可使中枢神经系统兴奋，引起痉挛，还可引起肺充血、肺水肿等。

140⑷一氧化碳(CO)。无色无臭无刺激性气体，与空气混合后的爆炸极限为12．5％一74％，能与血液中血红蛋白结合，使其失去载氧能力，造成组织细胞缺氧。慢性中毒时有易倦、头痛、急躁、消化不良、记忆力减退等症状。急性中毒时有头痛、恶心、呕吐、心跳加速、全身乏力等症状。严重中毒时会昏迷、抽搐、喘息以至窒息死亡。

141⑸二氧化碳。无色气体。低浓度时，可使人工作能力降低，呼吸次数可增至2倍。高浓度时可使人呼吸困难，意志丧失，从而导致窒息死亡。

142⒋火灾铸造车间属高温明火车间，而车间内可燃物质很多，帮助极易引起火灾。原材料引起的火灾：如制芯用的呋喃树脂，其闪点约为78度，遇明火立即燃烧。又如制芯过程中普遍采用的汽油、煤油、酒精等也极易挥发，遇明火也极易燃烧而导致火灾。工艺过程引起的火灾：如酚醛树脂壳芯砂干法混制时产生的粉尘，能此起燃爆。

143三、铸造生产的防护措施⒈硅沉着病的防护措施⑴采用水法防尘水法作业是一项比较经济而有效的防尘方法，我国工厂、矿山的许多工艺流程中都采用了水法防尘。如铸造行业中造型时所采用的潮模、潮芯、流态砂等。

144此外在造型车间还可采用蒸汽喷雾降尘。其原理是：蒸汽能迅速透入尘粒表面，使扩散状态的微细尘粒逐渐聚集，增大体积，增加质量，从而沉降下来。其方法是利用管道把蒸汽送到需要降尘的地方。在蒸汽管口装有喷嘴，喷嘴可用锥形、扁形、分叉式和圆管式等多种。其优点是：射程较远，扩散面大，蒸汽分布均匀且设备简单。

145⑵加强卫生保健①个体防护。个体防护以戴防尘口罩为主。静电口罩：是应用静电滤膜，再用一个塑料支架，将膜纸包在架上，即可达到防尘效果，防尘率可达95%。压气口罩：将压缩空气用橡皮管输送到口鼻部，使局部维持正压，粉尘不能侵入，呼吸相当畅快。尼龙口罩：在一般纱布口罩中间夹一层尼龙布，此种口罩轻便易制，使用方便，阻尘率可达90%以上。

146②定期体检。对接触硅尘工人进行定期健康检查，一早期发现尘肺、摸索尘肺发病规律的非常重要调查研究工作。

147③定期测尘。测定时间为一般情况下1~2个月测一次，尘点要定下来，对各尘点要进行一些必要的动态观察。

148⒉中毒的防护措施为了保障工人的身体健康，我国对有害气体的最高容许浓度做了规定，造型车间的有害气体及其最高容许浓度如下表。因此使用树脂砂时，应保持操作现场通风良好，生产线上要有足够的通风排气设施，并要定期对现场进行检测，以保证有害气体浓度低于规定的最高容许浓度。

物质名称最高容许浓度/(mg/m3)COSO2HCHOHFNH3NO2HCNCl230153130500.21149在操作时还要预防有害物质的毒害：呋喃树脂对人的皮肤有刺激；苯酚对人体有毒害，游离苯酚大于5%时，就会引起严重的皮炎。因此操作时要戴橡皮手套，或抹一层皮肤油膏，操作后要洗手。

150⒊火灾的防护措施以呋喃树脂为例，其闪点约为78度左右，易着火，不能放在太阳下曝晒或靠近热源，以室温、阴凉处存放为宜，也不要长时间与空气接触；呋喃树脂在高温下会慢慢聚合成分子量较大的树脂，影响树脂的性能；盛满树脂的容器若长时间于100度以上受热，就有起火和爆炸的危险。极易发生燃爆；配砂制芯过程中普遍采用的汽油、酒精、煤油等，也极易发生燃爆。因此，酚醛树脂壳芯干法混制时，粉尘飞扬，生产场地，要根据实际情况，制定严格的防火措施。151第二节锻造安全技术锻造是在加压设备及工(模)具的作用下，对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，以获得具有一定形状、尺寸和质量的锻件的加工方法。它可以通过一次或多次加压，使处于热态或冷态的金属和合金产生塑性变形。

152通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。

153一、锻造基础知识1．锻造的分类根据坯料的移动方式，锻造可分为自由锻、镦粗、挤压、模锻、闭式模锻、闭式镦锻。

①自由锻。利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁（砧块）间产生变形以获得所需锻件，主要有手工锻造和机械锻造两种。

②模锻。模锻又分为开式模锻和闭式模锻．金属坯料在具有154一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，又可分为冷镦、辊锻、径向锻造和挤压等等。按变形温度，锻造又可分为热锻（锻造温度高于坯料金属的再结晶温度）、温锻（锻造温度低于金属的再结晶温度）和冷锻（常温）。钢的再结晶温度约为460℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻。

