第八节 电加工、数控机床的安全技术基础知识

第八节电加工、数控机床的安全技术基础知识随着科学技术的迅速发展，金属电加工、数控加工的应用越来越广泛；尤其是数控机床较好地解决了复杂、精密、小批、多变的零件加工问题，是一种灵活的、高效能的自动化机床，特别是对于约占机械加工总量80%的单件、小批量零件的加工，更显示出其特有的灵活性。而且其机床操作也更加趋于安全化。（A）电加工机床的安全技术一、电加工机床的应用电加工包括电火花、电脉冲、线切割等。这种方法最基本的优点是能够加工任何导电材料和合金，而与其硬度和其它机械性能无关。这样就可以加工淬火的金属，也适于加工硬质合金。金属电加工，主要是在制造模具和某些特殊形状的零件方面发挥优势，线切割机床如DK7732型电火花数控线切割机床等，又可用程序控制、零件的制造精度亦高；这样模具的结构简化了，大大减轻了模具钳工的劳动强度，同时也提高了产品质量。二、电加工中的防护技术1.有害气体的防护在电加工过程中，产生非常高的温度，它瞬间能熔化金属。由于是在煤油或机油中进行加工，在空气中连续放出液体媒质的气体和蒸汽，形成气泡涌出浮在液体表面。当这些气泡在离工具电极不同距离爆裂，而变成无数烟雾上升四散，在这些气泡中含有金属矿物质。例如在煤油中进行电加工时，工作地上的空气被煤油的蒸汽和氧化物（一氧化碳和二氧化碳）污染。此外，还放出金属矿物质尘末。在电加工过程中形成的尘末，主要是被加工的金属，工具电极材料以及煤油或机油燃烧时所分离出烟尘的各种大小形状的颗粒。一小部分尘末同气泡一起飞散在液体表面，而大部分尘末沉淀在油槽底部，故需定期清除。为了排除有害气体，必须设立局部的通风装置。在油槽局部边缘设排气罩是最有效的排气方法。2.保护皮肤免受液体媒质影响在用液体媒质的油槽内安装加工零件，从机床上卸下加工零件以及清理油槽时，液体媒质会接触操作者的手部，这样皮肤毛孔易被侵蚀的金属微尘污染，使皮肤的弹性减弱，并出现细微裂纹。为了保护皮肤不裂纹，防止金属尘末渗入皮肤毛孔，需用防护油膏涂敷手部，以保护皮肤。现在线电切割机床，已使用乳化液代替煤油做为液体介质。三、电加工机床的安全操作1.工作时应穿戴好安全防护用品。2.开机后先检查电压、油压和各仪表的指示值是否正常，发现异常情况及时修理排除故障。3.装卸工件必须切断电源。4.加工时禁止用手或导体接触工件，也不准用湿手接触开关或其他电器部位。5.抽油时要注意真空表指示，不许超过真空额定电压，以免油管爆炸。6.操作室内严禁吸烟以及其他明火，并备有灭火器。7.发生火警时，应立即切断电源，用四氯化碳或干粉灭火器扑救，严禁用水和泡沫灭火器；并应及时报告119消防部门救火。8.工作后现场无人时，应切断电源。四、相关安全操作规程（一）电脉冲机床工安全操作规程1．开机后先看电压是否在额定值范围内，检查各油压表数值是否正常，再接通高频电源。油泵压力正常后，用手上下移动主轴，待全部正常后，方可进行自动加工。2．抽油时，要注意真空表指数，不许超过真空额定压力，以免油管爆裂。3．电脉冲在加工时，应使冷却液高于工件20～30毫米，以免火花飞溅而着火。4．发生故障，应立即关闭高频电源，并使电极与工件分离，再分析故障原因。电箱内不准放入其它物品，尤其金属器件。禁止用湿手接触开关或其它电气部分。5．发生火警时，应立即切断电源，应用四氯化碳或干粉，干砂等扑救，严禁用水或泡沫灭火机。并应及时报告。6．工作后或离开机床时，应即关断高频电源和切断控制台交流稳压电源，先关高压开关，后关电源开关。7．通电后，严禁用手或金属接触电极或工件。操作者应站在绝缘橡皮或木垫板上。（二）线切割机床工安全操作规程1．检查电路系统的开关旋钮，开启交流稳压电源，先开电源开关，后开高压开关，5分钟后，方可与负线连接。2．控制台在开启电源开关后，应先检查稳压电源的输出数据及氖灯数码管是否正常，输入信息约5分钟，进行试运算，正常后，方可加工。3．线切割高频电源开关加工前应放在关断位置，在钼丝运转情况下，方可开启高频电源，并应保持在60～80伏为宜。停车前应先关闭高频电源。4．切割加工时，应加冷却液。钼丝接触工件时，应检查高频电源的电压与电液值是否正常，切不可在拉弧情况下加工。5．发生故障，应立即关闭高频电源，分析原因，电箱内不准放入其它物品，尤其金属器材。6．禁止用手或导体接触电极丝或工件。也不准用湿手接触开关或其它电器部分。7.加工时冷却液应高于工件15-20mm，以免电极丝烧断火燃烧。（三）电火花机床工安全操作规程1．操作者经专业学习，经考试合格，发证，才能单独操作。2．操作室内禁止一切明火和吸烟，应备有扑灭油火灾的灭火器材，并会正确使用。3．工作时检查机械、脉冲电源、控制旋钮、显示仪表、抽风机，都应保持完整可靠。4．装卸工件、定位、校正电极、擦拭机床时，必须切断脉冲电源，并要做到安全装卸，防止发生伤害事故。5．工作液面，应保持高于工件表面50～60毫米，以免液面过低着火。6．禁止用手触及电极。操作者应站在绝缘橡皮或木踏板上。7．及时排除分解出来的有害气体，抽风机发生故障应采取措施或停止工作。（四）电解机床工安全操作规程1.开车前检查机床各部位是否在正常位置，并空试运转检查。2.机床在加工中，先开动电解液，后接通直流。产生的氯气和氢气，必须顺利排出，以免发生爆炸事故。在打开机床门时，待废气排出后，再进行检查。3.机床在加工中，工作台对面不准有人停留，应站在机床侧面操作。4.在进行上电极，找正、找平，定尺寸等准备工作时，禁止开动直流电源。装卸工件要防止伤害事故。5.机床操作时必须是两人以上在班，不许一人独自操作。6.通电时，不准用手或导体接触电极。7.室内应备有相应的灭火器材。通风设备应充分利用。工作场地要保持清洁整齐。8.室内禁止吸烟及明火。9.下班后或机床离人要关闭电源，关闭水、气。（B）数控机床的安全技术一、数控机床的应用数控机床自上世纪50年代问世到现在的半个世纪中，数控机床的品种得以不断发展，几乎所有机床都实现了数控化。目前，已经出现了包括生产决策、产品设计及制造和管理等全过程均由计算机集成管理和控制的计算机集成制造系统CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystem），以实现工厂生产自动化。