機床的種類很多，分類方法也很多，通常按加工性質和所用刀具進行分類。目前國家標準《金屬切削機床型號編制方法》(GB/T 15375—2008)將機床分為11大類，具體見表4−1.

表4−1 機床分類及代號

機床型號由漢語拼音字母和阿拉伯數字按一定規律組合而成，適用于各類通用機床和專用機床(組合機床除外)。

2)金屬切削加工中的主要危險因素

切削加工是利用刀具和工件做相對運動，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量符合圖樣要求的機械零件的加工過程。其加工過程中將產生大量切屑。由于切屑可能對操作者造成傷害，如崩片狀切屑可能迸濺傷人，粉末狀切屑可能隨呼吸進入體內，卷帶狀切屑連續不斷地纏在工件上，會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源有：機器傳動部件外露時，無可靠有效的防護裝置;機床執行部件，如夾卡工具、夾具或卡具脫落、松動;砂輪的缺陷;各類限位與聯鎖裝置或操作手柄不可靠;機床的電器部件設置得不規范或出現故障;機床操作過程中的違章作業;工、卡、刀具放置不當;機床本體的旋轉部件有突出的銷、楔、鍵;加工超長料時伸出機床尾端的危險件等。

(1)機床設備危險因素。

① 靜止狀態的危險因素包括切削刀具的刀刃和特別凸出的一些機械部分，如臥式銑床立柱后方凸出的懸梁等。

② 直線運動的危險因素包括縱向運動部分，如外圓磨床的往復工作臺;橫向運動部分，如升降臺銑床的工作臺;直線運動的刀具，如帶鋸床的帶鋸條。

③ 回轉運動的危險因素包括單純回轉運動部分，如齒輪、軸、車削的工件;回轉運動的凸起部分，如手輪的手柄;回轉運動的刀具，如各種銑刀、圓鋸片等。

④ 組合運動的危險因素包括直線運動與回轉運動的組合，如皮帶與皮帶輪、齒條與齒輪;回轉運動與回轉運動的組合，如相互嚙合的齒輪。

⑤ 飛出物引發的擊傷危險。飛出的刀具、工件或切屑都有很大的動能，容易對人體造成傷害。

(2)不安全行為引發的危險。由于操作人員違反安全操作規程而發生的事故很多，如未戴防護帽而使長發卷入絲桿;未穿工作服而使領帶或過寬松的衣袖卷入機械傳動部分;戴手套作業而使旋轉鉆頭或切屑與手一起卷入危險部位;在機床運轉時，用手調整機床或測量工件、把手肘支撐在機床上、用手觸摸機床的旋轉部分而引發的事故。

(3)機床安全防護技術要求。《金屬切削機床安全防護通用技術條件》(GB 15760—2004)規定了針對所有金屬切削機床和機床附件存在的主要危險采取的基本安全防護技術要求和措施以及驗證方法。

金屬切削機床安全防護的基本要求如下：

① 防護罩、屏、欄等應完備、可靠。如產生磨屑、切屑和冷卻液等飛濺物可能觸及人體或造成設備與環境污染的部位，易傷人的機床運動部位，伸出通道的超長工件，機床周圍的減振溝、電纜溝、地下油槽等部位均應安裝罩、屏、欄等安全防護裝置，并且保證防護裝置能夠有效、可靠地對危險部位進行防護。

② 防止夾具與卡具松動或脫落的裝置應完好，夾具與卡具結構布局應合理，零部件連接部位應完好可靠，與卡具配套的夾具應緊密協調;易松動的連接部位應有防松脫裝置(如安全銷、對頂螺母、安全爪、鎖緊塊等)，各鎖緊手柄齊全有效。

③ 砂輪的安全防護裝置應完備、可靠。砂輪高速旋轉可能對操作者造成各種傷害，產生嚴重的后果，因此，所有切削加工使用的砂輪都必須安裝可靠的防護裝置。如內、外圓磨床、平面磨床都裝有固定的砂輪防護罩，它將砂輪的周圍遮住，以便砂輪破碎時將其碎片罩住，不致傷人。但砂輪罩需要留出適當的開口，以便砂輪進行磨削加工，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 機床應根據操作情況設置保險裝置。如超負荷保險裝置(超載時自動松開或停車)、行程限位保險裝置(運動部件到預定位置能自動停車或返回)、順序動作聯鎖裝置(在一個動作未完時，下一個動作不能進行)、意外事故聯鎖裝置(在突然斷電時，補償機構能立即啟用或進行機床停車)、緊急制動裝置(避免在機床旋轉時裝卸工件或當發生突然事故時，能及時停止機床運轉)、信號報警裝置、光電等的保護裝置等。

⑤操縱桿不得因振動或零件磨損而脫位，操縱手柄應擋位分明，與標示符號圖文一致;快速手輪在自動快速進給時能及時脫開;卡爪靈活，卡盤或內方的扳手自由空隙較小而不打滑。

⑥ 機床本體的各種電氣配電線路或配電柜，機床總開關及各電氣部件、機構的電氣線路等應符合規范。

⑦ 機床的局部或移動照明必須采用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電。

⑧ 機床附近應備有專用的排屑器，清除切屑時應使用接屑鉤、毛刷或專門的工具，嚴禁用手直接清除切屑。

⑨ 嚴格按操作規程進行操作。

2. 車床安全技術

1)車削運動和車床的用途

車床是金屬切削加工中應用廣泛的一類機床，在一般機加工車間，車床占機床總數的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，車床的主軸帶動工件做旋轉運動，稱主運動;車床的刀架帶動車刀做縱向、橫向或斜向的直線移動，稱進給運動。通過車刀和工件的相對運動，使毛坯被切削成一定的幾何形狀、尺寸和表面質量的零件，以達到圖紙上所規定的要求。

車床的加工范圍很廣，主要加工各種回轉表面，其中包括端面、外圓、內圓、錐面、螺紋、回轉溝槽、回轉成形面和滾花等。普通車床加工的尺寸精度一般為 IT10～IT8.表面粗糙度值Ra=6.3～1.6 µm。

2)普通車床的型號

機床均用漢語拼音字母和數字按一定的規律組合進行編號，以表示機床的類型和主要規格。

車床型號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

根據車床主軸回轉中心線的狀態不同，車床分為臥式車床與立式車床兩大類，其中臥式車床應用最為廣泛。臥式車床的結構如圖4−1所示。

圖4−1 C6132型臥式車床的結構

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—進給箱

(1)床身。床身是車床的零件，用來支撐和連接各主要部件并保證各部件之間有嚴格、正確的相對位置。床身的上面有內、外兩組平行的導軌。外側的導軌用于大滑板的運動導向和定位，內側的導軌用于尾座的移動導向和定位。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，并使之以不同轉速旋轉。主軸是空心結構，以便穿過長棒料。主軸右端有外螺紋，用以連接卡盤、撥盤等附件，內有錐孔，用于安裝頂尖。變速箱安裝在左床腿內腔中。車床主軸由電動機直接驅動齒輪變速機構，經帶傳動到主軸箱內，再經變速機構變速，使主軸獲得不同的轉速。大多數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，稱為分離驅動，可減小主軸振動，提高零件的加工精度。

(3)進給箱。進給箱固定在主軸箱下部的床身側面，用于傳遞進給運動。改變進給箱外面的手柄位置，可使絲杠或光桿獲得不同的轉速。

(4)刀架。刀架用來裝夾刀具，能夠帶動刀具做多個方向的進給運動。為此，刀架做成多層結構，從下往上分別是床鞍、中滑板、轉盤、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。床鞍可帶動車刀沿床身上的導軌縱向移動，用來車外圓、鏜內孔等;中滑板可以帶動車刀沿床鞍上的導軌做橫向運動，用來加工端面、切斷面、切槽等;小滑板可相對中滑板改變角度后帶動刀具斜進給，用來車削內、外短錐面。

(5)尾座。尾座裝在床身內側導軌上，可以沿導軌移動到所需位置，其上可安裝頂尖，支撐長工件的后端以加工長圓柱體，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的旋轉運動通過齒輪、齒條機構(或絲杠、螺母機構)帶動刀架上的刀具做直線進給運動。

