超棒压力加工机械安全技术

超棒压力加工机械安全技术第一页，共93页。第二页，共93页。冲压的定义:

是指利用外力使材料产生分离或塑形变形，以获得一定形状尺寸和性能的加工方法。外力：压力机上的模具对材料施加的压力材料：板材、带材、管材和型材金属？非金属？第三页，共93页。冲压加工特点：无切削，材料利用率高；

应用：汽车行业、航空航天、电机等等冲压加工的三要素：材料、模具和设备第四页，共93页。第五页，共93页。第六页，共93页。第七页，共93页。

冲压工艺可分为分离工艺和成形工艺两大类。分离工艺也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离。成形工艺的目的是使板料在不破坏的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中,常常是多种工艺综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。第八页，共93页。分离工艺和成形工艺工序送料定料出件清除废料操纵第九页，共93页。冲压机械:利用技术模具将钢材或坯料进行分离或变形加工的机械称为冲压机械。分类:剪板机、机械压力机和液压机。第十页，共93页。机械压力机第十一页，共93页。曲柄压力机第十二页，共93页。三角皮带

电动机

凹模

板材

滑块

凸模

连杆

传动轴

小齿轮

大齿轮

离合器

大皮带轮

制动器

曲柄轴

工作原理

机械压力机工作时由电动机通过三角皮带驱动大皮带轮，经过齿轮副和离合器带动曲柄

滑块机构，使滑块和凸模直线下行。冲压工作完成后滑块回程上行，离合器自动脱开，同时曲柄轴上的自动器接通，使滑块停止在上止点附近。

机械压力机工作原理图

第十三页，共93页。第十四页，共93页。第十五页，共93页。冲压事故分类：冲压作业中发生的事故，在设备日趋复杂、生产规模日趋扩大的今天，可按发生地点来分类：

①在凸模和凹模之间（作业点）发生的；

②由压力机的飞轮或送料装置造成的；

③在材料和设备的保管运输时发生的。其中第①类事故是人们通常所说的冲压事故，它所占的比率最大，第②、③类事故一般可通过良好的设备设计、维护和生产现场管理加以避免。第十六页，共93页。第十七页，共93页。第十八页，共93页。第十九页，共93页。第二十页，共93页。第二十一页，共93页。《冲压车间安全生产通则》（GB8176-2012）本标准规定了金属冷冲压车间安全生产的一般方法、要求和准则。在人身保护方面，本标准兼有工业卫生的内容，规定了提供符合劳动卫生，保障劳动者人体健康的生产环境和条件。

本标准适用于所有企业的新建冷冲压车间的设计、原有冷冲压车间的改造、施工安装、验收及在实施生产时的安全技术及其管理。

第二十二页，共93页。一般要求（GB81765.1章节）车间通道（GB81765.2章节）设备的布置（GB81765.3章节）模具存放区（GB81765.4章节）材料库（GB81765.5章节）冲压件存放区（GB81765.6章节）具体参见《冲压车间安全生产通则》（GB8176-2012）中的相关条款。5.3.1平面布置第二十三页，共93页。第二十四页，共93页。第二十五页，共93页。一般要求（GB81764.1章节）温度（GB81764.2章节）通风（GB81764.3章节）照度（GB81764.4章节）振动和噪声（GB81764.5章节）人机工程（GB81764.6章节）工作地面（GB81764.7章节）具体参见《冲压车间安全生产通则》（GB8176-2012）中的相关条款。5.3.2作业条件和环境第二十六页，共93页。5.4机械压力机、模具、手用工具安全防护措施第二十七页，共93页。

