冲压作业的安全技术措施

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冲压作业的安全技术措施范围很广，它包括改进冲压作业方式，改革冲模结构，实现机械化自动化，设置模具和设备的防护装置等。    实践证明，采用复合模、多工位连续模代替单工序的危险模，或者在模具上设置机械进出料机构，实现机械化自动化等都能达到提高产品质量和生产效率、减轻劳动强度、方便操作、保证安全的目的，这是冲压技术的发展方向，也是实现冲压安全保护的根本途径。
    下面分别介绍各种形式的安全防护措施。  
一、手用安全工具
(一)手用安全工具种类
目前，使用的安全工具一般根据本企业的作业特点自行设计制造，主要有弹性夹钳、专用夹钳(卡钳)、磁性吸盘和气动夹盘等。
    (二)手用安全工具的使用注意事项
    1．手用安全工具一般用于小型制件的加工，广泛用于开式压机上，使用手用安全工具要求实行单次行程操作，工具的长度要适当，禁止手持部位进入模具的危险位置。
    2．开式压机上虽已设置保护装置，但单件送料应尽量坚持使用工具，防止保护失灵造成事故。
    3．手用工具应尽量采用轻金属或非金属材料制造，以防止操作失误时造成模具或设备损坏。  
二、模具防护措施
(一)模具防护罩(板)
设置模具防护罩(板)是实行安全区操作的一种措施，模具防护的形式较多，简介如下：
    1．固定在下模的防护板。坯料从正面防护板下方的条缝中送入，防止送料不当时将手伸入模内。
    2．固定在凹模上的防护栅栏。使用栅栏时，其横缝必须竖直开设，以增加操作者的可见度和减轻视力疲劳。
    3．折叠式凸模防护罩。在滑块处于上死点时，环形叠片与下模之间仅留出可供坯料进出的间隙，滑块下行时，防护罩轻压在坯料上面，并使环片依次折叠起来。
    4．锥形弹簧构成的模具防护罩。在自由状态下弹簧相邻两圈的间隙不大于8毫米，这样既封闭了危险区，又避免了弹簧压伤手指的危险。
    (二)模具结构的改进
    在不影响模具强度和制件质量的情况下，可将原有的各种手工送料的单工序模具加以改进，以提高安全性。具体措施如下：
    1．将模具上模板的正面改成斜面。
    2．在卸料板与凸模之间做成凹槽或斜面。
    3．导板在刚性卸料板与凸模固定板之间保持足够的间隙，一般不小于15毫米到20毫米。
    4．在不影响定位要求时，将挡料销布置在模具的一侧。
    5．单面冲裁时，尽量将凸模的凸起部分和平衡挡块安排在模具的后面或侧面。
　  6．在装有活动挡料销和固定卸料板的大型模具上，用凸轮或斜面机械控制挡料销的位置。
    (三)模具上设置进出料机构
    为了改善冲压作业的操作条件，通常在一些中小型且形状简单的模具上增设简单的进出料装置。
    1．简易手工送料装置
    冲制碗形零件类采用的手工简易送料装置。操作时，只要用手推动坯料，使坯料沿着导板滑入凹模，达到送科目的。
    2．机械送料装置
    (1)活动模。操作时将冲制零件装入凹模(此时凹模位置在凸模的外侧)踩动脚踏开关时，先由气缸的活塞杆把凹模拉入凸模下方，接着凸模下降，即行冲制。放开开关，冲头回程，凹模立刻由活塞杆推出，取下冲制件，如此重复操作。
    (2)杠杆式送料装置，在模具前设置储料槽(斗)利用滑块动力将坯件送进模内。这类装置机构简单、使用方便，适用于厚度大于1．5毫米以上的平整、无毛刺的坯件。
    3．机械出料装置
    (1)滑板式出料装置。自由状态时，由拉簧将机构控制在停止位置，当凸模下移时，固定在凸模上的触杆随之一起向下，并压动曲柄，使其逆时针回转，从而使接料斗向右移动，离开凸模工作位置，滑块回程上升至终点时，退料机械复位。
    (2)气动推杆式出件装置。它适用于大中型拉延件。
    (3)弹击出件装置。滑决在下死点时，由楔铁压缩推板端部的弹簧，滑块上升到一定高度时，楔铁脱离滑板。在弹簧力的突然作用下迅速移动，将冲制件弹出。弹料装置用于各种拿取不便制件。
    机械进出料装置结构简单，动作准确，操作方便，保障安全，还能提高产量，应推广使用。
冲压设备的防护装置    冲压设备的防护装置形式较多，按结构分为机械式、按钮式、光电式、感应式等。这里重点介绍光电式保护装置。光电式保护装置按光源不同可分为红外光电保护装置和白灼光电保护装置。
    下面主要以红外光电保护装置为例加以介绍。  
一、组成
    红外光电保护装置由发光器、受光器、同步发讯开关和控制器四个部分组成。发光器和受光器可由若干组相同的透镜聚焦机构组成。发光器外壳内装有砷化镓发光二极管(其光谱位于近红外光区域)，其位置在凸透镜的焦点处。受光器外壳内装有受光元件(光敏三极管)和透镜。光敏三极管安装位置必须在透镜的焦点处。  
二、电路的工作原理
    将预先调制成频率为1千赫的脉冲电流通过发光二极管转换成红外光脉冲信号。受光装置接收到光束信号以后，再将它变成脉冲电信号，并进行滤波放大和鉴别。当其中任意一束被人遮断时，鉴别电路判断后，再由同步发讯开关的无接点行程开关发出讯号和鉴别器输出信号相“与”。“与”门输出信号使记忆电路翻转，驱动电路随即驱动继电器切断冲压机械的制动电磁铁或空气制动阀，使下落的滑块制动。  
三、应用
    红外光电保护装置在具体应用上又可分为隔离保护和自动保护两大类。它应用于装有刚性离合器的压机的具体情况如下：
    1．隔离保护  光电隔离保护的作用是：在人手未离开模具危险区时使滑块不下行。实现隔离保护时，只要将压机的脚踏机械拉杆改成电磁铁拉杆，使光电保护电路控制电磁铁，便可实现隔离保护。
    2．自动保护  光电自动保护的作用是：在压机滑块下行途中，若人手突然入模，则使滑块自动停止。实现自动保护时必须对刚性离合器的操纵系统进行改装。
    用脚踏下开关使电路接通，在电滋铁作用下，凸轮转位或制动销下移，由弹簧力作用使转键或直键与飞轮接合，滑块起动。此时，如果人手进入危险区内，光束被遮，立即改变电讯号，继电器触点输出，在控制线路作用下，电磁铁释放，凸轮和制动销复位，卡住挡板或插入齿圈撑牙内，又使曲轴与飞轮分离，曲轴停止转动，滑块在安全高度上停止。该装置是利用设备原有的电磁铁控制滑块运动，如果电磁铁发生故障，会造成自动保护装置的失灵。
    由于自动保护需要通过一系列电器和机械构件的传递，所以制动要比发讯滞后一段时间。为了缩短制动时间，可适当增加滑块下行时的制动位置(增加挡块或齿数)。另外，可增加一个制动电磁铁，用以专门控制保护装置的动作，以克服上述装置存在的缺陷。  
四、两种光电保护使用注意事项
    优点：光电式保护装置使用方便，对作业基本上无干扰，应用较广；白灼光制作成本低，发光二极管固态元件抗震性好，寿命长，且采用脉冲发光形式，耗电少，抗干扰性能好。
    缺点：白灼光作光源时，在其他较强的光线作用下受干扰容易失误，灯丝热态时，机械强度差，容易损坏，夏天操作温度高；红外光聚焦不能精调，发射和接收器调整困难。
    使用注意事项：采用白灼光电保护时，最好采用专用灯源，并与设备分开安装，减少振动，提高灯泡使用寿命；采用红外光电保护时，应采用多个光敏三极管串联或并联，以扩大受光面积；光电保护装置应安装能显示电开关好坏的亮暗指示灯。装置本身出现故障时，滑块应不能起动或停止运动