数控机床的应用领域已从军工、航空工业部门逐步扩大到汽车、造船、机床、建筑等机械制造行业，出现了金属成型类数控机床、特种加工数控机床，还有数控绘图机、数控三坐标测量机等。采用数控机床有以下几方面的优、缺点：1、提高加工精度，结构上引入滚珠丝杆、采用软件精度补偿技术、加工全程由程序控制加工，减少人为因素对加工精度的影响，尤其提高了同批零件加工的一致性，使产品质量稳定；2、提高生产效率，一般约提高效率3-5倍，使用数控加工中心机床则可提高生产率5-10倍，节约时间与资金；3、可加工形状复杂的零件，如螺旋浆；4、减轻了劳动强度，改善了劳动条件；5、有利于生产管理和机械加工综合自动化的发展。但是数控机床也存在着以下缺点：1、由于费用高昂，加工大批量零件不利；2、操作人员要求素质高，工资成本高；3、系统复杂，修理复杂，维护费用高，需要好的工作环境。为了弥补数控机床这一不足，一批用于加工大批量零件的机床应运而生；如程控气压自动车床等。二、数控机床简介20世纪40年代末，美国开始研究数控机床，1952年，美国麻省理工学院(mit)伺服机构实验室成功研制出第一台数控铣床，并于1957年投入使用。这是制造技术发展过程中的一个重大突破，标志着制造领域中数控加工时代的开始。数控加工是现代制造技术的基础，这一发明对于制造行业而言，具有划时代的意义和深远的影响。世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究和发展。我国于1958年开始研制数控机床，成功试制出配有子管数控系统的数控机床，1965年开始批量生产配有晶体管数控系统的三坐标数控铣床。经过几十年的发展，目前的数控机床已实现了计算机控制并在工业界得到广泛应用，在模具制造行业的应用尤为普及。1.什么是数控机床？数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。2.数控机床与普通机床相比，有如下特点：1）加工精度高，具有稳定的加工质量；2）可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；3）加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；4）机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）；5）机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；6）对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。3.数控机床一般由下列几个部分组成：1）主机，他是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。2）数控系统，是数控机床的核心，包括硬件及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。3）驱动系统，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。4）辅助系统，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。5）编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。三、.数控机床的分类针对车削、铣削、磨削、钻削和刨削等金属切削加工工艺及电加工、激光加工等特种加工工艺的需求，开发了各种门类的数控加工机床。数控机床种类繁多如：（一）按加工工艺方法分类1．金属切削类数控机床与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。尽管这些数控机床在加工工艺方法上存在很大差别，具体的控制方式也各不相同，但机床的动作和运动都是数字化控制的，具有较高的生产率和自动化程度。在普通数控机床加装一个刀库和换刀装置就成为数控加工中心机床。加工中心机床进一步提高了普通数控机床的自动化程度和生产效率。例如铣、镗、钻加工中心，它是在数控铣床基础上增加了一个容量较大的刀库和自动换刀装置形成的，工件一次装夹后，可以对箱体零件的四面甚至五面大部分加工工序进行铣、镗、钻、扩、铰以及攻螺纹等多工序加工，特别适合箱体类零件的加工。加工中心机床可以有效地避免由于工件多次安装造成的定位误差，减少了机床的台数和占地面积，缩短了辅助时间，大大提高了生产效率和加工质量。2．特种加工类数控机床除了切削加工数控机床以外，数控技术也大量用于数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床以及数控激光加工机床等。3．板材加工类数控机床常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等。近年来，其它机械设备中也大量采用了数控技术，如数控多坐标测量机、自动绘图机及工业机器人等。（二）按控制运动轨迹分类1．点位控制数控机床点位控制数控机床的特点是机床移动部件只能实现由一个位置到另一个位置的精确定位，在移动和定位过程中不进行任何加工。机床数控系统只控制行程终点的坐标值，不控制点与点之间的运动轨迹，因此几个坐标轴之间的运动无任何联系。可以几个坐标同时向目标点运动，也可以各个坐标单独依次运动。这类数控机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机等。点位控制数控机床的数控装置称为点位数控装置。2．直线控制数控机床直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度，沿着平行于坐标轴的方向进行直线移动和切削加工，进给速度根据切削条件可在一定范围内变化。直线控制的简易数控车床，只有两个坐标轴，可加工阶梯轴。直线控制的数控铣床，有三个坐标轴，可用于平面的铣削加工。现代组合机床采用数控进给伺服系统，驱动动力头带有多轴箱的轴向进给进行钻镗加工，它也