一、机械压力机的定义采用机械传动将能量传递给模具，在模具间冷加工（如成型）金属材料或部分金属材料的机器。能量传送一般采用飞轮和离合器或直接机械驱动完成。

5.3.1机械压力机简介及工作原理第二十八页，共93页。二、机械压力机的分类

机械压力机按离合器和制动器结构通常分为：

1）刚性离合器压力机

2）摩擦离合器压力机机械压力机按机身结构通常分为：

1）开式机械压力机

2）闭式机械压力机

3）可倾式机械压力机第二十九页，共93页。机械压力机的危险因素1.装拆模具时，未关闭电源肢体进入危险区。

2.模具的安装、紧固不正确，肢体进入危险区。

3.机械压力机超负载使用。

4.未安装或拆卸已安装的安全保护装置，肢体进入危险区。

5.紧急制动装置失效。

6.用手直接送、卸料，没有使用专用工具。

7.操作工人未经过专业的培训使用设备。

8.操作工人疲劳使用设备。

9.在操作或维修时，肢体触及带电的电气设备。

10.电气设备接地保护不良或失效。

11.机械压力机未按规定固定。

12.模具的吊装未按操作规程操作。第三十页，共93页。5.3.2机械压力机的安全要求第三十一页，共93页。防止意外起动的断开器件图一、防止意外启动的要求电机启动按钮应能防止意外启动第三十二页，共93页。电气系统的接地保护示意图二、电气系统的接地保护要求第三十三页，共93页。三、机械压力机紧急制动装置机械压力机紧急制动装置工作原理图

机械压力机若发生故障或危险，按下机器的急停按钮，启动紧急制动装置，使离合器在曲柄的各转角位置上能够立即脱开，制动装置完成快速制动。第三十四页，共93页。急停按钮示意图第三十五页，共93页。安全保护装置用于压力机冲压工作时的人身安全保护。该装置可以防止人员进入危险区，或人员一旦进入危险区或处于不安全工作状态的，该装置可以直接对操作者进行人身安全保护或间接提供信息以控制安全执行机构实现人身安全保护。

5.3.3机械压力机的安全保护装置第三十六页，共93页。

一、工作危险区

工作危险区是指压力机滑块安装冲模后，冲模的垂直投影面的范围。A-AA-A危险区工作危险区第三十七页，共93页。二、危险区的安全保护

手动送料工具不作为危险区的保护装置，只要求其不对人员产生附加伤害。取料时，操作人员使用手动工具从模具中取出废料或夹在其中的工件。手动工具把手的长度足以使使用者与危险区保持一定距离。对于手动送料的压力机可以通过配置下列安全保护装置或其组合实现对危险区的安全保护：安全模具、安全保护栅栏、双手操作安全装置、光线式安全保护装置（仅适用于配置有紧急制动装置的机型）。

对于危险区开口小于6mm的压力机，没有防护要求。第三十八页，共93页。阻隔肢体进入危险区的防护

阻隔肢体进入危险区的防护固定式安全保护栅栏光电保护装置—受光器光电保护装置—发光器具有防护板的双手按钮保护装置第三十九页，共93页。安全保护装置用于压力机冲压工作时的人身安全保护。该装置可以防止人员进入危险区，或人员一旦进入危险区或处于不安全工作状态，该装置可以直接对操作者进行人身安全保护或间接提供信息以控制安全执行机构实现人身安全保护。安全保护装置包括：1）安全保护栅栏；2）双手控制保护装置；3）光电保护装置（仅适用于配置有紧急制动装置的机型）。

三、安全保护装置第四十页，共93页。

危险区安全保护栅栏用于在压力机操作时防止人员进入危险区，其设计、制造、使用、调整应满足下列要求：

a)应能防止手或其他任何身体部位进入危险区；

b)保护装置不能与移动部件产生夹紧点；

c)透过保护装置可以看到操作区；

d)应利用紧固件紧固；

e)材料强度应足够。四、安全保护栅栏第四十一页，共93页。固定式安全保护栅栏固定式安全保护栅栏1.固定式栅栏保护栅栏固定在压力机的框架、工作台或其他固定平面上，固定方式：