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(如卡盤扳手插在卡盤孔內)，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、衛生條件不好、切屑堆放不當等，也易造成事故;車床保險裝置失靈、缺乏定期檢修維護等，也會造成由于機床事故而引發的傷害。此外，操作人員的不安全行為也經常導致危險，如未戴防護帽、未穿工作服而使長發、領帶或過于寬松的衣服卷入機械轉動部位，車床運轉過程中測量工件、用紗布打磨工件毛刺或用手清除切屑等，都易造成傷害。

5)事故預防措施

為確保車削加工安全，應采取相應的安全技術措施，并對職工進行必要的安全教育培訓，加強安全管理，嚴格執行安全獎懲制度。

(1)技術措施。

① 為防止崩碎切屑對操作者造成傷害，應在車床上安裝活動式透明防護擋板，借助氣流或乳化液對切屑進行沖洗;也可改變切屑的射出方向。

② 為防止車削加工時暴露在外的旋轉部分鉤住操作者衣服或將手卷入轉動部分造成傷害事故，應使用防護罩式安全裝置將危險部位罩住。

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

④ 車床技術狀態不好、缺乏定期檢修、保險裝置失靈等，將會造成因機床事故而引起的傷害事故，應按設備管理規章制度對設備進行維護保養。

(2)車床安全操作要求。

① 開機前，首先檢査油路和轉動部件是否靈活正常，開機時要按要求正確佩戴勞動防護用品，如穿緊身工作服、袖口扣緊，長發要戴防護帽，禁止戴手套，切削工件和磨刀時必須戴眼鏡。

② 開機時要觀察設備是否正常，車刀要夾牢固，吃刀深度不能超過設備本身的負荷，刀頭伸出部分不要超出刀體高度的1.5倍。轉動刀架時要把大刀退回到安全的位置，防止車刀碰撞卡盤;當落大工件時，床面上要墊木板。用吊車配合裝卸工件時，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。工件夾緊后車床轉動前，須將吊具卸下。

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

④ 變換轉速應在停止車床轉動后方可轉換，以免碰傷齒輪;開車時，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，有事離開必須停機斷電，工作時思想要集中。機器運轉中不能測量工件，不能在運轉的車床附近更換衣服。未能取得上崗證的人員不能單獨操作車床。

⑥ 工作場地應保持整齊、清潔，工件存放要穩妥，不能堆放過高，鐵屑應及時處理。電器發生故障應馬上斷開總電源，及時叫電工檢修，不能擅自亂動。

3. 銑床安全技術

銑床是以做旋轉運動的多刃刀對做直線運動的金屬工件進行銑削加工的機床。通常銑削的主運動是銑刀的旋轉運動。銑床可用來加工水平面、階梯面、溝槽及各種成型面，其生產效率比刨床高。

銑床的主要類型有臥式銑床、立式銑床、龍門銑床等。下面以X6132萬能臥式銑床為例進行介紹，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銑床，其結構如圖4−2所示。床身1用來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銑刀運動。橫梁5上面裝有吊架，用來支撐刀桿外伸的一端，以增加刀桿的剛度。縱向工作臺8用來安裝工件或夾具，并可沿轉臺上面的水平導軌縱向移動。轉臺9的作用是能將縱向工作臺在水平面內扳轉一定角度，以便銑削螺旋槽等。橫向工作臺10位于升降臺11上面的水平導軌上，可帶動縱向工作臺橫向移動。升降臺11可沿床身的垂直導軌上下移動，以調整工作臺面到銑刀的距離。

2)銑床加工的不安全因素

高速旋轉的銑刀和銑削中產生的振動及飛屑是主要的不安全因素。銑床運轉時，用手清除切屑、調整冷卻液、測量工件等，均可能使手觸到旋轉的刀具;操作人員操作時沒有戴護目鏡，被飛濺切屑傷眼，或手套、衣服袖口被旋轉的刀具卷進去;工件夾緊不牢，銑削中松動，用手去調整或緊固工件，工件在銑削中飛出;在快速自動進給時，手輪離合器沒有打開，造成手輪飛轉打人。

圖4−2 X6132萬能臥式銑床

1—床身;2—電動機;3—主軸變速機構;4—主軸;5—橫梁;6—刀桿;7—吊梁;

8—縱向工作臺;9—轉臺;10—橫向工作臺;11—升降臺

3)事故預防措施

為確保銑削加工安全，應采取相應的防護裝置和防護措施，并對職工進行必要的安全教育培訓，加強現場安全檢查，嚴格執行安全獎懲制度。

(1)技術措施。

① 為防止銑刀傷手事故發生，可在旋轉的銑刀上安裝活動式防護罩。

② 銑削加工過程中會引起銑床的振動，并且產生噪聲;當振動傳到銑刀刀刃時，將會發生崩刃現象。多數銑床的主軸都裝有飛輪以減小銑床的振動。對臥式銑床，可在銑床懸梁上采用防振減振裝置。

③ 高速銑削時，在切屑飛出的方向必須安裝合適的防護網或防護板，防止飛屑燙人事故。另外，操作者作業時要戴防護眼鏡，銑削鑄鐵零件時要戴口罩。

(2)銑床安全操作要求。

① 進行正確的個體防護。如工人應穿緊身工作服，袖口扎緊;長發要戴防護帽;高速銑削時要戴防護鏡;銑削鑄鐵件時應戴口罩;操作時，嚴禁戴手套，以防將手卷入旋轉刀具和工件之間。

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

③ 銑床運轉時，不得調整、測量工件和改變潤滑方式，以防手觸及刀具碰傷手指。

④ 在銑刀旋轉停止前，不能用手去制動。

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，應將工作臺退到安全位置;使用扳手緊固工件時，用力方向應避開銑刀，以防扳手打滑時撞到刀具或工夾具。

⑦ 裝拆銑刀時要用專用襯墊墊好，不要用手直接握住銑刀。

⑧ 在制動快速進給時，要把手輪離合器打開，以防手輪快速旋轉傷人。

4. 刨床安全技術

刨床就是在刀具與金屬工件的相對直線往復運動中，實現刨削加工的機床，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1上，工作臺1在滑座2上做橫向進給運動，進給是間歇運動。底座6上裝有床身5.滑枕4帶著刀架3做往復運動。滑座2可在床身5上升降，以適應加工不同高度的工件。

圖4−3 牛頭刨床

1—工作臺;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：直線往復運動部件發生飛車;工件未固定牢靠而移動，甚至滑出;飛出的切屑等。此外，刨床運轉中，裝拆工件、調整刀具、測量和檢査工件，或操作時站在牛頭刨床的正前方等，均容易被刀具、滑枕撞擊。

3)事故預防措施

為保證刨削加工安全，應按刨床安全防護技術要求進行設計和制造，通過設計盡可能排除或減小所有潛在的危險因素;對不能排除的危險，應采取必要的防護措施或設置安全防護裝置;對于某些不便防護的危險，應在使用說明書中說明;必要時還應在危險部位設置警告標志，并按規定正確使用。對職工進行必要的安全教育培訓，加強現場安全檢査，嚴格執行安全獎懲制度。

(1)技術措施。

① 為防止高速切削時刨床工作臺飛出造成傷害，應設置限位開關、液壓緩沖器或刀具切削緩沖器。

② 橫梁、工作臺位置要調整好，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，以防切削中產生工件“移動”甚至滑出，以及刀具損壞或折斷，造成設備或人身事故。

④刨床運轉中，不允許裝卸工件、調整刀具、測量及檢査工件，以防止被刀具、滑枕撞擊。

⑤ 牛頭刨床工作臺或龍門刨床刀架座快速移動時，應將手柄取下或脫開離合器，以免手柄快速轉動或飛出傷人。

⑥ 在龍門刨床上設置固定式或可調式防護欄桿，以防止工作臺撞擊操作者或將操作者壓向墻壁或其他固定物。

⑦ 裝卸大型工件時，應盡量使用起重設備;工件吊起后，不要站在工件下面，以防意外事故的發生。

(2)刨床安全操作要求。

① 進行正確的個體防護。如工人應穿工作服、長發要戴防護帽。

② 開車前應檢査和清理遺留在機床工作臺面上的物品，機床上不得隨意放置工具或其他物品;檢查所有手柄和開關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 刨床運轉時，禁止裝卸工作、調整刀具、測量檢査工件和清除切屑，操作者不得離開工作崗位;操作人員應站在工作臺的側面觀看刨削情況。

