压力加工机械安全技术设计

《机械安全技术》

课

程

设

计

报

告

课题名称：压力加工机械安全技术设计

学生姓名：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

指导老师：XXXX

专业班级：安全工程13

2016年6月

组员及任务分配

姓名学号任务得分

XXXX201307420122压力加工作业的安全技术措施，压

力加工系统安全设计的撰写，后期

汇总整理及排版

XXXX201307420124压力加工机械事故案例分析，机械

压力机安全性能检测的撰写

XXXX201307420117压力加工的危险因素识别，报告书

总结撰写

XXXX201307420233压力加工及机械的基本知识，压力

加工作业的安全管理措施的撰写

XXXX201307420214压力机主要技术参数与工作原理，

报告书概述的撰写

目录

第一章概述.........................................................1

第二章压力加工及机械的基本知识.....................................1

2.1压力加工的定义..............................................1

2.2压力加工的分类..............................................1

2.3压力加工的特征..............................................2

2.4压力加工机械——压力机......................................2

第三章压力机主要技术参数与工作原理.................................4

3.1曲柄压力机的组成............................................4

3.2主要技术参数................................................5

3.3曲柄压力机的工作原理........................................6

3.4曲柄滑块机构的安全..........................................7

第四章机械压力机安全性能检测.......................................9

第五章压力加工的危险性分析........................................11

5.1压力加工的危险因素识别.....................................11

5.1.1人的危险性分析........................................12

5.1.2设备的危险性分析......................................12

5.1.3环境的危险性分析......................................13

5.2压力加工机械事故案例分析...................................13

第六章压力加工作业安全控制措施....................................16

6.1压力加工作业的安全技术措施.................................16

6.1.1压力加工手用安全工具防护措施..........................16

6.1.2模具防护安全技术措施..................................17

6.1.3压力机作业区的安全防护装置............................18

6.1.4冲压作业的机械化自动化................................20

6.2压力加工作业的安全管理措施.................................21

6.2.1压力加工设备、模具、安全防护装置的管理制度............21

6.2.2安全教育管理制度......................................24

6.2.3管理部门的安全监督管理制度............................25

第七章压力加工系统安全设计........................................26

7.1降低冲压噪声设计...........................................26

7.1.1对模具进行阻尼减振降噪的方法..........................26

7.1.2反顶力作用下的冲裁降噪工艺............................27

7.1.3级进模两步冲裁降噪工艺................................28

7.2光电安全保护设计...........................................29

7.2.1安全光幕原理..........................................29

7.2.2光电保护器的分类......................................30

7.2.3安装注意事项..........................................31

第八章总结........................................................34

参考文献...........................................................35

第一章概述

压力加工是利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，来获得具有一定形

状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的生产方法，称为金属压力加工和金

属塑性加工。

压力加工利用压力机和模具，使金属及其他材料在局部或整体上产生永久变

形。压力加工涉及的范围包括弯曲、胀形、拉伸等成型加工，挤压、穿孔、锻造

等体积加工，冲裁、剪切等分离加工，以及成形结合锻造和压接等组合加工等。

压力加工是一种少切削或无切削的加工工艺。由于效率高、质量好、成本低,

广泛应用在汽车、电子电气和航空航天等生产部门。压力机（包括剪切机）是危

险性较大的机械，被称为“老虎机”，发生操作者的手指被切断的数字是惊人的。

压力加工的人生安全保护，是劳动安全工作比较突出的问题。

本课程设计将按照先讨论压力加工及机械的基本知识，继而提供压力机主要

技术参数与工作原理，以及给出了机械压力机安全性能检测，后进行压力加工危

险性分析和压力加工事故案例的分析，再提出压力机作业区的安全控制措施，并

进行冲压安全系统设计，最后做出了总结的步骤进行。

第二章压力加工及机械的基本知识

2.1压力加工的定义

利用往复加压为主的压力机等加工设备和工模具，使金属及其它材料在局部

或整体上产生永久变形、接合、分离和校正等的加工方法。

2.2压力加工的分类

1.成型加工：凡利用永久变形（塑性或粘性）将固态坯料制成所需形状和尺寸

的固态制件的方法。如：弯曲、胀形、翻边、拉深、锻造、压印、锁粗、挤压等。

2.接合加工：

（1）利用成形或压缩加工的成形接合：卷折拼接、咬口、卷边连缝、硼接

等;