a）永久固定（如焊接）

b）借助禁固件（螺钉、螺栓）固定，不用工具不可能拆除或打开。第四十二页，共93页。可调式安全保护栅栏可调式安全保护栅栏2.可调式栅栏

a）整个栅栏可调或者带有可调部分的固定式或活动式防护装置。在特定操作期间调整件保持固定。

b）保护栅栏固定在压力机的框架、工作台、模垫或其他固定平面上。

第四十三页，共93页。活动式安全保护栅栏活动栅栏安全保护装置3.活动式栅栏

活动式栅栏保护装置应满足下列要求：

a)在行程封闭之前，只要装置遇到阻塞，就能回到开启位置；

b)为了压力机的操作安全，必要时，透过保护装置能看到操作区；

c)装置在封闭状态时，操作者从任何方向均不能接触危险；

d)单一元件故障不应妨碍正常的停止动作，但在故障排除之前，应能防止连冲；

e)保护装置本身不能对操作者产生危害。第四十四页，共93页。移动式栅栏安全保护装置4.移动式栅栏

移动式栅栏保护装置在单次操作规范中，应满足下列要求：

a)在压力机冲压行程开始前，关闭操作区；

b)在栅栏关闭之前，防止离合器结合；

c)与压力机控制系统相连接，以启动压力机；

d)在滑块完成冲压行程并停在上死点之前，保持在封闭位置；

e)在使用连续冲程之前，需打开重新调整压力机的防止连冲装置。第四十五页，共93页。5.推拉式栅栏推拉式安全保护装置是在可能发生意外伤害之前，把操作人员推出或拉离危险区域的安全装置。整个装置是一个向外向上移动的保护栅栏组件，一般仅防护危险区域的正面，如有必要，可对侧面和背面加装固定式保护栅栏，以防他人身体从侧面和背面伸入危险区域造成伤害事故。滑块推拉式栅栏安全保护装置移动件栅栏行程第四十六页，共93页。安全保护栅栏的要求第四十七页，共93页。双手控制保护装置应满足GB19671、GB17120和JB3350的要求。

a)保护装置的按钮面不得高出其边框；

b)两个按钮之间的内侧间距必须大于300mm；不得超过600mm

c)操作时必须双手同时按压按钮。在滑块下行过程中(曲柄转角135°以内)松开任一按钮，滑块应即停止运行；

d)在单次行程工作规范时，滑块应停止在上死点(或设计规定点)，即使双手仍继续按压住按钮，滑块不应作下一次运行；

e)对于被中断的操作控制需要恢复以前，必须先松开全部按钮，然后再次双手按压后才能恢复运行；

f)对需多人协同配合操作的压力机，应为每位操作者都配置双手操作按钮，并且只有全部操作者协同操作时，滑块才能起动运行。

五、

双手控制保护装置第四十八页，共93页。双手按钮开关急停按钮双手按钮开关防护板双手控制保护装置的结构双手控制保护装置的结构第四十九页，共93页。

双手操作保护装置是一种用电器开关控制的保护装置。启动滑块时，将人手限制在模外，实施隔离保护。只有操作者的双手同时按下两个按钮时，中间继电器J才有电，电磁铁动作，滑块启动。凸轮开关S在下死点前处于开路状态，若中途放开任何一个开关，电磁铁都会失电，使滑块停止运动，直到滑块到达下死点后，凸轮开关S彩闭合，这是放开按钮，滑块仍能自动回程。双手控制保护装置的电路工作原理双手控制保护装置的电路工作原理图

第五十页，共93页。

光电保护装置应满足GB4584和JB3350的要求。

a)安全保护装置应具有自检功能，按需要可再配有自保功能；

b)安全保护装置响应时间不得大于20ms；

c)安全保护装置应具有不受装置投射光线以外的光源的干扰影响；

d)投光器、受光器的保护高度一般应取压力机行程长度与滑块调节量之和，

其所需高度超过400mm时，只取400mm；

e)投光器与受光器组成的光轴数为两个以上时，其光轴间距应不大于50mm。对于由若干光轴所组成的垂直平面被安设在距工作危险区的距离超过500mm时，其光轴间距允许不大于70mm；

f)投光器、受光器的安装应稳固，并便于调节；

g)安全保护装置的电子控制部分不得安装在受阳光曝晒和具有40℃以上的热

源处，并应避开对电子器件存在干扰的强磁场。

光电保护装置第五十一页，共93页。红外光线

光电保护装置的结构

光电保护装置结构第五十二页，共93页。光电保护装置电路工作原理光发射电路

接收电路第五十三页，共93页。5.3.4安全模具一、模具的安全要求1.模具的结构和强度应符合规定；模具的可动部件（如压料板、卸料板、斜楔滑板等）应有限位器，防止工作滑脱；模具的各部件应有紧固防松动措施（如采用弹簧垫圈、双螺帽、销轴、楔条的方法）；4.模具安装正确，开口和对应的距离应能防止操作人员身体的任何部位进入，不存在挤压危险；5.模具安装的紧固方式正确；6.模具的危险部位应涂漆色作出警示。第五十四页，共93页。二、避免冲压作业手工送、取料接触模具的辅助装置(1)避免手操作时进入模具结构