1552．锻造的材料和流程锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。金属在变形前的横断面积与变形后的横断面积之比称为锻造比。正确地选择锻造比、合理的加热温度及保温时间、合理的始锻温度和终锻温度、合理的变形量及变形速度对提高产品质量、降低成本有很大关系。156一般的中小型锻件都用圆形或方形棒料作为坯料。棒料的晶粒组织和机械性能均匀、良好，形状和尺寸准确，表面质量好，便于组织批量生产。只要合理控制加热温度和变形条件，不需要大的锻造变形就能锻出性能优良的锻件。铸锭仅用于大型锻件。铸锭是铸态组织，有较大的柱状晶和疏松的中心。因此必须通过大的塑性变形，将柱状晶破碎为细晶粒，将疏松压实，才能获得优良的金属组织和机械性能。

157经压制和烧结成的粉末冶金预制坯，在热态下经无飞边模锻可制成粉末锻件。锻件粉末接近于一般模锻件的密度，具有良好的机械性能，并且精度高，可减少后续的切削加工。粉末锻件内部组织均匀，没有偏析，可用于制造小型齿轮等工件。但粉末的价格远高于一般棒材的价格，在生产中的应用受到一定限制。158对浇注在模膛的液态金属施加静压力，使其在压力作用下凝固、结晶、流动、塑性变形和成形，就可获得所需形状和性能的模锻件。液态金属模锻是介于压铸和模锻间的成形方法，特别适用于一般模锻难于成形的复杂薄壁件。159不同的锻造方法有不同的流程，其中以热模锻的工艺流程最长，一般顺序为：锻坯下料；锻坯加热；辊锻备坯；模锻成形；切边；冲孔；矫正；中间检验，检验锻件的尺寸和表面缺陷；锻件热处理，用以消除锻造应力，改善金属切削性能；清理，主要是去除表面氧化皮；矫正；检查，一般锻件要经过外观和硬度检查，重要锻件还要经过化学成分分析、机械性能、残余应力等检验和无损探伤。

160锻造用料除了通常的材料，如各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金之外，铁基高温合金，镍基高温合金，钴基高温合金的变形合金也采用锻造或轧制方式完成，只是这些合金由于其塑性区相对较窄，所以锻造难度会相对较大，不同材料的加热温度，开锻温度与终锻温度都有严格的要求。

1613．锻件与铸件相比有什么特点金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶，使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织，使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合，其组织变得更加紧密，提高了金属的塑性和力学性能。铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。此外，锻造加工能保证金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命采用精密模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件，都是铸件所无法比拟的。162二、锻造生产特点和常见事故1．从劳动保护的角度分析，锻造生产有如下特点。(1)易发生烫伤、灼伤事故。通常是在金属坯料加热至800一1200℃左右的高温下进行锻造加工，面对红热的坯料、银件及飞溅氧化皮等工作环境，容易发生烫伤和灼伤事故。(2)热辐射伤害。由于操作人员长期在强辐射热的环境中劳动，不可避免要受到热辐射伤害。(3)易产生击伤、震伤事故。锻造加工时锻锤高速锤击坯料，操作人员同时又在快速翻转是两端翘起，弯料再送进锻锤后，锤击时两端容易抖动而将手腕震伤。(4)工作条件差、环境污染严重。加热各种坯料的加热炉因燃料的燃烧和坯料上油污的燃烧散发出大量烟尘和污浊气体，严重污染和恶化了周围环境，使工作劳动条件变差。

1632．常见事故锻造生产一般是在高温故。常见事故如下。(1)锻锤锤头击伤冲击载荷、高压静载荷的条件下进行的，因此，容易发生伤害事故①机器操纵机构发生失灵而造成。②司锤工和掌钳工动作不协调。③操作者精神不集中，误开启手动、脚踏开关，锤头突然落下，造成击伤。④在锤L更换模具、校正工件或排除故障时，他人不注意开启开关。⑤在使用手锤的地方，手锤头和锤把脱落，飞出伤人。164(2)锻件飞出伤人①坯料材质不当，材料过烧、内部缺陷所致。②锻件上锤后，尚未放好位置，或开锤与掌钳工配合不当。③锤击力过大，锻件被打碎而飞出伤人。④钳口与锻件之间结合不当，工件末夹牢固165(3)辅助工具打飞击伤①辅助工具选择不合理。②夹钳或垫铁位置放偏，锤击时被打飞。③操作不当、掌钳工与司锤工配合不当等。(4)操作杆打伤、锤杆断裂击伤(5)模具、冲头打崩、损坏伤人

166三、锻造安全技术锻造安全技术总的来讲包括锻锤使用安全技术、锻工操作安全技术以及锻造车间作业环境的安全要求等。锻锤应采用操作机或机械手操作，防止热锻件氧化皮等飞出伤人；操作人员与气锤司机座前应设置隔离防护罩，防止烫伤并隔热。为保证安全应从以下方面着手。

167(1)合理设计制动系统。在离合器和