车工实训报告【车工实训综合安全保护装置的创新设计与制作】

　　“车工实训”是技工院校机械类专业必不可少的课程，车床加工时工件处于高速旋转的动态状况，给学生实操带来了不少的安全隐患，学生在操作中不慎或安全意识薄弱时，就容易造成人身伤害和设备损坏的事故。可见，安全隐患如同定时炸弹，随时都会在车工实训中发生，倘若出现人身和设备安全重大事故，将会给学生、家长、学校带来不同程度的伤害和经济损失，严重时后果不堪设想。为了解决上述问题，笔者通过研发设计，制作出具有综合多种防护功能的“车工实习安全保护装置”，在此做一介绍。
　　一、车工实训综合安全保护装置的设计背景
　　在技工院校，机械专业的学生在进行普通车床实习操作过程中常发生以下三种实习教学安全事故：
　　1.案例一
　　不少初学者在车床卡盘上装夹工件后，由于安全意识薄弱，违反操作安全规程，没有立即取出卡盘匙，就去安装车刀或做其他的准备工作，把卡盘匙还插在卡盘中这事给忘记了，之后就去启动机床，导致卡盘匙从高速转动的卡盘中飞出，极易造成击中位于机床前后附近的人员或砸中机床，甚至卡盘匙也被摔断。如06机电班的一位学生在实训时就出现过上述情况，万幸的是卡盘匙没有砸到人，而是被猛摔到车床导轨上，卡盘匙被摔断及严重变形。
　　2.案例二
　　当学生根据零件加工工艺，需要在靠近卡盘端进行切削加工时，常因紧张或经验不足，眼睛只顾看着车刀切削工件，没有注意到方刀架与卡盘爪之间的距离，同时，由于卡盘在高速旋转时，眼睛容易产生错觉，感觉卡盘爪与刀架之间还有距离，结果使方刀架撞到高速旋转的卡盘爪上而导致刀架和卡爪被撞崩：另外，在近端切削加工时，初学者由于操作不熟练，操纵刹车或反车不及时，也会造成方刀架撞到卡盘爪上。这种情况发生最多，本校三十多台车床在未安装该安全装置前，96％以上的方刀架都有不同程度的撞伤情况。
　　3.案例三
　　个别学生在操作换向手柄反向纵行快速自动走刀时，因违反安全操作规程或操作失误而停机不及，导致溜板箱反向逆行时撞击到车床尾部的三杆支架，致使溜板箱被撞坏。如07机电一体班的一名学生，出于好奇，违反实训指导教师的操作要求，用丝杠带动溜板，挂上高速挡，以高速反向走刀，结果刹车不及，导致溜板箱猛烈撞击车床尾部三杆支架，使溜板箱被撞坏报废。
　　多年来，学生在普通车床实习过程中时有发生上述事故，造成实习教师上实训课时精神较为紧张，有一定的心理压力，担心发生实习课堂安全事故。据统计，在未安装该装置前两年时间内，本校三十多台车床在学生车工实训过程中，因学生操作不熟练、操作失误或违反安全操作规程等原因，导致发生撞机等事故十几起，共计卡盘匙飞出被摔断、摔至变形9支；溜板箱撞烂报废2只、撞伤修复2只、中度碰撞5起；96%方刀架有不同程度的撞崩撞伤。这给学校造成了一定的经济损失，同时也影响了实习教学的正常顺利开展。
　　为确保实习教学安全顺利开展，杜绝事故发生，笔者对实训车床进行了安全技术改造的创新设计。2008年初，通过研发设计与制作，完成了“车工实训多功能综合安全保护装置”的技术改造，经过2年多的实践验证，取得了显著的效果，实现了“普车实训教学无事故”的目标。
　　胡锦涛主席在2003年12月召开的全国宣传思想工作会议上明确提出：“要宣传和弘扬解放思想、锐意改革、艰苦创业、开拓创新的精神，不断增强中华民族的创造力……” 我们正处于与时俱进、改革开放的时代，在技工教育战线上要承担起教学改革、技术改革、管理改革的重任，更重要的是培养学生的安全文明生产意识、勇于创新的能力、严谨的工作态度与团结协助的精神。作为一名技校实习指导教师，笔者针对学生在车工实训过程中由于紧张或操作不慎而造成人身和设备安全事故等情况，通过分析和总结学生在普车实习过程中出现安全事故的成因，对车床进行了技术改造，设计和制作出具有综合多种防护功能的安全保护装置。
　　二、车工实训综合安全保护装置的主要结构与作用
　　该装置由三大部分组成，分别为“卡盘匙启动安全保护装置”、“方刀架防撞保护装置”、“溜板箱防撞保护装置”，这三套装置分别安装在车床正面床头箱左下方、车床背面导轨前端下方、车床背面导轨后端下方三个部位（图1、图2、图3）。