④ 工作時應注意工件卡具位置與刀架或刨刀的高度，防止發生碰撞;刀架螺絲要隨時緊固，以防刀具突然脫落;工作中若發現工件松動，必須立即停車，緊固后再進行加工;禁止邊用手推著加工，邊進行緊固工作。

⑤ 牛頭刨床工作臺或龍門刨床刀架做快速移動時，應將手柄取下或脫開離合器。

⑥ 裝卸大型工件時，應盡量用起重設備。工件起吊后，不得站在工件的下面，以免發生意外事故。工件卸下后，要將工件放在合適位置，且要放置平穩。

⑦ 工作結束后，應關閉機床電器系統和切斷電源;然后再做清理工作，并潤滑機床。

工作中如發現機床發生故障，應立即停車并及時報告領導，派機修工修理。

5. 磨床安全技術

磨削加工是借助磨具的切削作用，除去工件表面的多余層，使工件表面質量達到預定要求的加工方法。進行磨削加工的機床稱為磨床。磨削加工應用范圍很廣，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量，它能完成外圓、內孔、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。磨床可分為萬能外圓磨床、普通外圓磨床、內圓磨床、平面磨床、工具磨床及專用磨床等。圖4−4所示為萬能外圓磨床。

圖4−4 萬能外圓磨床

1—床身;2—工作臺;3—頭架;4—砂輪;5—內圓磨頭;6—砂輪架;7—尾架

1)磨床的組成及運動

床身1用來裝夾各部件，上部裝有工作臺和砂輪架，內部裝置液壓傳動系統。床身上的縱向導軌供工作臺移動用，橫向導軌供砂輪移動。工作臺2靠液壓驅動，沿床身的縱向導軌做直線運動，使工作臺實現縱向進給。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，頭架可在水平面內偏轉一定的角度。尾架7的套筒內有頂尖，用來支撐工件的另一端。砂輪架6用來裝夾砂輪，并有單獨電動機，通過皮帶傳動帶動砂輪高速旋轉。砂輪的旋轉運動是磨削加工的主運動。

2)磨削加工的特點

從安全角度看，磨削加工有以下特點：

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

(2)磨具的非均質結構。磨具是由磨料、結合劑和氣孔三要素組成的復合結構，其結構強度大大低于由單一均勻材質組成的一般金屬切削刀具。

(3)磨削的高熱現象。磨具的高速運動、磨削加工的多刃性和微量切削，都會產生大量的磨削熱，不僅可能燒傷工件表面，而且高溫也會使磨具本身發生物理、化學變化，產生熱應力，降低磨具的強度。

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

3)磨削加工的不安全因素

由于磨具的特殊結構和磨削的特殊加工方式，磨削加工中存在的危險因素也會危及操作者的安全和身體健康。

(1)機械傷害。機械傷害是指磨削機械本身、磨具或被磨削工件與操作者接觸、碰撞所造成的傷害。運動零部件未加防護或防護不當，旋轉砂輪的破碎及磁力吸盤上工件的竄動、飛出是造成傷害的主要原因。

(2)噪聲危害。磨削機械是高噪聲機械，磨削噪聲來自多因素的聯合作用，除了磨削機械自身的傳動系統噪聲、干式磨削的排風系統噪聲和濕式磨削的冷卻系統噪聲外，磨削加工切削比能大、速度高是產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，以及使用風動砂輪機，噪聲更大，有時高達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，切屑細小，尤其是磨具的自礪作用，以及對磨具進行修整，都會產生大量的粉塵。據測定，干式磨削產生的粉塵中，小于5 μm的顆粒平均占90%。長期大量吸入磨削粉塵會導致肺組織纖維化，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，長期接觸磨削液可引起皮炎;油基磨削液的霧化會損傷人的呼吸器官;磨削液的種類選擇不當，會浸蝕磨具、降低其強度、增加磨具破壞的危險;濕式磨削和電解磨削若管理不當，還會影響電氣設備安全。

(5)發火性危險。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的不安全因素。

4)砂輪的安全使用事項

磨削加工最嚴重的事故是高速旋轉的砂輪破裂，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、砂輪卡盤對砂輪的夾緊力、磨削熱使砂輪產生的熱應力、砂輪高速旋轉時的離心力等。諸因素中，對砂輪安全影響最大的作用力是離心力。

(1)砂輪受力分析。砂輪高速旋轉時，受到的離心力p=mv2/r，與線速度平方成正比。通過對砂輪的應力分析，并經實驗測定，砂輪的應力分布如圖4−5所示。

由圖可知：

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

② 在砂輪的任一半徑處，砂輪的內孔壁處的應力最高。實踐也證明，砂輪破壞的裂紋總是從內圓逐漸波及外圓，碎塊呈不規則的扇形。

(2)砂輪的安全速度。防止砂輪因離心力作用受到破壞的關鍵是由離心力作用而產生的應力低于砂輪的機械強度。根據平均應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 砂輪的應力分布

式中 [σ] ——砂輪的許用單向抗拉強度，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

砂輪的強度通常是以砂輪的安全速度(也稱安全圓周線速度)作為標志。當砂輪超過安全速度旋轉時，可能會因離心力作用使砂輪破碎。安全速度標記在砂輪上，手冊中也可以査到。操作者在使用前，必須核準砂輪的實際圓周線速度，嚴禁超速使用。

(3)砂輪工作速度的控制。控制砂輪的最高線速度不超過許用值，是保證砂輪作業安全的關鍵。一般通過設定承載砂輪的主軸轉速來限制砂輪的最高圓周線速度，二者的換算關系如下：

即

式中 [v] ——砂輪外圓的圓周速度，m/s;

n ——砂輪主軸的轉速，r/min;

D ——砂輪外徑，mm。

砂輪速度過高，一方面可能導致砂輪破壞，另一方面會引起機床振動，只有在保證砂輪強度和機床運行平穩的前提下，提高砂輪的工作速度才是合理的。實際工作中，主要通過保持加工工件的速度與砂輪速度之間的適當比例來實現。

(4)砂輪的增強措施。根據砂輪的受力分析，砂輪的破壞主要是切向應力的影響，旋轉時中心孔壁周圍的應力最大。要提高砂輪的速度，必須設法提高砂輪的強度。常見的辦法有以下幾種：

① 提高結合劑的粘結強度。例如，在陶瓷結合劑中加入一定量的硼、鋰、鋇、鈣等元素，增強砂輪的抗拉強度。

② 采用合理的砂輪尺寸，盡量避免外徑、內徑尺寸相差過大。

③ 在砂輪內孔區采取補償措施。常見的方法有：在砂輪內部加金屬網或玻璃纖維網，增強砂輪內孔區的厚度，砂輪內孔區采用細粒度磨料，砂輪內孔區浸樹脂，砂輪內孔區鑲鋼轂、金屬環等。

5)砂輪裝置的安全技術

砂輪裝置由砂輪、主軸、卡盤和防護罩共同組成。砂輪的兩側面用砂輪卡盤夾持，安裝在與傳動系統相連的砂輪主軸上(見圖4−6)，外面用防護罩罩住。磨削機械安全防護的重點是砂輪，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措施有直接關系。

圖4−6 砂輪裝置圖

(1)砂輪主軸。砂輪主軸用來支撐砂輪，并將傳動系統的動力和速度傳遞給砂輪。在磨削作業時，砂輪主軸受彎、扭組合力作用。砂輪主軸及其支撐部分的結構直接影響工件的加工質量和磨削作業安全，是砂輪裝置的關鍵結構。主軸的失效、破壞將直接導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要求：

① 強度要求。主軸材料具有較好的機械性能，抗拉強度不得低于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。內圓磨砂輪需要借助接長軸安裝在砂輪主軸上，接長軸越細、越長，其靜態撓度和動態撓度越大，會因旋轉不平衡而產生振動，不僅直接影響磨削質量，而且關系到作業安全。因此，應盡量選用剛度大的短、粗接長軸。

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旋轉方向相反。砂輪機械上應標明砂輪的旋轉方向，標記要明顯且可長期保存。砂輪主軸的端部螺紋應足夠長，切實保證整個螺母旋入壓緊(L>l);砂輪主軸螺紋部分必須延伸到壓緊螺母的壓緊面內，但不得超過設計允許使用的最小厚度砂輪內孔長度的1/2.即h H> /2.

