超棒壓力加工機械安全技術

超棒壓力加工機械安全技術第一頁，共93頁。第二頁，共93頁。沖壓的定義:

是指利用外力使材料產(chǎn)生分離或塑形變形，以獲得一定形狀尺寸和性能的加工方法。外力：壓力機上的模具對材料施加的壓力材料：板材、帶材、管材和型材金屬？非金屬？第三頁，共93頁。沖壓加工特點：無切削，材料利用率高；

應用：汽車行業(yè)、航空航天、電機等等沖壓加工的三要素：材料、模具和設備第四頁，共93頁。第五頁，共93頁。第六頁，共93頁。第七頁，共93頁。

沖壓工藝可分為分離工藝和成形工藝兩大類。分離工藝也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離。成形工藝的目的是使板料在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產(chǎn)中,常常是多種工藝綜合應用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。第八頁，共93頁。分離工藝和成形工藝工序送料定料出件清除廢料操縱第九頁，共93頁。沖壓機械:利用技術模具將鋼材或坯料進行分離或變形加工的機械稱為沖壓機械。分類:剪板機、機械壓力機和液壓機。第十頁，共93頁。機械壓力機第十一頁，共93頁。曲柄壓力機第十二頁，共93頁。三角皮帶

電動機

凹模

板材

滑塊

凸模

連桿

傳動軸

小齒輪

大齒輪

離合器

大皮帶輪

制動器

曲柄軸

工作原理

機械壓力機工作時由電動機通過三角皮帶驅(qū)動大皮帶輪，經(jīng)過齒輪副和離合器帶動曲柄

滑塊機構(gòu)，使滑塊和凸模直線下行。沖壓工作完成后滑塊回程上行，離合器自動脫開，同時曲柄軸上的自動器接通，使滑塊停止在上止點附近。

機械壓力機工作原理圖

第十三頁，共93頁。第十四頁，共93頁。第十五頁，共93頁。沖壓事故分類：沖壓作業(yè)中發(fā)生的事故，在設備日趨復雜、生產(chǎn)規(guī)模日趨擴大的今天，可按發(fā)生地點來分類：

①在凸模和凹模之間（作業(yè)點）發(fā)生的；

②由壓力機的飛輪或送料裝置造成的；

③在材料和設備的保管運輸時發(fā)生的。其中第①類事故是人們通常所說的沖壓事故，它所占的比率最大，第②、③類事故一般可通過良好的設備設計、維護和生產(chǎn)現(xiàn)場管理加以避免。第十六頁，共93頁。第十七頁，共93頁。第十八頁，共93頁。第十九頁，共93頁。第二十頁，共93頁。第二十一頁，共93頁?！稕_壓車間安全生產(chǎn)通則》（GB8176-2012）本標準規(guī)定了金屬冷沖壓車間安全生產(chǎn)的一般方法、要求和準則。在人身保護方面，本標準兼有工業(yè)衛(wèi)生的內(nèi)容，規(guī)定了提供符合勞動衛(wèi)生，保障勞動者人體健康的生產(chǎn)環(huán)境和條件。

本標準適用于所有企業(yè)的新建冷沖壓車間的設計、原有冷沖壓車間的改造、施工安裝、驗收及在實施生產(chǎn)時的安全技術及其管理。

第二十二頁，共93頁。一般要求（GB81765.1章節(jié)）車間通道（GB81765.2章節(jié)）設備的布置（GB81765.3章節(jié)）模具存放區(qū)（GB81765.4章節(jié)）材料庫（GB81765.5章節(jié)）沖壓件存放區(qū)（GB81765.6章節(jié)）具體參見《沖壓車間安全生產(chǎn)通則》（GB8176-2012）中的相關條款。5.3.1平面布置第二十三頁，共93頁。第二十四頁，共93頁。第二十五頁，共93頁。一般要求（GB81764.1章節(jié)）溫度（GB81764.2章節(jié)）通風（GB81764.3章節(jié)）照度（GB81764.4章節(jié)）振動和噪聲（GB81764.5章節(jié)）人機工程（GB81764.6章節(jié)）工作地面（GB81764.7章節(jié)）具體參見《沖壓車間安全生產(chǎn)通則》（GB8176-2012）中的相關條款。5.3.2作業(yè)條件和環(huán)境第二十六頁，共93頁。5.4機械壓力機、模具、手用工具安全防護措施第二十七頁，共93頁。

