冲压机械伤害如何预防？

2288x99 · 发表于 2011-8-8 21:35:22

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　　在压力加工行业，物体打击伤害事故性质很严重，原因有三：
　　1.压力加工机械如机械压力机、液压机、锻锤、剪冲床等，都是靠巨大的能量来工作的。
　　2.造成伤害的起因物或致害物大多是由模具、工装、工具引起的，靠设备本身的防护难以奏效，一般要从工艺上采取措施。
　　3.伤害方式无规律性，起因物、致害物的飞出弹出很难确定方位。由此可见，压力加工行业的物体打击伤害事故有其本身的特点，防范措施的采取必须有针对性，否则很难奏效。
产生物体打击的原因
　　在压力加工过程中造成物体打击伤害的因素主要有以下几种：
　　1.因使用不当或结构不合理造成应力集中，最后导致模具损坏，模具碎块飞出。
　　2.模块本身缺陷，如表面裂纹、疲劳裂纹、硬度太大等，造成模具碎块飞出。
　　3.模具、工具材料选用不当，造成模具、工具局部破损飞出、弹出。
　　4.模具与设备不匹配，模体变形、损坏，碎块飞出。
　　5.间隙没及时调整，造成模具、工具崩裂，碎块弹出。
防范措施
　　根据上述原因分析可知，产生物体打击的内在原因是因为模具、工具的整体或局部损坏以后，造成碎块飞出或弹出引起的，防范的重点也在此。压力加工所用的模具、工具材料大多是合金钢、碳素工具钢和硬质合金，它们都有一个共同的特点：强度硬度较高，塑性韧性相对较低，这对金属变形相当有利但对操作者的安全却不利。怎样才能兼顾两者？根据多年来的经验，笔者认为从改进工艺方法入手，寻找防范措施，效果较好，方法也简单易行，且节约成本。
　　工艺改进主要考虑的是减少应力集中，提高模具、工具的塑性。一般的情况下，应力集中越严重，越容易引起模具局部破损；模块的塑性越差，越容易造成模具裂纹。减少应力集中，提高塑性有以下方法可供选择：
预热法
　　从提高工、模具内在性能出发提高塑性
　　1.对使用一段时间后的模具、工具，定期进行预热处理，预热温度控制在金属的相变温度以下，这样对强度影响不大，但可消除应力集中，提高塑性。一般温度控制在300℃～400℃，然后用肉眼或探伤的方法进行表面检查，消除有关缺陷。
　　2.寒冷季节（室温低于10℃）每天开工前用200℃～300℃的温度预热模具、工具、锤头、滑块，减小变形抗力增强其塑性。
　　3.热加工用模具、工具的冷却要注意冷却水的温度不要太低，不要采用急冷，一般要保证冷却水的温度大于50℃。
结构优化法
　　从优化工具几何结构出发减少应力集中
　　除了注意在模具、工具的外表、边缘要避免尖角、锐角，还要注意：
　　1.注意"三心并一心"。工件的受力中心、模具的几何中心和压机的压力中心"三心合一"，这样可以避免因偏心造成的应力集中损坏模具。
　　2.上模面对操作者的一面尽量做成斜面，不但可增加操作空间，而且可减少因频繁使用，模具棱角在应力的作用下变形、损坏从而弹出的概率。
　　3.对冲裁加工要保证凸模的硬度略小于凹模HRC5（硬度值）左右；对冲裁直径小于2毫米的细小孔时，冲头的导向套要尽量长；连续冲裁时第一个孔要避免单边或不对称，目的都是为了减少凸模损坏弹出的风险。
　　4.模具的卸料板和上、下模之间要尽量密闭，特别是靠近操作者的一面。
　　5.挤压加工能量很大，挤压模具的入口角a对单位挤压力影响很大，当α=40°～60°角时变形抗力最小，对提高安全性能很有帮助。
合理选材法
　　实践证明，钢中碳化物分布不均造成晶粒分布也不均，对钢材的塑性、韧性影响很大，因此，模具选材时一个通用的原则就是控制奥氏体晶粒，尽量选本质细晶粒钢（晶粒度>6级），且分布要均匀。另外还可注意以下几点：
　　1.大型金属模具中铸造组织缺陷（偏析、夹杂、疏松等）要尽量少，要想法消除，镶块模的外模套要尽量用锻压模块。
　　2.受力较大的金属模具在开型腔时要注意金属的流线方向，使拉应力的方向尽量和流线一致。
　　3.对挤压加工来讲，要根据挤压模具所能承受的单位压应力，来确定允许的变形程度，当总变形程度超过此值时，要把挤压分成多道工序，以免因单位挤压力超过模具所承受的限度损坏模具。
　　4.压力加工所用的操作工具其选材也很有讲究，一般操作工具的选材都选比较软的低碳钢或铝合金，这样可以避免因操作工具使用不当造成的伤害。
防止偏心打击
　　1.经常调整压机导轨、滑块和模具的导柱、导套间隙，防止偏心打击。
　　2.剪切机床除了要注意调整上下刀片的间隙外，还要注意使用好压料板，这可避免剪料过程中因反弹、错移造成刀具刃口崩裂。
　　3.冲裁时尽量应用定位装置：定位面板，冲孔定位盖板等，减少偏心冲裁的可能性。
设备匹配法
　　要根据所要完成的工艺性质，批量大小，工件的几何尺寸和精度等级选设备的类型。从安全的角度考虑，一般是开式压力机（C型床身）没有闭式压力机好；机械压力机没有液压机好；自由锻锤没有模锻锤好。当然还要根据现场的实际情况来定，不可一概而论。另外，还要注意：
　　1.压力机的台面尺寸应大于模具的平面尺寸，并留有固定模具的余地，台面上的漏料孔应与要进行的工艺相适应。
　　2.锻锤的下砧宽度和上砧尺寸要相配，下砧长度要略大于上砧。锻模的燕尾接触面要和设备的吨位相配，接触面须保持干净，不得有杂物嵌入。
　　3.压力机的最大装模高度≤Hmax-5mm （Hmax 压机的最大行程）。
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