采用弹性刮料板，以代替手卸下零件。刮料板适用于工件厚度大于1.5mm的场合。避免手的操作时进入模具结构（1）第五十五页，共93页。避免手的操作时进入模具结构（2）

如果必须用手将工件装入凹槽，而且操作会对工人带来危险时，则可将下模做成可拉式的，以避免在危险区域中装卸工件。第五十六页，共93页。

用手将凹模在凸模下移动，防止手进入危险区域内，可在模外装卸制件。装料部位凸模凹模凹模工件部位避免手的操作时进入模具结构（3）第五十七页，共93页。(2)设计打料、送料装置时模具结构

采用凸轮控制和斜面控制的挡料装置操纵机构。（a）（b）设计打料、送料装置时模具结构（1）第五十八页，共93页。凸模工件托板托板支架导板设计打料、送料装置时模具结构（2）使用滑槽将工件送进凹模第五十九页，共93页。送料钩冲孔凸模冲裁件凸模与模子装在一起的钩行送料结构。设计打料、送料装置时模具结构（3）第六十页，共93页。固定弹簧调节杆送料钩固定支架压力机滑块板料模外钩行送料装置。设计打料、送料装置时模具结构（4）第六十一页，共93页。自动出件装置。设计打料、送料装置时模具结构（5）第六十二页，共93页。杠杆推件结构设计打料、送料装置时模具结构（6）第六十三页，共93页。

压缩空气自动推件设计打料、送料装置时模具结构（7）第六十四页，共93页。操纵推件板的斜楔固定推件板的销子推件板冲裁件从凹模下部推出。设计打料、送料装置时模具结构（8）第六十五页，共93页。

连杆式接件装置。安装在上模与下模的连杆由中间轴销铰接，并在此轴销上安装接件器，滑块在上极点时，接件器伸入上下模间接住从上模打下的工件，滑块下行时，接件器退出，到下极点时，接件器倾斜，工件落到盛器中设计打料、送料装置时模具结构（9）接件器上模下模第六十六页，共93页。三、模具的安装及紧固方式

当上模把直径小于夹持孔时，安装时要用软质开口衬套进行夹持固定。衬套的内径与模把外径相同，衬套外径与模把夹持孔径的直径相同。图3-35衬套夹持固定法（1）衬套夹持固定法第六十七页，共93页。(a)全凸缘式(b)半凸缘式紧固夹板压力机滑块紧固螺栓上模把紧固夹板压力机滑块紧固螺栓上模把

（2）凹缘夹持板夹持固定法

为提高紧固模把的可靠性，把上模把制成带凸缘的形式，镶入紧固孔的配合凹槽中，然后用栓紧固。凹缘夹持板夹持固定法第六十八页，共93页。(a)圆型夹持孔(b)方型夹持孔

（3）夹板夹持固定法

夹持板是采用夹板固定模把。其安装上模把的孔，一部分在压力机的滑块上，另一部分在夹板上，用螺栓使夹板紧固上模把。夹板夹持固定法第六十九页，共93页。压力机滑块固定螺栓上模架（4）吊挂固定法吊挂夹持紧固法是将上模架直接用螺栓紧固在压力机滑块上的法。

吊挂固定法第七十页，共93页。(a)开口衬套(b)圆形对开衬套(c)方形对开衬套

（5）常用模柄开口衬套形式

常用模柄开口衬套形式

当模柄外型尺寸小于模柄孔尺寸时，必须采用专门的开口衬套或对开衬套。第七十一页，共93页。

（6）下模的固定方法下模的固定方法

有平底空的下模座，由螺钉施加压力紧固。

下模的固定方法第七十二页，共93页。正确错误压板有足够的刚度压板没有足够的刚度（7）下模座压板固定正误示例压板要有足够的刚度。下模座压板固定正误示例（1）第七十三页，共93页。正确错误支撑高度等于下模座被压处高度支撑高度不等于下模座被压处高度支撑高度要等于下模座被压处高度。下模座压板固定正误示例（2）第七十四页，共93页。正确错误垫圈应专用垫铁应专用未使用专用垫铁垫铁、垫圈应该专用。下模座压板固定正误示例（3）第七十五页，共93页。正确错误压板位置应恰当螺杆位置应恰当冲模位置应恰当冲模位置不恰当压板位置不恰当螺杆位置不恰当压板、螺杆和冲模的相对应位置必须恰当）。下模座压板固定正误示例（4）第七十六页，共93页。