1

（2）利用适当的温度和压力下产生的固态扩散现象进行的接合——压接。

3.分离加工：

（1）利用材料塑性变形到达最后阶段会发生断裂的性质，把材料分离为两

部分以上而做成制件的加工方法，如：切断、切槽、落料、冲孔等；

（2）挤压断裂——精密冲裁；

（3）切削分离：精修、双向冲裁等。

4.校正加工：用于提高零件的形状、尺寸精度或表面状态：

（1）分离加工中的精修和修边；

（2）板材成型中的模压校正；

（3）蠕变成形或压缩成形中的精整、摔光等。

2.3压力加工的特征

1.可得到精度好、产量高、制件较为均一的制件。适合大量生产，比切削加

工、铸造等省材省时，强度好，因而生产成本较低；

2.必须有动作特性能适应加工对象的压力机和其他配套设备和装置；

3.必须有合适的工模具。工模具的设计需要素质较高的专业技术人员，模具

制作离不开数量极少而精度要求甚高的切削、磨削、电火花加工等方法；

4.材料在加工过程中会发生加工硬化、析出硬化、各向异性、残余应力、表

面缺陷等。这些变化有时是有害的，需在工序中增加消除有害变化的辅助工序;

有时这种变化是有益的，可用来提高制件的强度；

5.需要特别注意预防操作者的人身事故及噪音、振动对环境的污染、设备和

模具的损坏等。

2.4压力加工机械—压力机

压力机是采用机械传动将能量传递给模具，在模具间冷加工金属材料或部分

金属材料的及其。并且压力机可按不同的方式进行分类。

1.按机身结构形式分：

（1）开式压力机：也称冲床，应用最为广泛。开式压力机多为立式机身呈C

形，前、左、右三面敞开，结构简单、操作方便、机身可倾斜某一角度，以便冲

2

好的工件滑下落入料斗，易于实现自动化。但开式机身刚性较差，影响制件精度

和模具寿命，仅适用于40〜4000千牛的中小型压力机。

（2）闭式压力机：机身呈框架形，机身前后敞开，刚性好，精度高，工作

台面的尺寸较大，适用于压制大型零件，公称工作力多为1600〜60000千牛。冷

挤压、热模锻和双动拉深等重型压力机都使用闭式机身。

2.按传动方式分：

（1）机械传动式压力机：通过曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转换为滑

块的直线往复运动，对坯料进行成形加工的锻压机械。机械压力机动作平稳，工

作可靠，广泛用于冲压、挤压、模锻和粉末冶金等工艺。机械压力机在数量上约

占各类锻压机械总数的一半以上。机械压力机的规格用公称工作力（千牛）表示,

它是以滑块运动到距行程的下止点约10〜15毫米处（或从下止点算起曲柄转角

a约为15°〜30°时）为计算基点设计的最大工作力。

（2）液压传动式压力机：利用液压作为传动力的冲压机械。液压压力机主

要是有机架、液压系统、冷却系统、加压油缸、上模及下模，加压油缸装在机架

上端，并与上模联接，冷却系统与上模、下模联接。其特征在于机架下端装有移

动工作台及与移动工作台联接的移动油缸，下模安放在移动工作台的上面。

（3）电磁压力机：电磁压力机依靠电磁式直线电动机直接拖动模具进行压

力加工。这种压力机和机械式压力机比，具有一系列优点：零部件少、结构简单、

体积小、重量轻、制造周期缩短、成本降低；噪声极小、无周期性的机械噪声；

脉冲式工作，仅冲压工件时耗电，有节能效果；冲压吨位、工作频率、冲压速度

可调，易于控制，易于实现多种安全保护功能，避免人身事故的发生。

（4）气动式压力机：气动压力机是通过压缩机产生的高压气体，经过输气

管将高压气体输送至电磁阀，通过脚踏开关控制电磁阀的运动情况来控制气缸的

工作状态，完成冲孔。压缩空气可以在蓄气罐中积蓄，根据需要取用，因此电动

机大大节省了没有空转的能源。气缸作为工作部件，电磁阀作控制元件，使得机

器整体结构简单，易于操作和维修，降低制造成本，提高生产效率。

3.按产生压力方式分：

（1）摩擦压力机：摩擦压力机是一种采用摩擦驱动方式的螺旋压力机，又

称双盘摩擦压力机，它利用飞轮和摩擦盘的接触传动，并借助螺杆与螺母的相对

3