一、機械壓力機的定義采用機械傳動將能量傳遞給模具，在模具間冷加工（如成型）金屬材料或部分金屬材料的機器。能量傳送一般采用飛輪和離合器或直接機械驅(qū)動完成。

5.3.1機械壓力機簡介及工作原理第二十八頁，共93頁。二、機械壓力機的分類

機械壓力機按離合器和制動器結(jié)構(gòu)通常分為：

1）剛性離合器壓力機

2）摩擦離合器壓力機機械壓力機按機身結(jié)構(gòu)通常分為：

1）開式機械壓力機

2）閉式機械壓力機

3）可傾式機械壓力機第二十九頁，共93頁。機械壓力機的危險因素1.裝拆模具時，未關閉電源肢體進入危險區(qū)。

2.模具的安裝、緊固不正確，肢體進入危險區(qū)。

3.機械壓力機超負載使用。

4.未安裝或拆卸已安裝的安全保護裝置，肢體進入危險區(qū)。

5.緊急制動裝置失效。

6.用手直接送、卸料，沒有使用專用工具。

7.操作工人未經(jīng)過專業(yè)的培訓使用設備。

8.操作工人疲勞使用設備。

9.在操作或維修時，肢體觸及帶電的電氣設備。

10.電氣設備接地保護不良或失效。

11.機械壓力機未按規(guī)定固定。

12.模具的吊裝未按操作規(guī)程操作。第三十頁，共93頁。5.3.2機械壓力機的安全要求第三十一頁，共93頁。防止意外起動的斷開器件圖一、防止意外啟動的要求電機啟動按鈕應能防止意外啟動第三十二頁，共93頁。電氣系統(tǒng)的接地保護示意圖二、電氣系統(tǒng)的接地保護要求第三十三頁，共93頁。三、機械壓力機緊急制動裝置機械壓力機緊急制動裝置工作原理圖

機械壓力機若發(fā)生故障或危險，按下機器的急停按鈕，啟動緊急制動裝置，使離合器在曲柄的各轉(zhuǎn)角位置上能夠立即脫開，制動裝置完成快速制動。第三十四頁，共93頁。急停按鈕示意圖第三十五頁，共93頁。安全保護裝置用于壓力機沖壓工作時的人身安全保護。該裝置可以防止人員進入危險區(qū)，或人員一旦進入危險區(qū)或處于不安全工作狀態(tài)的，該裝置可以直接對操作者進行人身安全保護或間接提供信息以控制安全執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)人身安全保護。

5.3.3機械壓力機的安全保護裝置第三十六頁，共93頁。

一、工作危險區(qū)

工作危險區(qū)是指壓力機滑塊安裝沖模后，沖模的垂直投影面的范圍。A-AA-A危險區(qū)工作危險區(qū)第三十七頁，共93頁。二、危險區(qū)的安全保護

手動送料工具不作為危險區(qū)的保護裝置，只要求其不對人員產(chǎn)生附加傷害。取料時，操作人員使用手動工具從模具中取出廢料或夾在其中的工件。手動工具把手的長度足以使使用者與危險區(qū)保持一定距離。對于手動送料的壓力機可以通過配置下列安全保護裝置或其組合實現(xiàn)對危險區(qū)的安全保護：安全模具、安全保護柵欄、雙手操作安全裝置、光線式安全保護裝置（僅適用于配置有緊急制動裝置的機型）。

對于危險區(qū)開口小于6mm的壓力機，沒有防護要求。第三十八頁，共93頁。阻隔肢體進入危險區(qū)的防護

阻隔肢體進入危險區(qū)的防護固定式安全保護柵欄光電保護裝置—受光器光電保護裝置—發(fā)光器具有防護板的雙手按鈕保護裝置第三十九頁，共93頁。安全保護裝置用于壓力機沖壓工作時的人身安全保護。該裝置可以防止人員進入危險區(qū)，或人員一旦進入危險區(qū)或處于不安全工作狀態(tài)，該裝置可以直接對操作者進行人身安全保護或間接提供信息以控制安全執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)人身安全保護。安全保護裝置包括：1）安全保護柵欄；2）雙手控制保護裝置；3）光電保護裝置（僅適用于配置有緊急制動裝置的機型）。