④ 砂輪與主軸的配合要求。砂輪內孔與砂輪主軸的配合不得采用過盈配合，應留有適當間隙。間隙過小，磨削時產生的高切削熱使軸發熱膨脹，將砂輪擠裂;間隙過大，高速旋轉的砂輪可能因裝配偏心而失去平衡，導致砂輪晃動、主軸振動，增大危險性。

(2)砂輪卡盤。砂輪卡盤用于緊固砂輪，傳遞驅動力。當砂輪意外破裂時，可阻擋砂輪大碎塊飛出，具有一定的保護功能。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。

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

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

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 卡盤結構應均勻平衡，各表面應保證平滑無銳棱;夾緊裝配后，與砂輪兩側面接觸的環形壓緊面應對稱、平整、不得翹曲。

④ 卡盤與砂輪側面的非接觸部分應有不小于1.5 mm的間隙。

(6)砂輪防護罩。其作用是在不影響加工作業的情況下，將人員與運動著的砂輪隔離;當砂輪破壞時，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，防護罩還可在一定程度上限制磨屑、粉塵的擴散范圍，防止火花或磨削液四處飛濺。

圖4−7 砂輪機的防護罩

砂輪防護罩一般由圓周構件和兩側面構件組成，將包括砂輪、砂輪卡盤、砂輪主軸端部在內的整個砂輪裝置罩住。防護罩有一定形狀的開口，開口位置和開口角度的設置，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。砂輪防護罩應滿足以下安全技術要求：

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

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

③ 防護罩的開口度。防護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要求。臺式和落地式砂輪機用砂輪防護罩最大總開口角度不得超過90°，砂輪主軸中心線水平面以上部分不得超過65°。

④ 防護罩與砂輪的安全間隙。砂輪防護罩任何部位不得與砂輪裝置各運動部件接觸;沿圓周方向防護罩內壁與砂輪外圓周表面，以及防護罩開口邊緣與砂輪卡盤外側面間隙應小于15 mm。

手工磨削砂輪機的防護板和工件托架板與砂輪的間隙應可調。防護板與砂輪圓周表面之間的間隙應小于6 mm。托架臺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小于3 mm。

6)磨削機械使用與安全管理

磨削機械使用與安全管理主要圍繞保證砂輪安全進行。從砂輪運輸、存儲，使用前的檢查，砂輪的安裝、修整，到磨削機械的操作，任何一個環節的疏忽，都會埋下安全隱患。

(1)砂輪的檢查。砂輪在安裝使用前，必須經過嚴格的檢查。有裂紋或損傷等缺陷的砂輪絕對不準安裝使用。

① 砂輪標記檢查。通過標記核對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。沒有標記或標記不清，無法核對、確認砂輪特性的砂輪，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，用小木槌敲擊砂輪，檢查砂輪的內部缺陷，正常的砂輪聲音清脆，有缺陷的砂輪聲音沉悶、嘶啞。

③ 砂輪的回轉強度檢驗。對一批同種型號的砂輪進行回轉強度抽檢，未經回轉強度檢驗的砂輪嚴禁安裝使用。

(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。砂輪內徑與主軸和卡盤的配合間隙應適當，避免過大或過小。

② 應采用壓緊面徑向寬度相等、左右對稱的卡盤，安裝壓緊接觸面平直，與砂輪側面接觸充分，裝夾穩固。

③ 卡盤與砂輪端面之間應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砂輪造成損傷。

④ 緊固的松緊程度應以壓緊到足以帶動砂輪不產生滑動為宜。當需用多個螺栓緊固大卡盤時，應采用標準扳手按對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，禁用接長扳手或敲打辦法加大擰緊力。

(3)砂輪的平衡試驗。新砂輪、經第一次修整的砂輪以及發現運轉不平衡的砂輪，都應進行平衡試驗。砂輪的平衡方法有動平衡和靜平衡兩種。

① 動平衡。借助安裝在機床上的傳感器，直接顯示出旋轉時砂輪裝置的不平衡量，通過調整平衡塊的位置和距離，將不平衡量控制到最小。

② 靜平衡。在平衡架上進行，用手工辦法找出砂輪重心，加裝平衡塊，調整平衡塊位置，直到砂輪平衡，一般可在八個方位使砂輪保持平衡。

平衡后的砂輪須在裝好防護罩后進行空轉試驗。空轉試驗時間為：當砂輪直徑大于400 mm時，空轉時間大于5 min;當砂輪直徑小于400 mm時，空轉時間大于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，順砂輪旋轉方向，與水平面的傾斜角為5°～10°。修整要用力均勻、速度平穩，一次修整量不要過大。修整后的砂輪必須重新進行回轉試驗，方可使用。

(5)砂輪的儲運。

① 砂輪在搬運、儲存中，不可受強烈振動和沖擊，搬運時不準許滾動砂輪，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記不得隨意涂抹或損毀，以免影響使用。

③ 砂輪存放時間不應超過砂輪的有效期，樹脂和橡膠結合劑的砂輪自出廠之日起，若存儲時間超過一年，須經回轉試驗合格后才可以使用。

④ 砂輪存放場地應保持干燥、溫度適宜，避免與化學品混放，防止砂輪受潮、低溫、過熱以及受有害化學品侵蝕而使強度降低。

⑤ 砂輪應根據規格、形狀和尺寸的不同分類放置，防止疊壓破壞和由于存儲不當導致的砂輪變形。

(6)磨削作業的安全操作要求。

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

② 在任何情況下都不允許超過砂輪允許的最高工作速度，安裝砂輪前必須核對砂輪主軸的轉速，在更換新砂輪時應進行必要的驗算。

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

④ 用圓周表面作為工作面的砂輪不宜使用側面進行磨削，以免砂輪破碎。

⑤ 無論是正常磨削作業、空轉試驗還是修整砂輪，操作者都應站在側方安全位置，不得站在砂輪正前面或切線方向，以防意外。禁止多人共用一臺砂輪機同時操作。

⑥ 發生砂輪破碎事故后，必須檢查砂輪防護罩是否有損傷，砂輪卡盤有無變形或不平衡，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 磨削機械的除塵裝置應定期檢査和維修，以保持其除塵能力。磨削鎂合金容易引起火災，必須保持有效的通風，及時清除通風裝置管道里的粉塵，采取嚴格的防護措施。

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

6. 鉆床安全技術

1)鉆削運動和鉆床的用途

鉆床是指主要用鉆頭在工件上加工孔的機床。通常鉆頭旋轉為主運動;鉆頭軸向移動為進給運動。鉆床結構簡單，加工精度相對較低，可鉆通孔、盲孔，更換特殊刀具，可擴、锪孔，鉸孔或進行攻絲等加工。

2)常用鉆床的種類和型號

鉆床的主要類型有臺式鉆床、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。常用鉆床的型號有如下三種：

(1)臺式鉆床 Z4012：Z——鉆床類;4——臺式組;0——系代號;12——主參數，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，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;40——主參數，最大鉆孔直徑40 mm。

3)鉆床的組成

下面重點介紹搖臂鉆床，其結構如圖4−8所示。

圖4−8 搖臂鉆床結構

1—底座;2—立柱;3—揺臂;4—絲杠;

5—電動機;6—主軸箱;7—主軸

搖臂鉆床是一種搖臂能沿立柱上下移動同時可繞立柱旋轉360°，主軸箱還能在搖臂上做橫向移動的鉆床，由底座、立柱、搖臂、絲杠、主軸箱、主軸等構成，如圖4−8所示。工件固定在底座1的工作臺上，主軸7的旋轉和軸向進給運動由電動機通過主軸箱6實現。主軸箱6可在搖臂3的導軌上橫向移動，揺臂借助電動機5及絲杠4的傳動，可沿立柱2上下移動，這樣可方便地將刀具調整到所需的工作位置。

搖臂鉆床適用于對大型工件、復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來自旋轉的主軸、鉆頭、鉆夾以及隨鉆頭一起旋轉的長螺旋形切屑。旋轉的鉆頭、鉆夾及切屑易卷住操作者的衣服、手套和頭發;工件裝夾不牢，在切削力的作用下，工件松動歪斜，甚至隨鉆頭一起旋轉而傷人;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;卸下鉆頭時用力過大，鉆頭落下會砸傷腳;鉆床技術狀態不佳、照明不良、制動失靈等都是造成傷害事故的原因。