运动原理而工作。由于其在使用上万能性较大，并且有结构、安装、操纵及辅助

设备简单和价格低廉的优点，因此在机械制造、汽车、拖拉机和航空等工业中的

冲压车间、锻造车间及模锻车间都广泛采用，也可进行冲裁。摩擦压力机又是建

材机械，广泛用于瓷砖、陶瓦、耐火材料制品的干压成型生产。

(2)曲柄压力机：曲柄压力机是一种最常用的冷冲压设备，用作冷冲压模

具的工作平台。其结构简单，使用方便。按床身结构形式的不同，曲柄压力机可

分为开式曲柄压力机或闭式曲柄压力机；按驱动连杆数的不同可分为单点压力机

或多点压力机；按滑块数是一个还是两个可分为单动压力机或双动压力机

第三章压力机主要技术参数与工作原理

3.1曲柄压力机的组成

图1曲柄压力机结构示意图

1-电动机2-小皮带轮3-大皮带轮4-制动器5-离合器6-小齿轮

7-大齿轮8-小齿轮9-偏心齿轮10-芯轴11-机身12-连杆

(1)机身。机身由床身、底座和工作台三部分组成，多为铸铁材料，大型

压力机用钢板焊接而成，下模固定在工作台的垫板上。机身首先要满足刚度、强

度条件，有利于减震降噪，保证压力机的工作稳定性。

(2)动力传动系统。由电动机、传动装置(带传动或齿轮传动)组成，其

中，大带轮(或大齿轮)起飞轮作用，在压力机的空行程，靠自身的传动惯量蓄

积动能；在下行程冲压工件瞬间，释放蓄积的能量使电动机负荷均衡，合理利用

能量。

4

（3）工件机构。曲轴、连杆和滑块组成曲柄连杆机构。曲轴是压力机的最

主要的部分，其强度决定压力机的冲压能力；连杆的两端分别与曲轴、滑块钱链,

起连接和传递运动和力的作用；装有上模的滑块是执行元件，最终实现冲压动作。

（4）操纵系统。包括离合器、制动器和操纵机构（如脚踏开关）。离合器

和制动器对控制压力机间歇冲压起重要作用，同时又是安全保证的关键所在。离

合器的结构对某些安全装置的设置产生影响。

图2曲柄压力机外形图及传动图

3.2主要技术参数

（1）公称压力。即额定压力，是指滑块距离下止点前某一特定距离（即公

称压力行程）或曲柄旋转到离下止点前某一特定角度（即公称压力角）时，滑块

所允许承受的最大作用力。

（2）滑块行程。从上死点到下死点的直线距离。

（3）滑块单位时间的行程次数。滑块每分钟从上死点到下死点再回到上死

点的往返次数。压力机的行程次数应根据生产率要求确定，同时手工操作时必须

考虑操作者的操作频率不能超过承受能力，以免造成疲劳作业。

（4）装模高度。滑块在下死点时，滑块地平面到工作垫板上表面的距离。

当滑块调节到上极限位置时，装模高度达到最大值，称为最大装模高度。封闭高

度是指滑块在下死点时，滑块地平面到工作台上表面的距离。垫板厚度是封闭高

度与装模高度之差。其他参数还有工作台板和滑块底面尺寸、喉深，以及立柱间

距等。装设安全装置时要考虑这些参数。

5

3.3曲柄压力机的工作原理

机械压力机工作时，由电动机通过三角皮带驱动大皮带轮（通常兼作飞轮），

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。锻压工作完成

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。

图3机械压力机工作原理图

每个曲柄滑块机构称为一个“点”。最简单的机械压力机采用单点式，即只

有一个曲柄滑块机构。有的大工作面机械压力机，为使滑块底面受力均匀和运动

平稳而采用双点或四点的。

机械压力机的载荷是冲击性的，即在一个工作周期内锻压工作的时间很短。

短时的最大功率比平均功率大十儿倍以上，因此在传动系统中都设置有飞轮。按

平均功率选用的电动机启动后，飞轮运转至额定转速，积蓄动能。凸模接触坯料

开始锻压工作后，电动机的驱动功率小于载荷，转速降低，飞轮释放出积蓄的动

能进行补偿。锻压工作完成后，飞轮再次加速积蓄动能，以备下次使用。

机械压力机上的离合器与制动器之间设有机械或电气连锁，以保证离合器接

6

合前制动器一定松开，制动器制动前离合器一定脱开。机械压力机的操作分为连