冲压作业的机械化自动化

    实现冲压机械化和自动化能大幅度提高冲压设备的利用率和劳动生产率并保证人身安全，但是，冲压作业的动作频率高，又多数是薄板加工，所以保证机械化和自动化的可靠性在技术上的难度较大。因此，在确定应用冲压机械化和自动化时，应结合企业现有条件，考虑产量大小等因素，以使冲压机械化和自动化发挥应有的作用。  
    (一)条(卷)料自动送进装置
    条(卷)料自动送进装置和与其配套的供料装置以及废料处理装置的结构都已基本定型，形式比较单一，但结构和动作都比较复杂，其主要结构有拉钩式和推钩式两种。
  　拉钩式自动送进装置。料钩往复直线摆动，当滑块上行时，料钩运动与送进方向相反，由于料钩的外斜面及圆角结构有退让的自由，所以能自动越过搭边进入下一个废料孔。使用这种装置时，开始冲压要先用手送进，当条料冲出首件或头几件时，料钩进入废料孔，这时便可开始自动送进。该装置的送进步距较小。
    推钩式结构自动送进装置。它是在条料的一端利用推钩推动条料。推钩通常装在梭架上，棱架在滑道上与冲压设备作同步往复直线运动，条料处在梭架的上方。推钩式结构的送进步距较大，并且不需要像拉钩那样钩住条料上的废料孔，所以冲制初始时也不必用人工送进。  
    (二)辊式自动送进装置
    该装置又分为单边辊式和双边辊式两种。
    单边辊式自动送进装置。冲压设备曲轴一端的偏心盘通过连杆带动下辊轴作往复回转，由于辊轴上装有超越离合器，所以传到下辊的回转是单方向的，材料在上辊压力作用下夹在两辊之间被送进模中。送料常采用推进方式，料很薄时，为了避免材料拱弯而采用拉料方式。送进步距的大小决定于下辊直径和下辊回转角度的大小。
    双边辊式自动送进装置。它有两组送料辊，两组辊之间用拉杆连接，保持同步动作。送料时，采用一组辊子推料、另一组辊子拉料的方式。该装置常用于条料送进以提高材料利用率。因为这种结构可以在条料送至料尾、推料辊已经脱离条料时，由拉料辊来完成送进。  
    (三)单件半成品自动送进装置
    半成品是单个的，彼此无联系，这与条(卷)料有很大差别，用条(卷)料送进装置是无法解决的。
    鉴于被送进的单个坯料的多样性，如有片状、块状、盘形空心、无凸缘筒形、有凸缘筒形、旋转体、异形体等，则送料装置的形式也多种多样，从原理上加以分类，可分成闸门式、转盘式、振荡装置和多工位传动装置等。
    1．闸门式自动送料装置
    它的结构简单，送料精度高，有的装置进距精度可达0．01毫米以上。这种装置配有导料槽、料斗和配出器等。
    2．转盘式送料装置
    该装置的传动机构形式较多，主极棘轮、槽轮和摩擦机构，它应用广泛，适用于异形体零件，能充分利用滑块的行程次数，生产效率高。
    3．多工位自动送料装置
    该装置可以一次同时送进5个至8个工位，有的可达十几个工位，因而生产效率较高。在冲压生产机械化自动化的技术改造中，可在单工位冲压设备上配备多工位自动送料装置，从而将其改造成多工位专用自动冲压设备。这样既能提高效率，又能保证产品质量和安全。