三、安全保護裝置第四十頁，共93頁。

危險區(qū)安全保護柵欄用于在壓力機操作時防止人員進入危險區(qū)，其設計、制造、使用、調(diào)整應滿足下列要求：

a)應能防止手或其他任何身體部位進入危險區(qū)；

b)保護裝置不能與移動部件產(chǎn)生夾緊點；

c)透過保護裝置可以看到操作區(qū)；

d)應利用緊固件緊固；

e)材料強度應足夠。四、安全保護柵欄第四十一頁，共93頁。固定式安全保護柵欄固定式安全保護柵欄1.固定式柵欄保護柵欄固定在壓力機的框架、工作臺或其他固定平面上，固定方式：

a）永久固定（如焊接）

b）借助禁固件（螺釘、螺栓）固定，不用工具不可能拆除或打開。第四十二頁，共93頁?？烧{(diào)式安全保護柵欄可調(diào)式安全保護柵欄2.可調(diào)式柵欄

a）整個柵欄可調(diào)或者帶有可調(diào)部分的固定式或活動式防護裝置。在特定操作期間調(diào)整件保持固定。

b）保護柵欄固定在壓力機的框架、工作臺、模墊或其他固定平面上。

第四十三頁，共93頁?；顒邮桨踩Ｗo柵欄活動柵欄安全保護裝置3.活動式柵欄

活動式柵欄保護裝置應滿足下列要求：

a)在行程封閉之前，只要裝置遇到阻塞，就能回到開啟位置；

b)為了壓力機的操作安全，必要時，透過保護裝置能看到操作區(qū)；

c)裝置在封閉狀態(tài)時，操作者從任何方向均不能接觸危險；

d)單一元件故障不應妨礙正常的停止動作，但在故障排除之前，應能防止連沖；

e)保護裝置本身不能對操作者產(chǎn)生危害。第四十四頁，共93頁。移動式柵欄安全保護裝置4.移動式柵欄

移動式柵欄保護裝置在單次操作規(guī)范中，應滿足下列要求：

a)在壓力機沖壓行程開始前，關閉操作區(qū)；

b)在柵欄關閉之前，防止離合器結(jié)合；

c)與壓力機控制系統(tǒng)相連接，以啟動壓力機；

d)在滑塊完成沖壓行程并停在上死點之前，保持在封閉位置；

e)在使用連續(xù)沖程之前，需打開重新調(diào)整壓力機的防止連沖裝置。第四十五頁，共93頁。5.推拉式柵欄推拉式安全保護裝置是在可能發(fā)生意外傷害之前，把操作人員推出或拉離危險區(qū)域的安全裝置。整個裝置是一個向外向上移動的保護柵欄組件，一般僅防護危險區(qū)域的正面，如有必要，可對側(cè)面和背面加裝固定式保護柵欄，以防他人身體從側(cè)面和背面伸入危險區(qū)域造成傷害事故?；瑝K推拉式柵欄安全保護裝置移動件柵欄行程第四十六頁，共93頁。安全保護柵欄的要求第四十七頁，共93頁。雙手控制保護裝置應滿足GB19671、GB17120和JB3350的要求。

a)保護裝置的按鈕面不得高出其邊框；

b)兩個按鈕之間的內(nèi)側(cè)間距必須大于300mm；不得超過600mm

c)操作時必須雙手同時按壓按鈕。在滑塊下行過程中(曲柄轉(zhuǎn)角135°以內(nèi))松開任一按鈕，滑塊應即停止運行；

d)在單次行程工作規(guī)范時，滑塊應停止在上死點(或設計規(guī)定點)，即使雙手仍繼續(xù)按壓住按鈕，滑塊不應作下一次運行；

e)對于被中斷的操作控制需要恢復以前，必須先松開全部按鈕，然后再次雙手按壓后才能恢復運行；

f)對需多人協(xié)同配合操作的壓力機，應為每位操作者都配置雙手操作按鈕，并且只有全部操作者協(xié)同操作時，滑塊才能起動運行。

五、

雙手控制保護裝置第四十八頁，共93頁。雙手按鈕開關急停按鈕雙手按鈕開關防護板雙手控制保護裝置的結(jié)構(gòu)雙手控制保護裝置的結(jié)構(gòu)第四十九頁，共93頁。