续、单次行程和寸动（微动），大多数是通过控制离合器和制动器来实现的。滑

块的行程长度不变，但其底面与工作台面之间的距离（称为封密高度），可以通

过螺杆调节。

生产中，有可能发生超过压力机公称工作力的现象。为保证设备安全，常在

压力机上装设过载保护装置。为了保证操作者人身安全，压力机上面装有光电式

或双手操作式人身保护装置。

3.4曲柄滑块机构的安全

曲轴的危险截面在曲柄颈的中部截面和支承颈的根部截面，受弯矩和扭矩的

联合作用。曲柄颈截面，受到的弯短远大于扭矩，可忽略扭矩影响。曲柄颈的强

度与几何尺寸有关，与曲轴材料的机械性质有关，与曲柄的转角无关。支承颈截

面，受到的扭矩远大于弯矩，可忽略弯矩影响，曲柄扭矩随转角增大而增加。支

承颈的强度不仅与儿何尺寸及曲轴材料的机械性质有关，而且受曲柄的转角制

约，是曲柄转角的函数。为使曲轴不破坏，压力机得以正常工作，就必须同时满

足曲柄颖和支承颈曲轴强度要求。

（1）压力机安全负荷图

压力机安全负荷图表示压力机允许承受的工件变形力与曲轴转角关系。由图

7

中可见，当转角小于某一范围时，压力由曲轴曲柄颈强度决定，为一常量，其强

度线是一条直线；当转角大于某一范围，由曲轴支承颈强度所限制，是曲柄转角。

的函数，为一条曲线。压力机允许承受的工作变形力，即曲柄滑块机构允许承受

的最大载荷，是由曲轴的曲柄颈和支承颈的强度所限制的。

图5压力机安全负荷图

(2)压力机工作安全区

压力机产生的压力受曲轴强度的限制，而曲轴的扭矩是受曲柄转角的影响,

转角增大，扭矩增大，则曲轴的应力也随之增大。若要使曲轴应力不超过安全限

度，关键是在当滑块与工件发生作用的瞬间，限定曲轴转角在较小的角度范围内。

那么压力机工作的安全区即为由曲轴支承颈强度曲线、曲柄颈强度曲线与两坐标

轴围成的区域。使用压力机时，应严格控制压力机所承受的压力和工作角度不得

超越安全区。即使进行同一材料同一工艺的加工，如图5中所示，在6转角下

则安全，在&2卜则不安全。

压力机的公称压力Pg是限定在一个特定的工作角度即公称压力角ag(也

称额定压力角)范围内，如果压力机的实际工作角度超过公称压力角ag,则需

根据压力机安全负荷图计算相应的压力机安全压力，以保证压力机实际承受的工

件变形力落在安全区内。公称压力角一般小型压力机为ag=30°,中、大型压力

机为ag=20°。为使用方便，常将公称压力角ag换为公称压力行程Sg,并以它

为标准参数。中国开式压力机为Sg=3〜16mm,闭式压力机为Sg=13mm。

(3)过载保护装置

压力机工作过程中，可能由于材料、模具、设备、操作等问题出现超载；由

于滑块和上模的自重导致下降速度过快，对零件产生撞击＜或由于制动器失灵、

8

连杆折断，导致滑块坠落而引发事故。为此，应在压力机上采用一些保护性技术

措施。过载保护装置常见的有压塌式、液压式和电子检测式等。

压塌式过载保护装置是根据破坏式保护原理，在传动链中人为制造一个机械

薄弱环节。当发生超载时，这个薄弱环节首先破坏，切断传动线路，使动力不能

继续输入，后续机构运动停止，从而保护后续主要受力件不遭到损坏。压力机常

用压塌块作为机械薄弱环节，保护主要受力件曲轴免受超载造成的破坏。

压塌块一般装在滑块球较与滑块之间的部位，当压力机过载时，压榻块薄弱

截面首先剪切破坏，使连杆相对于滑块滑动一段距离，触动开关，将控制线路切

断，压力机停止运转，保障机器安全。压塌块有双剪切面和单剪切面两种。压塌

式过我保护装置的缺点是不能准确地限制过载力，因为压塌块的破坏不仅由作用

在它上面的外力决定，同时还与压塌块的材料疲劳有关。

第四章机械压力机安全性能检测

主要依据两个强制性标准GB17120-1997《锻压机械安全技术条件》、

JB3350-1993《机械压力机安全技术要求》，以及《浙江省机械压力机安全性能

检测检验规程》2007年版，制订相应的检测方法检验方法。

检测项目分为考核和考查项目。列入考核的项目必须全部达标才能判定合

格，否则不合格。考查项目仅进行检验，不作为判定的依据。