（8）模具的安装和搬运滑块工作平台起重设备安装辅助平台模具的安装和搬运（1）

当模具质量超过20kg的时候应使用起重设备搬运。第七十七页，共93页。

为了便于安装和搬运，应在模具上设置起重吊钩，通常采用螺栓吊钩和焊接吊钩。装设起吊钩的位置，在考虑模具重心的基础上，尽量使之对称平衡，在选择起吊钩的材质上必须使用具有充分强度材质。

（b）当模具的质量为1000~5000kg时使用水平安装在模具侧面的螺栓吊钩。模具的安装和搬运（2）（a）当模具的质量为300~500kg时使用垂直安装的焊接吊钩。（a）焊接吊钩（b）螺栓吊钩第七十八页，共93页。滑块上模防护板下模（9）模具开口安全间隙

滑块在上死点时，上模与下模间隙小于8mm。它是在模具上装防护板，以满足安全间隙的要求。当滑块在上死点的时候，上模不离开防护板，并保证防护板底边离下模上平面之间的间隙始终维持小于8mm的要求，以供操作人员送进板条料操作。由于操作人员手指伸不进8mm的间隙，从而保障不会发生伤害事故。模具开口安全间隙第七十九页，共93页。刚性离合器压力机的基本安全要求（行程次数120次／min以上，或公称力1600KN以上机型）使用脚踏操作装置的安全规定:

只有在使用安全模具或采用安全保护栅栏，并刚性离合器装有紧急制动装置时，才可以使用脚踏操作装置。5.3.5刚性离合器压力机第八十页，共93页。固定式安全保护栅栏光电安全保护装置双手安全保护装置机械压力机使用脚踏操作装置时的安全保护（1）在使用脚踏操作装置时，采用安全保护栅栏的防护形式举例第八十一页，共93页。

（2）

脚踏操作装置的结构脚踏操作开关防护罩脚踏操作开关的安全要求：脚踏开关应采用弹簧复位，在无外力状态下应能自动复位。踏板与开关的接触应灵敏、可靠。

2.脚踏板的上部及两侧应有防护罩，罩体应具有抗坠落物撞击的足够强度和刚度，踏板应防滑。第八十二页，共93页。

（3）脚踏板杠杆式操纵机构

脚踏板杠杆式操纵机构工作原理：

操作者踩下脚踏板4，通过杠杆5和拉杆2，拉动关闭器让开尾板，转键转动，离合器结合，滑块运动；松开脚踏板，关闭器在弹簧3的作用下复位，强制转键回到分离状态，滑块停止在上死点。如果是单行程，脚踩踏板一下再松开，滑块完成一个冲程；如果脚持续踩踏板不松开，滑块连续动作。脚踏板杠杆式操纵机构及工作原理图第八十三页，共93页。（4）杠杆式防连冲装置结构举例

(a)(b)图4-4杠杆式防连冲装置的结构第八十四页，共93页。

（5）杠杆式防连冲装置的工作原理

脚踏板拉杆6固定在小滑块5上，小滑块5可沿导轨上下运动。小滑块上铰连1钩住离合器拉杆3，随着脚踩下脚踏板，脚踏板拉杆6通过小滑块5和钩锁4带动离合器拉杆向下，离合器结合。脚离开踏板，在压缩弹簧7、9作用下，离合器拉杆复位，离合器分离。钩锁与离合器拉杆的钩连由凸轮1和杠杆2控制，凸轮1在曲轴端部，并与曲轴同步回转，当滑块接近上死点时，凸轮的凸起推动杠杆2，杠杆2推开钩锁4，将脚踏拉杆与离合器拉杆的联系解除，弹簧7使拉杆3复位，离合器处于分离状态，滑块在上死点停止运动，此时，即使脚踏一直踩在脚踏板上，滑块也不能运动。只有当