雙手操作保護裝置是一種用電器開關控制的保護裝置。啟動滑塊時，將人手限制在模外，實施隔離保護。只有操作者的雙手同時按下兩個按鈕時，中間繼電器J才有電，電磁鐵動作，滑塊啟動。凸輪開關S在下死點前處于開路狀態(tài)，若中途放開任何一個開關，電磁鐵都會失電，使滑塊停止運動，直到滑塊到達下死點后，凸輪開關S彩閉合，這是放開按鈕，滑塊仍能自動回程。雙手控制保護裝置的電路工作原理雙手控制保護裝置的電路工作原理圖

第五十頁，共93頁。

光電保護裝置應滿足GB4584和JB3350的要求。

a)安全保護裝置應具有自檢功能，按需要可再配有自保功能；

b)安全保護裝置響應時間不得大于20ms；

c)安全保護裝置應具有不受裝置投射光線以外的光源的干擾影響；

d)投光器、受光器的保護高度一般應取壓力機行程長度與滑塊調(diào)節(jié)量之和，

其所需高度超過400mm時，只取400mm；

e)投光器與受光器組成的光軸數(shù)為兩個以上時，其光軸間距應不大于50mm。對于由若干光軸所組成的垂直平面被安設在距工作危險區(qū)的距離超過500mm時，其光軸間距允許不大于70mm；

f)投光器、受光器的安裝應穩(wěn)固，并便于調(diào)節(jié)；

g)安全保護裝置的電子控制部分不得安裝在受陽光曝曬和具有40℃以上的熱

源處，并應避開對電子器件存在干擾的強磁場。

光電保護裝置第五十一頁，共93頁。紅外光線

光電保護裝置的結(jié)構(gòu)

光電保護裝置結(jié)構(gòu)第五十二頁，共93頁。光電保護裝置電路工作原理光發(fā)射電路

接收電路第五十三頁，共93頁。5.3.4安全模具一、模具的安全要求1.模具的結(jié)構(gòu)和強度應符合規(guī)定；模具的可動部件（如壓料板、卸料板、斜楔滑板等）應有限位器，防止工作滑脫；模具的各部件應有緊固防松動措施（如采用彈簧墊圈、雙螺帽、銷軸、楔條的方法）；4.模具安裝正確，開口和對應的距離應能防止操作人員身體的任何部位進入，不存在擠壓危險；5.模具安裝的緊固方式正確；6.模具的危險部位應涂漆色作出警示。第五十四頁，共93頁。二、避免沖壓作業(yè)手工送、取料接觸模具的輔助裝置(1)避免手操作時進入模具結(jié)構(gòu)

采用彈性刮料板，以代替手卸下零件。刮料板適用于工件厚度大于1.5mm的場合。避免手的操作時進入模具結(jié)構(gòu)（1）第五十五頁，共93頁。避免手的操作時進入模具結(jié)構(gòu)（2）

如果必須用手將工件裝入凹槽，而且操作會對工人帶來危險時，則可將下模做成可拉式的，以避免在危險區(qū)域中裝卸工件。第五十六頁，共93頁。

用手將凹模在凸模下移動，防止手進入危險區(qū)域內(nèi)，可在模外裝卸制件。裝料部位凸模凹模凹模工件部位避免手的操作時進入模具結(jié)構(gòu)（3）第五十七頁，共93頁。(2)設計打料、送料裝置時模具結(jié)構(gòu)