5)事故預防措施

為確保鉆削加工安全，應采取相應的防護裝置和防護措施，并對職工進行必要的安全教育培訓，加強現場安全檢査，嚴格執行安全獎懲制度。

(1)技術措施。事故預防的安全技術措施有以下幾種：

① 轉動的主軸、鉆頭四周設置圓形可伸縮式防護網。

② 各運動部件應設置性能可靠的鎖緊裝置，鉆孔前都應當處于鎖緊狀態。

③ 使用搖臂鉆床時，在橫臂回轉范圍內不準站人，不準堆放障礙物。

④ 鉆深孔時要經常抬起鉆頭排屑，以防止鉆頭被切屑擠死而折斷。

⑤ 工作結束時，應將橫臂降到低位置，主軸箱靠近立柱，以防傷人。

(2)鉆床安全操作要求。進行鉆削加工時，必須注意以下事項：

① 按規定進行個體防護。如袖口扎緊，長發挽入工作帽內，操作人員嚴禁戴手套。

② 開車前應檢査潤滑情況。檢査機床傳動、離合器、手柄、電門是否正常;檢查工具、電器、安全防護裝置、冷卻液擋水板是否完好;鉆床上保險塊、擋塊不準拆除，并按加工情況調整好;檢査鉆頭夾頭，應安裝正確，不準有擺動現象，裝卸鉆頭時不能用錘子打擊，一定要用鍥鐵輕輕敲打。

③ 使用揺臂鉆時，搖臂回轉范圍內不準有障礙物。工作前，搖臂必須卡緊。搖臂鉆床在校夾或校正工件時，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，以免回轉甩出傷人。

④ 工作臺面上不要放其他東西，換鉆頭、夾具及裝卸工件時須停車進行。

⑤ 鉆頭與鉆孔中心對準后，各移動夾緊裝置一定要固定緊。

⑥ 鉆小的工件時，要用臺虎鉗，鉗緊后再鉆。嚴禁用手去剎住轉動著的鉆頭。薄板、大型或長形的工件豎著鉆孔時，必須壓牢，嚴禁用手扶著加工。

⑦ 使用自動走刀時，要選好進給速度，調整好行程限位塊。手動進刀時，一般按照逐漸增壓和逐漸減壓原則進行，以免用力過猛造成事故。

⑧ 鉆頭上繞有長鐵屑時，要停車清除。禁止用風吹、用手拉，要用刷子或鐵鉤清除。

⑨ 不準在旋轉的刀具下翻轉、卡壓或測量工件。手不準觸摸旋轉的刀具。

⑩ 工作結束時，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，工作臺和工作現場也要打掃干凈。

二、壓力加工機械安全技術

壓力加工是利用壓力機和模具，使金屬及其他材料在局部或整體上產生變形。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，以及成形結合鍛造和壓接等組合加工等。壓力加工是一種少切削或無切削的加工工藝，由于效率高、質量好、成本低，被廣泛應用在汽車、電子電氣和航空航天等生產部門。壓力機(包括剪切機)是危險性較大的機械，發生操作者的手指被切斷的案例數量是驚人的。壓力加工的人身安全保護，是勞動安全工作比較突出的問題。

壓力機按傳動方式不同，可分為機械傳動式、液壓傳動式、電磁及氣動式壓力機;按機身結構不同，可分為開式和閉式機身壓力機;根據產生壓力的方式不同，機械壓力機又可分為摩擦壓力機和曲柄壓力機，其中以中、小噸位開式曲柄壓力機的數量和品種最多，手工操作比例大，事故率高，將予以重點討論。

1. 危險因素識別與沖壓事故分析

1)壓力加工的危險因素

從勞動安全衛生的角度看，壓力加工的危險因素主要是噪聲、振動和機械危險，其中以沖壓事故危險性最大。

(1)噪聲危害。壓力機是工業高噪聲機械之一，噪聲源主要是機械噪聲。噪聲來自傳動零部件的摩擦、沖擊、振動，剛性離合器接合時的撞擊，工件被沖壓，以及工件及邊角余料撞擊地面或料箱時產生的噪聲等。采取的安全保護措施有：一是傳動系統加設防護罩;二是作業人員佩戴聽力護具(耳塞、耳罩等)。

(2)機械振動。振動主要來自沖壓工件的沖擊作用。人體長時間處于振動環境中，會產生心理和生理上的不適，甚至由于注意力難以集中、操作準確性下降而導致事故發生。沖擊振動還會使設備連接松動、材料疲勞，使周圍其他設備的精度降低。

(3)機械傷害。機械傷害包括人員與運動零件接觸傷害、沖壓工件的飛崩傷害等。壓力機在沖壓作業過程中，人員受到沖頭的擠壓、剪切傷害的事件稱為沖壓事故。沖壓事故發生頻率高、后果嚴重，是壓力加工最嚴重的危害。

2)沖壓事故分析與對策

(1)沖壓事故。壓力加工的工藝過程是上模具安裝在壓力機滑塊上并隨之運動，下模具固定在工作臺上，被加工材料置于下模具上，通過上模具相對于下模具做垂直往復直線運動，完成對加工材料的沖壓。滑塊每上下往復運動一次，實現一個全行程。在上行程時，滑塊上移離開下模，操作者可以伸手進入模口區，進行出料、清理廢料、送料、定料等作業;在下行程時，滑塊向下運動實施沖壓。如果在滑塊下行程期間，人體任何部位處于上、下模閉合的模口區，就有可能受到夾擠、剪切，發生沖壓事故。

① 正常作業。從安全角度分析沖壓作業可以看到，在沖壓作業正常進行的一個工作行程中，滑塊特殊的運動形式——垂直往復直線運動，決定了沖壓作業存在發生事故的危險。

a. 危險因素：滑塊的運動形式和上、下模具的相對位置變化。

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

c. 危險時間：在滑塊的下行程，上模相對于下模為接近型運動，存在危險，而在上行程，滑塊向上運動離開下模，使兩者的距離拉遠，是安全的。

d. 人的行為：腳踏開關操縱設備，騰出手去取加工好的工件并向模口區放置原料。

e. 危險事件：在特定的時間(滑塊的下行程)，人體某部位仍然處于危險空間(模口區)，發生擠壓、剪切等機械傷害。

② 非正常作業。壓力加工設備的非正常狀態，由于操縱系統、電氣系統缺陷，沖模安裝調整等方面存在缺陷而導致沖壓事故。例如，剛性離合器的結合鍵、鍵柄斷裂，操縱器的桿件、銷釘和彈簧折斷，牽引電磁鐵觸點粘連不能釋放，中間繼電器粘連，行程開關失效，制動鋼帶斷裂等故障，都會造成滑塊運動失控形成連沖，引發人身傷害事故。

(2)沖壓事故的風險分析。絕大多數沖壓事故是發生在手工操作的沖壓正常操作過程中。統計數字表明，因送取料而發生的約占38%;因校正加工件而發生的約占20%;因清理邊角加工余料和廢料或其他異物而發生的占14%;因多人操作不協調或模具安裝調整操作不當而發生的占21%;其他是因機械故障引起的。

從受傷部位看，多發生在手部(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。剪切機械的危險主要在加工部位，即剪床的切刀部位，此處一旦出現傷害事故，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(機械設備、物料、場地等)、操作者的不安全行為，間接原因是安全管理缺陷。

① 設備的原因。沖床本身的缺陷，離合器、制動器故障或工作不可靠，電氣控制系統失控，沖壓模具的安全設計缺陷，缺少必要的安全防護或安全防護裝置失效，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、手送取料的沖壓作業中手腳配合不一致，多人操作同一臺沖壓機械彼此配合不協調而發生事故;連續、單調重復作業產生厭倦情緒，高頻率作業導致體力消耗的疲勞而發生誤操作;作業不熟練或麻痹大意，沒有使用安全裝置和工具而冒險作業;沖壓機械噪聲和振動大，作業環境惡劣等不適條件，也會造成對操作者生理和心理的不良影響導致失誤而引起事故。

③ 安全管理上的缺陷。生產組織安排不當，定額過高;對設備缺乏必要的保養和維護，使安全裝置損壞或不起保護作用;未按規定對職工進行必要的安全教育考核;安全生產規章制度不健全，安全管理流于形式等。

