安全系统工程设计方法下超高速加工中心机械的安全设计


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 前言:

 

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从超高速加工中心生产特征来看,超高速铣削生产效率高,生产精度高,在加工过程中能够保证机械产品质量,在机械制造业得到了广泛地应用。正是由于超高速铣床较高的生产效率,使其切削速度快,给超高速加工中心带来了较大的危险。因此,超高速加工中心机械设计过程中,必须对安全性问题予以重点关注。超高速加工中心安全设计应将安全系统工程设计方法进行应用,能够对超高速加工中心生产中存在的危险因素进行解决,切实保证超高速加工中心的安全性和可靠性。

安全系统工程设计方法基本内容概述

安全系统工程设计方法在机械安全设计中的应用,主要内容包括了设计目标、机械危险识别、风险评价、安全设计四个方面内容。

设计目标:安全系统工程设计方法首先需要对安全设计的要点进行把握,从人身安全和设备安全两个方面出发,保证设计具有较高的安全性;同时,考虑到安全系统与周围环境之间的关系,使安全系统不会对周围环境产生不必要的影响。

机械危险识别:安全系统工程设计对机械危险的识别,主要目的在于保证安全设计具有较强的针对性,能够对机械生产存在的危险因素进行把握,从而采取有效措施对这些危险因素予以控制,以保证安全生产需要。

风险评价:机械产品安全系统工程设计方法的核心即是风险评价,当安全系统设计完成后,需要对设计的系统进行安全评价,确保其安全设计能够与实际情况保持一致性。这一过程中,需要设置相应的评价参数,对人一机一环境系统进行有效检测。风险评价包括了三个因素,一是机械带来的伤害程度;二是生产人员处于危险区的频率;三是危险发生的概率[2]。风险评价是确保机械安全设计有效性的关键,也是安全系统工程设计方法必须考虑的一个关键点。

安全设计:机械安全设计过程中,需要对机械结构、安全防护装置、安全使用信息三个方面内容进行把握,并保证安全设计与机械生产需要保持一致性。在这一过程中,机械结构设计要对结构安全、运行安全、零部件强度安全等进行考虑;防护装置设计需要考虑到采用的防护装置对于降低危险发生的作用;安全使用信息设计的目的在于满足机械安全使用需要,能够为使用者提供安全指引。

超高速铁麻几械的安全设计

在进行超高速加工中心机械安全设计过程中,本文注重从结构安全设计、防护装置设计、安全使用信息设计三个方面进行考虑,具体内容如下所示:

结构安全设计。超高速加工中心结构安全设计过程中,需要从生产需要和安全需要两个方面进行考虑,这样一来,在结构设计时,应考虑以下几点内容:高速电主轴采用高动平衡精度型号,其品质等级为G0.4_G1.0;主轴/刀柄连接界面采用端面和锥面双面接触定位的连接技术,锥刀柄可以选用HSK刀柄、KM刀柄等;同时,也可以对原有的7:24刀柄进行改进,例如对Big-plus刀柄进行应用;刀具选用过程中,需要考虑到动平衡,可以采取刀具/刀柄连接技术,对静压膨胀式刀具进行应用,保证连接位置具有较高的稳定性;铣刀设计过程中,刀片应采取夹紧设计方式,使刀体与刀片的连接具有较高的安全性。对此,可采用中心孔刀片,并用螺钉固定;刀具材料选择时,要保证刀具材料的强度,可以选用密度小的刀片,例如铝合金超高速铣刀刀体;刀具动平衡设计时,需要保证其符合ISO1940/1规定,其动平衡质量等级应该达到G4.0,一些特殊的高速铣刀应该达到G2.5级。

防护装置设计。防护装置设计关系到了超高速加工中心机械生产的安全性,在设计过程中,需要考虑到加工中心生产的实际情况,保证工作区域能够利用厚度足够的防护罩将切削区与操作者隔开,并设置强度较高的观察窗,保证加工中心生产能够处于较好的监控状态。同时,在加工中心生产时,安全罩处于幵启状态,加工中心不能进行继续操作。

安全使用信息提供。关于超高速铣刀最大转速、特征参数、商标等信息需要进行清晰标注,并在刀具上给予永久性提示;对电主轴、刀夹、刀柄、刀具安全使用参数信息予以提供;提供相关工艺参数;构建在线检测系统,能够对刀具使用状态进行把握,并对刀具破损信息进行获取,提示操作人员对破损刀具进行及时更换,避免给生产带来不利影响。

安全信息的提供,主要目的在于提供超高速加工中心的安全生产信息,能够为操作人员提供重要的指引,使其在生产过程中,能够规避危险因素,切实保证生产安全、可靠进行。

超高速加工中心与普通加工中心相比,其转速较高,这在很大程度上增加了超高速加工中心的危险性。随着我国制造业的快速发展,超高速加工中心在机械生产中得到了广泛地应用,由此引发的安全事故也在不断增加。针对于这一问题,超高速加工中心安全设计,应注重坚持全面性的原则,能够对存在的风险因素进行把握,降低风险。对此,可对安全系统工程设计方法进行利用,从结构设计、防护装置设计、安全使用信息提供三个方面,为生产操作人员提供安全信息,降低超高速加工中心生产危险。

 

 

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