采用凸輪控制和斜面控制的擋料裝置操縱機構(gòu)。（a）（b）設計打料、送料裝置時模具結(jié)構(gòu)（1）第五十八頁，共93頁。凸模工件托板托板支架導板設計打料、送料裝置時模具結(jié)構(gòu)（2）使用滑槽將工件送進凹模第五十九頁，共93頁。送料鉤沖孔凸模沖裁件凸模與模子裝在一起的鉤行送料結(jié)構(gòu)。設計打料、送料裝置時模具結(jié)構(gòu)（3）第六十頁，共93頁。固定彈簧調(diào)節(jié)桿送料鉤固定支架壓力機滑塊板料模外鉤行送料裝置。設計打料、送料裝置時模具結(jié)構(gòu)（4）第六十一頁，共93頁。自動出件裝置。設計打料、送料裝置時模具結(jié)構(gòu)（5）第六十二頁，共93頁。杠桿推件結(jié)構(gòu)設計打料、送料裝置時模具結(jié)構(gòu)（6）第六十三頁，共93頁。

壓縮空氣自動推件設計打料、送料裝置時模具結(jié)構(gòu)（7）第六十四頁，共93頁。操縱推件板的斜楔固定推件板的銷子推件板沖裁件從凹模下部推出。設計打料、送料裝置時模具結(jié)構(gòu)（8）第六十五頁，共93頁。

連桿式接件裝置。安裝在上模與下模的連桿由中間軸銷鉸接，并在此軸銷上安裝接件器，滑塊在上極點時，接件器伸入上下模間接住從上模打下的工件，滑塊下行時，接件器退出，到下極點時，接件器傾斜，工件落到盛器中設計打料、送料裝置時模具結(jié)構(gòu)（9）接件器上模下模第六十六頁，共93頁。三、模具的安裝及緊固方式

當上模把直徑小于夾持孔時，安裝時要用軟質(zhì)開口襯套進行夾持固定。襯套的內(nèi)徑與模把外徑相同，襯套外徑與模把夾持孔徑的直徑相同。圖3-35襯套夾持固定法（1）襯套夾持固定法第六十七頁，共93頁。(a)全凸緣式(b)半凸緣式緊固夾板壓力機滑塊緊固螺栓上模把緊固夾板壓力機滑塊緊固螺栓上模把

（2）凹緣夾持板夾持固定法

為提高緊固模把的可靠性，把上模把制成帶凸緣的形式，鑲?cè)刖o固孔的配合凹槽中，然后用栓緊固。凹緣夾持板夾持固定法第六十八頁，共93頁。(a)圓型夾持孔(b)方型夾持孔

（3）夾板夾持固定法

夾持板是采用夾板固定模把。其安裝上模把的孔，一部分在壓力機的滑塊上，另一部分在夾板上，用螺栓使夾板緊固上模把。夾板夾持固定法第六十九頁，共93頁。壓力機滑塊固定螺栓上模架（4）吊掛固定法吊掛夾持緊固法是將上模架直接用螺栓緊固在壓力機滑塊上的法。

吊掛固定法第七十頁，共93頁。(a)開口襯套(b)圓形對開襯套(c)方形對開襯套

（5）常用模柄開口襯套形式

常用模柄開口襯套形式

當模柄外型尺寸小于模柄孔尺寸時，必須采用專門的開口襯套或?qū)﹂_襯套。第七十一頁，共93頁。

（6）下模的固定方法下模的固定方法

有平底空的下模座，由螺釘施加壓力緊固。

下模的固定方法第七十二頁，共93頁。正確錯誤壓板有足夠的剛度壓板沒有足夠的剛度（7）下模座壓板固定正誤示例壓板要有足夠的剛度。下模座壓板固定正誤示例（1）第七十三頁，共93頁。正確錯誤支撐高度等于下模座被壓處高度支撐高度不等于下模座被壓處高度支撐高度要等于下模座被壓處高度。下模座壓板固定正誤示例（2）第七十四頁，共93頁。正確錯誤墊圈應專用墊鐵應專用未使用專用墊鐵墊鐵、墊圈應該專用。下模座壓板固定正誤示例（3）第七十五頁，共93頁。正確錯誤壓板位置應恰當螺桿位置應恰當沖模位置應恰當沖模位置不恰當壓板位置不恰當螺桿位置不恰當壓板、螺桿和沖模的相對應位置必須恰當）。下模座壓板固定正誤示例（4）第七十六頁，共93頁。