通過分析可見，沖壓作業特點和環境因素等方面原因，會導致操作者的操作意識水平下降、精力不集中，引起動作不協調或誤操作。大型壓力機因操作人數增加，危險性也相應增大。通過技術培訓和安全教育，使操作者加強安全意識和提高操作技能，對防止事故發生有積極的作用。但單方面要求操作者在作業期間一直保持高度注意力和準確協調的動作來實現安全是苛刻的，也是難以保證的。必須從安全技術措施上，在壓力機的設計、制造與使用等諸環節全面加強控制，才能最大限度地減少事故：首先是防止人身事故，其次是防止設備和模具破壞。

(4)實現沖壓安全的對策及建議。

① 采用手用工具送取料，避免人的手臂伸入模口危險區。

② 設計安全化模具，縮小模口危險區的范圍，設置滑塊小行程，使人手無法伸進模口區。

③ 提高送取料的機械化、自動化水平，代替人工送取料。

④ 在操作區采用安全防護裝置，保障滑塊的下行程期間人手處于模口危險區之外。

前三項措施，特別是第三項對改善作業條件、減少沖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生時，即人手伸進危險區時的安全。所以，應在操作危險區設置安全防護裝置。

2. 壓力機的主要技術參數與工作原理

1)機械式曲柄壓力機的結構

機械式曲柄壓力機的結構如圖4−9所示。

圖4−9 機械式曲柄壓力機的結構

1—機身;2—滑塊;3—連桿;4—曲軸;5—制動器;

6—離合器;7—飛輪;8—電動機;9—操縱系統

(1)機身。機身由床身、底座和工作臺三部分組成，多為鑄鐵材料，大型壓力機用鋼板焊接而成，下模固定在工作臺的墊板上。機身首先要滿足剛度、強度條件，有利于減振降噪，保證壓力機的工作穩定性。

(2)動力傳動系統。由電動機、傳動裝置(帶傳動或齒輪傳動)組成，其中，大帶輪(或大齒輪)起飛輪作用，在壓力機的空行程中，靠自身的轉動慣量蓄積動能;在下行程沖壓工件瞬間，釋放蓄積的能量使電動機負荷均衡，合理利用能量。

(3)工作機構。曲軸、連桿和滑塊組成曲柄連桿機構。曲軸是壓力機最主要的部分，其強度決定壓力機的沖壓能力;連桿的兩端分別與曲軸、滑塊鉸連，起連接和傳遞運動和力的作用;裝有上模的滑塊是執行元件，最終實現沖壓動作。

(4)操縱系統。操縱系統包括離合器、制動器和操縱機構(如腳踏開關)。離合器和制動器對控制壓力機間歇沖壓起重要作用，同時又是安全保證的關鍵所在。離合器的結構對某些安全裝置的設置產生直接影響。

2)主要技術參數

(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前某一特定距離(即公稱壓力行程Sg)或曲柄旋轉到離下死點前某一特定角度(即公稱壓力角αg)時，滑塊所允許承受的最大作用力。

(2) 滑塊行程S(mm)。滑塊行程是指從上死點到下死點的直線距離。

(3) 滑塊單位時間內的行程次數 n。滑塊單位時間內的行程次數是指滑塊每分鐘從上死點到下死點再回到上死點的往返次數。壓力機的行程次數應根據生產效率要求確定，同時手工操作時必須考慮操作者的操作頻率不能超過承受能力，以免造成疲勞作業。

(4) 裝模高度H(mm)。裝模高度是指滑塊在下死點時，滑塊底平面到工作墊板上表面的距離。當滑塊調節到上極限位置時，裝模高度達到最大值，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時，滑塊底平面到工作臺上表面的距離。墊板厚度是封閉高度與裝模高度之差。

其他參數還有工作臺板和滑塊底面尺寸、喉深，以及立柱間距等。裝設安全裝置時要考慮這些參數。

3)曲柄壓力機的工作原理

圖4−10所示為結點正置的腳踏控制的曲柄壓力機工作原理。

圖4−10 曲柄壓力機的工作原理

(a)工作位置;(b)下死點;(c)上死點

電動機輸入的動力通過帶傳動系統傳到曲柄連桿機構上，通過曲軸旋轉運動，帶動連桿上下擺動，將曲軸的旋轉運動轉化為滑塊沿著固定在機身上的導軌的往復直線運動。

在電動機電源不被切斷的情況下，滑塊的動與停是通過操縱腳踏開關控制離合器和制動器實現的。踩腳踏開關，制動器松閘，離合器結合，將傳動系統與曲柄連桿機構連通，輸入動力，滑塊運動;當需要滑塊停止運動時，松開腳踏開關，離合器分離，將傳動系統與曲柄連桿機構脫開，同時運動慣性被制動器有效地制動，使滑塊運動及時停止。

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

4)曲柄滑塊機構的安全

曲軸是壓力機的主要受力構件，曲軸若被破壞，不僅影響生產，而且可能引發事故。曲軸受力情況復雜，根據曲軸受力變形分析和實際測定驗證，曲軸的危險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)受彎矩和扭矩聯合作用，扭矩是曲柄轉角α的函數，而彎矩與曲柄轉角α無關。曲柄截面受彎矩作用遠大于扭矩，可忽略扭矩影響;支撐頸截面受扭矩作用遠大于彎矩，可忽略彎矩影響。曲軸必須同時滿足曲柄頸和支撐頸曲軸的強度要求。壓力機允許承受的沖壓力(工件變形力)是受曲軸強度，即曲柄彎曲強度和支撐頸的扭轉強度所限制的。

圖4−11 曲軸結構

1—連桿;2.4—支撐頸;3—曲柄臂;5—飛輪;6—曲軸臂

(1)壓力機安全負荷圖。圖4−12所示為壓力機允許承受的沖壓力與曲軸轉角的關系圖。由圖可見，當轉角小于某一范圍時，沖壓力由曲軸的曲柄頸強度決定，為一常量，其強度線是一條直線;當轉角大于某一范圍時，受曲軸支撐頸強度限制，是曲柄轉角α的函數，為一條曲線。壓力機工作的安全區是指由曲軸支撐頸強度曲線、曲柄頸強度曲線與兩坐標軸圍成的區域。使用壓力機時，應嚴格控制壓力機所承受的壓力且工作角度不得超越安全區。即使進行同一材料同一工藝的工件加工，在α1轉角下安全，在α2轉角下則不安全。壓力機的公稱壓力Pg是限定在一個特定的工作角度即公稱壓力角αg(也稱額定壓力角)范圍內，保證壓力機實際承受的工件變形力落在安全區內。國產壓力機的公稱壓力角一般是：小型壓力機為αg=30°，中、大型壓力機為αg=20°。為使用方便，常將公稱壓力角換為公稱壓力行程Sg。國產開式壓力機Sg=3～16 mm，閉式壓力機Sg=13 mm。

圖4−12 壓力機安全負載

(2)過載保護裝置。壓力機工作過程中可能發生超載，原因可能為：材料、模具、設備、操作等出現問題;滑塊和上模的自重導致下降速度過快，對零件產生撞擊;制動器失靈、連桿折斷，導致滑塊墜落而引發事故。為此，需在壓力機上采用一些保護性技術措施，常見的有壓塌式、液壓式和電子檢測式等過載保護措施。

壓塌式過載保護是根據破壞式保護原理，機械壓力機在曲柄連桿機構傳動鏈中，人為制造一個機械薄弱環節——壓塌塊。當發生超載時，這個薄弱環節首先破壞，切斷傳動線路，從而保護主要受力件——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)，當壓力機過載時，壓塌塊薄弱截面首先剪切破壞，使連桿相對于滑塊滑動一段距離，觸動開關切斷控制線路，壓力機停止運轉，保障設備安全。壓塌式過載保護裝置的缺點是不能準確地限制過載力，因為壓塌塊的破壞不僅由作用在它上面的外力決定，同時還與壓塌塊的材料疲勞有關。

圖4−13 過載保護裝置

1—連桿;2—滑塊;3—壓塌塊

3. 離合器和操縱系統

由于飛輪的轉動慣量很大，為防止頻繁啟制電動機產生的慣性力，在壓力機工作期間，電動機和飛輪一直處于接通運動狀態。而控制曲柄連桿機構滑塊的往復上下運動是通過離合器的接合和分離來實現的。