　　1.“卡盘匙启动安全保护装置”的主要结构和作用
　　该“装置”由按压式微动电控开关、卡盘匙插座、塑料压块等零部件组成，如图1所示。当卡盘匙插入圆筒插座，按压到电控开关后， 机床方能启动；当卡盘匙忘记从卡盘取出时，机床启动失效。 该“装置”有效防止学生将卡盘匙留在卡盘插口上就启动车床的意外发生，起到保护学生人身和机床设备安全的作用。
　　2.“方刀架防撞安全保护装置”的主要结构和作用
　　该“装置”由微动电控开关、可调式压铁、终极限位档铁、缓冲弹簧等零件所组成，如图2 所示。
　　当学生在靠近卡盘端切削工件或自动走刀至终端极限位置（即卡盘爪与方刀架的相触点）还有3～5mm距离时（此距离可自由调整），可调式压铁就会碰到微动电控开关，此时机床就会自动停机，避免了方刀架碰撞到高速旋转的卡盘，实现了停机保护。但由于急速停机惯性力的作用，溜板上的刀架仍会前冲，此时该装置的缓冲弹簧和终极限位挡铁起到缓冲作用及顶停定位作用，使溜板在终极位置前完全停止，起到绝对安全可靠的保护作用。该装置有效地防止了方刀架与卡盘之间撞击事故的发生，起到保障设备安全的功能。
　　3.“溜板箱防撞保护装置”的主要结构和作用
　　该“装置”是由微动电控开关、可调式压铁、开关支架和螺栓等零件组成，如图3所示。
　　当操作换向手柄反向纵行快速自动走刀，因大意或操作失误而不及停机时，可调压铁触及微动电控开关，机床断电自动停机，防止了溜板箱逆行碰撞支架的事故发生，起到了保护设备安全的可靠作用。
　　三、车工实训综合安全保护装置的主要创新点
　　“车工实训综合安全保护装置”是通过分析和总结历年来学生在车工实习过程中出现常见安全事故而设计制作，该装置具有“卡盘匙启动安全保护”、“方刀架防撞安全保护”、“溜板箱防撞保护”三位一体的全方位安全保护功能，其安全可靠、效果显著，保护了学生人身和设备安全，实现了实习课堂“零事故”的目标。
　　据了解，目前在各所职业院校的实训车床中还没有发现装备是具有三功能为一体的“多功能综合安全保护装置”。该项目创新并填补了技工院校车工实习多功能安全防护装备发明的空白。由于该“装置”作用明显、效果良好、经济效益和社会效益显著，故该设计创作在参加2010年广州市人力资源和社会保障局主办的“广州市属技工院校首届师生创新设计大赛”和中国职协举办的“第九届全国技工院校技术开发优秀成果评选”活动中皆荣获二等奖。
　　四、车工实训综合安全保护装置的使用效果
　　通过近三年来的实践证明：自08年在本校的普通车床上全部安装了“多功能综合安全保护装置”以后，没有发生过一例卡盘匙飞出、方刀架被撞和溜板箱被撞等方面的实习课堂教学事故，有效防止了学生在车工实训过程中因操作不熟练、不规范、违反安全操作规程而导致事故的发生，确保了学生人身安全和设备安全，避免了事故发生而造成的经济损失，取得了良好的经济效益和社会效益。该“装置”确实起到综合防护、安全可靠、作用显著的效果。该装置也为今后对其他实训机床等教学设备的安全性能技术改造作出了有益的尝试和很好的示范作用。
　　五、推广应用价值
　　“车工实训综合安全防护装置”具有结构简单、制作成本低廉（材料费100元/台）、外形美观、防护功能多、安全可靠、效果明显、实用价值大等特点，安装后不影响机床的外观和加工性能，作用和效果相当理想。
　　通过调查，普车实习教师普遍反映，装备了该“装置”后，实习指导教师轻松多了，没有了以往上实操课时的精神紧张、怕发生安全事故的心理压力。自我校三十多台普通车床全部安装了该装置后，学生在实操过程中再没有出现过撞伤机床或人身伤害的安全事故。同时，90%以上的学生经使用后反映：“就算操作不熟练或粗心大意，也不怕会撞机，因为‘装置’会自动停机保护，我们也没有了撞坏机床要挨批的思想负担，可以轻松愉快地上机实操了。 ”该“装置”实用效果显著，经济效益和社会效益明显，可推广到职业院校的普车实训车床安装使用，以及企业机械加工机床设备安全改造等方面的应用。
　　（作者单位：广东省广州市公用事业高级技工学校）