（8）模具的安裝和搬運滑塊工作平臺起重設備安裝輔助平臺模具的安裝和搬運（1）

當模具質(zhì)量超過20kg的時候應使用起重設備搬運。第七十七頁，共93頁。

為了便于安裝和搬運，應在模具上設置起重吊鉤，通常采用螺栓吊鉤和焊接吊鉤。裝設起吊鉤的位置，在考慮模具重心的基礎上，盡量使之對稱平衡，在選擇起吊鉤的材質(zhì)上必須使用具有充分強度材質(zhì)。

（b）當模具的質(zhì)量為1000~5000kg時使用水平安裝在模具側(cè)面的螺栓吊鉤。模具的安裝和搬運（2）（a）當模具的質(zhì)量為300~500kg時使用垂直安裝的焊接吊鉤。（a）焊接吊鉤（b）螺栓吊鉤第七十八頁，共93頁?；瑝K上模防護板下模（9）模具開口安全間隙

滑塊在上死點時，上模與下模間隙小于8mm。它是在模具上裝防護板，以滿足安全間隙的要求。當滑塊在上死點的時候，上模不離開防護板，并保證防護板底邊離下模上平面之間的間隙始終維持小于8mm的要求，以供操作人員送進板條料操作。由于操作人員手指伸不進8mm的間隙，從而保障不會發(fā)生傷害事故。模具開口安全間隙第七十九頁，共93頁。剛性離合器壓力機的基本安全要求（行程次數(shù)120次／min以上，或公稱力1600KN以上機型）使用腳踏操作裝置的安全規(guī)定:

只有在使用安全模具或采用安全保護柵欄，并剛性離合器裝有緊急制動裝置時，才可以使用腳踏操作裝置。5.3.5剛性離合器壓力機第八十頁，共93頁。固定式安全保護柵欄光電安全保護裝置雙手安全保護裝置機械壓力機使用腳踏操作裝置時的安全保護（1）在使用腳踏操作裝置時，采用安全保護柵欄的防護形式舉例第八十一頁，共93頁。

（2）

腳踏操作裝置的結(jié)構(gòu)腳踏操作開關防護罩腳踏操作開關的安全要求：腳踏開關應采用彈簧復位，在無外力狀態(tài)下應能自動復位。踏板與開關的接觸應靈敏、可靠。

2.腳踏板的上部及兩側(cè)應有防護罩，罩體應具有抗墜落物撞擊的足夠強度和剛度，踏板應防滑。第八十二頁，共93頁。

（3）腳踏板杠桿式操縱機構(gòu)

腳踏板杠桿式操縱機構(gòu)工作原理：

操作者踩下腳踏板4，通過杠桿5和拉桿2，拉動關閉器讓開尾板，轉(zhuǎn)鍵轉(zhuǎn)動，離合器結(jié)合，滑塊運動；松開腳踏板，關閉器在彈簧3的作用下復位，強制轉(zhuǎn)鍵回到分離狀態(tài)，滑塊停止在上死點。如果是單行程，腳踩踏板一下再松開，滑塊完成一個沖程；如果腳持續(xù)踩踏板不松開，滑塊連續(xù)動作。腳踏板杠桿式操縱機構(gòu)及工作原理圖第八十三頁，共93頁。（4）杠桿式防連沖裝置結(jié)構(gòu)舉例

(a)(b)圖4-4杠桿式防連沖裝置的結(jié)構(gòu)第八十四頁，共93頁。

（5）杠桿式防連沖裝置的工作原理

腳踏板拉桿6固定在小滑塊5上，小滑塊5可沿導軌上下運動。小滑塊上鉸連1鉤住離合器拉桿3，隨著腳踩下腳踏板，腳踏板拉桿6通過小滑塊5和鉤鎖4帶動離合器拉桿向下，離合器結(jié)合。腳離開踏板，在壓縮彈簧7、9作用下，離合器拉桿復位，離合器分離。鉤鎖與離合器拉桿的鉤連由凸輪1和杠桿2控制，凸輪1在曲軸端部，并與曲軸同步回轉(zhuǎn)，當滑塊接近上死點時，凸輪的凸起推動杠桿2，杠桿2推開鉤鎖4，將腳踏拉桿與離合器拉桿的聯(lián)系解除，彈簧7使拉桿3復位，離合器處于分離狀態(tài)，滑塊在上死點停止運動，此時，即使腳踏一直踩在腳踏板上，滑塊也不能運動。只有當