機械式壓力機操縱系統包括離合器、制動器和操縱機構。操縱機構有手控按鈕式和腳踏開關式。腳踏開關式由于可解放雙手進行臺面操作，手腳配合提高了效率，使用比較普遍。在輸入動力時，腳踏開關，制動器先松閘，離合器再接合，曲柄連桿機構動作;在切斷動力時，腳踏開關抬起，離合器先分離，制動器克服曲柄連桿機構的慣性，使運動迅速停止。

離合器是用來接合或分離動力的關鍵部件，離合器運轉故障或零件損壞會導致滑塊運動失去控制，引發沖壓事故，因此是安全檢査的重點。離合器的結構形式關系到作業區安全防護裝置的選型和安裝。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，可分為轉鍵式和滾柱式，目前壓力機常用轉鍵式離合器，按轉鍵的數目分為單鍵和雙鍵兩種。剛性離合器一般由主動部分(動力輸入端)、從動部分(與曲柄連桿機構相連)和接合部分組成。

(1)半圓形雙轉鍵離合器。如圖4−14所示，主動部分包括飛輪和飛輪套，飛輪套借助平鍵與飛輪固定連接，飛輪套的內壁有4個缺月形槽;從動部分是曲軸，曲軸的外壁有兩個豐月形槽;接合部分是轉鍵，分主鍵(即工作鍵)與副鍵(即填充鍵)，鍵為豐月形實體。關鍵元件的結構配合關系是：曲軸及飛輪套的槽直徑相同，轉鍵與曲軸的豐月形槽配合，在操縱機構控制下可繞轉鍵自身的軸線在曲軸槽內轉動。分離和結合是離合器的兩個典型工況。

① 分離狀態。轉鍵的豐月形實體與曲軸的豐月形槽全重合時，轉鍵與曲軸共同組成一個實整圓[見圖 4−14(a)]，曲軸可相對飛輪套滑動，不隨飛輪轉動，離合器處于分離狀態。

② 接合狀態。當飛輪套缺月形槽與曲軸豐月形槽對正成完整圓槽時，如恰好轉鍵轉動，卡在該圓槽中[見圖4−14(b)]，則飛輪帶動曲軸轉動，離合器處于接合狀態。

兩個轉鍵總是同時轉動但轉向相反。在上模隨滑塊下行程沖壓工件時，主鍵起作用;當傳動機構反轉(如調整模具)時，副鍵起作用。副鍵可以防止滑塊在下行程時，由于曲柄滑塊機構的自重作用，造成曲柄發生超前于飛輪的轉動，引起主鍵與飛輪套的撞擊。

圖4−14 雙轉鍵離合器

1—飛輪;2—飛輪套;3—主鍵;4—曲軸;5—副鍵

(2)切向轉鍵式離合器。工作原理與雙鍵離合器相似(見圖4−15)，只是飛輪套內緣有3個槽。在操縱機構作用下，轉鍵轉入飛輪套三角槽內，卡在飛輪套和曲軸套之間，飛輪借助轉鍵帶動曲軸運動，離合器接合;當轉鍵全轉入位于曲軸套的鍵槽中時，轉鍵與曲軸套形成一個整圓，相對飛輪套滑動，離合器處于分離狀態。

圖4−15 切向轉鍵離合器

1—飛輪;2—飛輪套;3—曲軸套;

4—曲軸;5—接合鍵

剛性離合器結構簡單，便于制造，不需要額外動力源;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，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(如轉鍵、滑銷、牙嵌等)應在材質及熱處理方面采取措施，提高其強度和沖擊韌性，必要時應定期對其進行無損探傷檢查。

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

③ 轉鍵操縱機構應保證轉鍵在鍵槽內的轉動靈活、可靠。在單次行程操作后，應能及時復位;在非操作的情況下，應不會被其他外力推動而轉動。

2)摩擦離合器

摩擦離合器是借助摩擦副的摩擦力來傳遞扭矩。通過壓緊力壓緊摩擦元件，在接合面形成摩擦副，產生摩擦力，使離合器主動部分與從動部分接合;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、浮動鑲塊式和圓錐式等多種類型。

摩擦離合器接合平穩，沖擊和噪聲小，構件不會突然損壞，傳遞扭矩大，滑塊可停止在行程的任意位置。缺點是結構復雜，造價較高，需要壓縮空氣作為動力能源。摩擦式離合器還可以將離合器和制動器設計成一體，實現兩者的聯鎖動作。

4. 壓力機作業區的安全防護裝置

防止沖壓事故不能僅從操作者方面去要求，必須在壓力機作業區采用安全防護裝置，從設備的安全性上消除沖壓事故。安全問題的關鍵是解決在沖壓作業過程中，無論是在壓力機處于正常運轉狀態，還是由于各種原因使壓力機處于非正常狀態，或者是人員的誤操作情況，只要滑塊向下運行，人體的任何部位都不應在危險區。壓力機作業危險區的安全防護裝置應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入危險區界線之內。

(2)在滑塊的下行程中，當操作者身體部位進入危險區界限之內的一定范圍時，滑塊立即被制動或超過下死點。

(3)在滑塊的下行程中，將操作者的身體部位排除于危險區之外。

(4)當操作者身體部位停留于危險區界線之內時，滑塊不能啟動。

符合其中任何一項功能的裝置，均可作為壓力機的安全防護裝置。安全裝置分為安全保護裝置與安全保護控制裝置兩類。安全保護裝置包括柵欄式、雙手操作式、機械式、檢測式與手用工具。每臺壓力機一般都應配置一種或一種以上的安全裝置。

1)柵欄式安全裝置

通過設置柵欄(或透明隔板)實體障礙，將人與危險區隔離，確保人體任何部位無法進入危險區，保護所有有可能進入危險區的人員。柵欄式安全裝置分為固定柵欄式和活動柵欄式兩種。

(1)柵欄式安全裝置的一般安全技術要求。

① 安全距離和開口尺寸。保證安全的關鍵尺寸是柵欄間距、料口的開口度和安全裝置與危險線的安全距離。須考慮的因素是人體測量參數和危險區的可進入性。最小安全距離應考慮在壓力機工作期間，柵欄不與壓力機的任何活動部件接觸，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，應考慮保證人的手和手臂通過料口和柵欄間隙伸入時，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 原則上不僅在作業區前面，而且在作業區兩側及背面也應安裝柵欄，柵欄高度應是整個危險空間的高度，防止從上、下、側、背面進入危險區。

③ 柵欄設置可靠，柵欄的非活動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，固定安裝在機身上，將人體隔離在危險區之外。在滑塊運行的全行程期間，柵欄都處于封閉狀態，適用于機械化送取料的壓力機。

(3)活動柵欄式。活動柵欄式的柵欄適用于手工送取料的壓力機。在柵欄前面設一個活動體(門)，通過機械方法(如鉸鏈、滑道)與壓力機的機架或鄰近的固定元件連接，關閉活動體的動力可以來自壓力機的滑塊或連桿。活動體的狀態應與離合器的動作聯鎖，使滑塊下行程期間活動體關閉并不能隨意打開，與柵欄形成一體來實施保護;在滑塊回程期間，可打開活動體以方便操作。活動體未關閉好，滑塊不能運動;滑塊在運動狀態，活動體打不開。聯鎖裝置須采取有效的保護措施，防止人體或坯料等物與之接觸而發生誤動作。

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動與對雙手的限制聯系起來，強制操作者雙手同時推按操縱器，滑塊才能向下運動。此間，如果操作者僅有一只手離開，或雙手都離開操縱器，在手伸入危險區之前，滑塊停止下行程或超過下死點，使雙手沒有機會進入危險區，從而避免受到傷害。雙手操作式安全裝置應符合以下安全技術要求：

(1)雙手操作的原則。雙手必須同時操作，離合器才能結合。只要一只手瞬時離開操縱器，滑塊就會停止下行程或超過下死點。

(2)重新啟動的原則。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時，或單行程操作在滑塊達到上死點需再次開始下一次行程時，只有雙手全部松開操縱器，然后重新用雙手再次啟動，滑塊才能動作。在單次操作規范中，當完成一次操作循環后，即使雙手繼續按壓著操作按鈕，工作部件也不會再繼續運行。

(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壓力機危險線的最短直線距離。安全距離應根據壓力機離合器的性能來確定。

① 對于滑塊不能在任意位置停止的壓力機(如剛性離合器)，最小安全距離應大于手的伸進速度與雙手離開操縱器到滑塊運行至下死點時間的乘積，計算公式為：

Ds≥1.6Ts(4−3)

式中 1.6 ——人手的伸進速度，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，到滑塊運行到下死點的時間，s;應考慮最長時間，即滑塊下行程的時間與離合器在結合槽間所需要的轉動時間之

N ——離合器的結合槽數;

Tn——曲軸回轉一周的時間，s。

Ts和最小安全距離Ds可以通過對具體壓力機的計算直接獲取。

② 對于滑塊可以在任何位置停止的壓力機(如摩擦式離合器)，其計算公式也用式(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離合器的控制線路到滑塊全停止的時間，單位為s。要考慮滑塊的慣性，取最長時間。

Ts值對不同的壓力機應在曲軸轉到90°左右處進行實測來獲取。

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

(5)防止意外觸動的措施。按鈕不得凸出臺面;手柄也應采取措施，防止被意外觸動、刮碰引起壓力機誤動作。

需要說明，雙手操作式安全裝置只能保護使用該裝置的操作者，不能保護其他人員的安全。當需要多人同時操作一臺壓力機時，應為每一個操作者都配備雙手操縱器。

3)機械式安全裝置

機械式安全裝置是通過機械方式，借助各種形式的器具，將人體部位(主要是手)從作業危險區移開，從而達到保護的目的。安全裝置的動力來自壓力機的滑塊，可實現滑塊的危險行程與機械式安全裝置的保護作用同步，不影響生產率是本類裝置的顯著特點。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，復位彈簧連接壓桿的一端。滑塊在下行程時，壓輪向下滾壓壓桿，帶動撥手桿從左至右掃過危險區，安裝在撥手桿端的撥手器把操作者的手推開，同時將復位彈簧拉長;當滑塊回程運動時，壓輪隨滑塊向上運動，解除對壓桿的壓力，在復位彈簧拉力作用下，撥手桿繞鉸接點向左恢復到原始位，在此期間操作者可以伸手進入模口區操作。

圖4−17 撥手式安全裝置

1—滑塊;2—復位彈簧;3—壓輪;4—滑道;

5—壓桿;6—撥手桿;7—撥手器

該裝置應符合以下安全技術要求：

① 可靠的保護范圍。由撥手桿的擺動范圍來保證。撥手桿左右擺動的幅度應超過模具的寬度，撥手桿的長度、擺動幅度應可調，以適應不同的加工需要。

② 不能造成新的傷害。撥手器與手接觸一側應采用軟材料(如橡膠、軟塑料等)，防止把人手擊傷。撥手式安全裝置的缺點是桿的擺動會對操作者視線造成干擾，撥手器與手接觸會帶來不適。但在正常情況下，一般人的操作速度快于撥桿的擺動速度，撥手器與手接觸的情況很少發生。

(2)拉手式安全裝置。拉手式安全裝置是以滑塊或連桿為動力源，在滑塊的下行程，借助杠桿和繩索的聯合作用，將操作者的手從危險區拉出來。基本組成有杠桿系統、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拉式和背拉式兩種。

其工作原理是：在滑塊下行程時，滑塊帶動杠桿，借助拉索強制拉出套在手腕帶里的手;在滑塊上行程時，拉索松弛，手又可以進出模口區自由操作。開始有些不習慣，待操作熟練后，只要操作動作快于拉索的牽拉，很少有被牽拉的感覺。只有當手動作慢于拉索牽引時，才會偶感被動。該裝置結構簡單、實用，不干擾操作者視線，不影響生產率，在國外的小型壓力機上普遍使用。缺點是由于拉索的約束，人的行動特別是手部的活動范圍受到限制。拉手式安全裝置的安全技術要求有以下幾點：

① 裝置性能可靠，拉索有足夠的強度不被拉斷，各部件之間的連接和與機架的固定要牢固可靠，杠桿和滑輪動作靈活，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;2—滑塊;3—手腕帶;4—鋼絲繩拉索

② 手腕帶應舒適、柔軟、形狀適宜，方便穿戴和摘除。在拉索受力拉緊時，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能承受足夠的拉力不被破壞。

③ 拉索應能調節，松弛量應在滑塊到達上死點時，扣上手腕帶的手能摸到頭和小腿，保證手的活動范圍;在滑塊下行時，應能切實把操作者的手拉出危險區。

原則上操作者雙手都應采用。在多人操作的壓力機上，每人應配備單獨的一套拉手式安全裝置。

4)檢測式安全裝置

檢測式安全裝置是一種安全性好、靈敏度高的壓力機安全裝置，有光線式(見圖4−19)和人體感應式兩種。工作原理是通過制造一個保護幕(光幕或感應幕)將壓力機的危險區包圍，或設在通往危險區的必經之路上。當人體的某個部位進入危險區(或接近危險區)時，必將破壞保護幕的完整性，受阻信號立刻被裝置檢測出來，經過放大處理，切斷壓力機的控制線路，使滑塊停止運動或不能啟動，從而避免人身事故。感應式安全裝置由于對環境的適應性稍差，較少使用。光線式安全裝置由于動作靈敏，結構簡單，容易調整維修，特別對操作者無視覺干擾，不影響生產率，因而得到廣泛的應用。

圖4−19 光線式安全裝置

光線式安全裝置通過在壓力機上設置投光器和接收器，在二者之間形成光幕將危險區包圍。當人體的任一部分遮斷光線時，裝置檢測出這一狀態，并輸出信號使滑塊不能啟動或停止運行。光源一般采用紅外光線或周期性的點射光。該裝置必須有可靠的技術措施來實現以下功能：

(1)保護范圍。保護范圍是由保護長度和保護高度構成的矩形保護幕將危險區包圍，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根據光幕與模口區危險線的安全距離、人體測量參數、危險區的可進入性，充分考慮保證人的手和手臂通過光軸間距伸入時，不能受到傷害。

(2)自保功能。自保功能是指在保護幕被破壞、滑塊停止運動后，即使人體撤出保護幕恢復完整，滑塊也不能立即恢復運行，必須按動“恢復”按鈕，滑塊才能再次啟動。

(3)不保護區功能。滑塊回程期間，裝置不起作用，在此期間即使保護幕被破壞，滑塊也不停止運行，以便操作者的手出入模口區操作。

(4)自檢功能。當安全裝置自身出現任何故障時，應能立即發出信號，使滑塊處于停止狀態，并在故障排除以前不能再啟動。

(5)響應時間。響應時間是指從保護幕被破壞到安全裝置的輸出斷開壓力機控制線路的時間。這是標志裝置安全性能的主要指標之一，響應時間不得超過0.02 s。

(6)安全距離。安全距離是指保護幕到模口危險區的最短距離。壓力機離合器的結構形式不同，安全距離的計算公式也不同。

對于不能使滑塊在任意位置停止的壓力機，計算公式同式(4−3)。

對于滑塊可在任意位置停止的壓力機，計算公式為：

式中 t1——安全裝置的響應時間(一般按允許最長時間0.02 s考慮)，s;

t2——從壓力機控制線路切斷至滑塊停止的時間，s。

對于摩擦式離合器，時間因素則要考慮裝置的響應時間和壓力機性能影響兩個方面。裝置的響應時間t1是給定的技術參數，t2則應在曲軸轉到90°附近實際測定。

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

檢測式安全裝置屬于電子產品，精密度較高，它的生產必須有主管部門的監督，并經指定的技術檢驗部門按有關的安全標準鑒定，取得許可證后，才能生產。

5)手用工具

沖壓事故率最高的時段發生在送取料階段。而我國目前相當數量的沖壓機械仍然靠手工送取料，一個廉價簡便的方法就是利用手用工具。手用工具是指在壓力機主機以外，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。手用工具的設計和選用要注意以下幾點：

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

(2)結構簡單，方便使用。手用工具的工作部位應與所夾持坯料的形狀相適應，以利于夾持可靠、迅速取送、準確入模。

(3)不損傷模具。手用工具應盡量采用軟質材料制作，以防意外情況下，工具未及時退出模口，當模具閉合時造成壓力機過載。

(4)符合手持電動工具的安全要求。需要強調指出，在正常操作時，堅持正確地使用手用工具對降低沖壓事故確實能起到一定作用，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危險區，不能防止操作者不使用或使用不正確時手意外伸進危險區。采用手用工具還必須同時使用安全裝置。