按标准要求，考查项目共有8个，分别是从梯子、栏杆和平台的安全要求、

安全标志与显示、电气系统的一般性能、操作控制检验、安全保护装置、防松要

求、飞轮盘杆要求、使用说明书的要求等几个方面来考查。

(1)梯子、栏杆和平台

压力机维修、保养需在离地面3m以上的机身顶面进行时，应设有梯子、围

栏、栏杆及平台。平台上铺板应防滑，边沿至少翘起80mm,栏杆高度不应低于

1050mm。引上机身顶面的固定梯子，离地面1m以上至少应有一节脚踏杆与控

制系统相联锁。当踏上该节脚踏杆时，主电机失电断开。

(2)安全标志与显示

压力机控制各种操作指示、安全警告指示都应在压力机的相应部位上有明显

的标志。警告性标志应符合GB/2894和GB/T5226.1.1-1996中18.2的要求。压力

9

机离地面3m以上的顶面围栏的对角端和高出于栏杆的部件的最高点应设置红色

安全指示灯。易对操作者产生碰撞、夹紧、挤压的部位应按规定涂以黑色与黄色

相间隔的条纹标志，根据需要亦可只涂成黄色。其他各种指示信号的颜色含义应

符合GB/T5226.1.1-1996中10.3.2的规定。在大型压力机操作面板上要有反映压

力机安全运行、工作状态、发生故障状态或有关数据的显示。

（3）电气系统的一般性能

所有电气元件安装均需便于接近和拆卸。电器元件与壁板间应留有适当间

隙。电控装置必须符合最低防护等级，电气系统的各种按钮及指示灯的颜色，导

线的绝缘层颜色和截面符合要求。所有导线连接特别是保护电路的连接必须牢靠

不得松动。导线的接头必须用冷压端子，接触良好。导线从一个端子至另一个端

子必须是连续的，中间不许有接头。电控装置与门上导线的连接必须两端均固定,

不应依靠端子板或元件端子作固定。

（4）操作控制检验

内容有操作规范、带锁转换开关、预控动作、紧急停止。操作规范与调节

机构、辅机间的控制应有联锁。带刚性离合器的压力机必须具有单次行程规范。

压力机单次行程操作规范时，不得出现连续冲压行程，每次行程，工作部件应

停止在设计规定的停止点。带锁转换开关就是操作规范的选择应采用带钥匙锁

定的转换开关，也可对各操作规范分别采用带钥匙锁定的转换开关。预控动作

是对选用连续行程操作规范时，应在操作过程中设有预控动作环节。机器在连续

行程工作规范时，每次启动必须先按压预控按钮，然后再按压启动按钮，操纵系

统才能启动工作部件。压力机上必须有紧急停止按钮，并应能自锁。紧急停止

按钮应设置在操作者易于接近，操作无危险的地方。多人协同操作的压力机，每

个操作点都应设置紧急停止按钮。紧急停止按钮必须在任何操作规范中都能迅

速停止压力机工作，但不得断开其工作可能引起事故的夹紧装置、制动装置或其

他装置。紧急停止按钮被重调以前，任何启动机器的操作应是无效的。

（5）安全保护装置

每台压力机一般都应配置一种或一种以上安全保护装置。在用户认可情况

下，随机配有安全操作附件或是因工艺操作需要，压力机性能、结构特征不同，

配有专用的送料装置或专用的安全保护装置的情况下可以例外。安全保护装置

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选配要求：应首选双手操作安全装置，根据需要再选用光线式安全保护装置。当

压力机运行左右两端存在不安全因素时，也应采用安全防护措施。压力机配置的

安全保护装置，应满足以下的要求：滑块向下运行时，操作者身体的任何部位都

不可能进入或停留于工作危险区内；若操作者身体的任何部位进入工作危险区界

限以内时，滑块应立即被制动；在操作者的手放开操作按钮并伸向工作危险区界

限的时间间隔内，应在手到达工作危险界限之前，滑块被立即制动。

（6）防松要求

压力机上所有螺钉、螺栓、螺母、销钉等紧固件和弹簧，因其破损、松脱会

导致意外或零部件移位、跌落时，必须采取防松措施。

（7）飞轮盘杆要求

压力机盘动飞轮的专用盘杆应与操作窑联锁，其结构应做到在完成盘动工作

后可顺利地从盘孔内退出。

（8）使用说明书的要求

a）应给出机器的尺寸、重量、重心位置及搬运说明。

b）应给出机器的固定要求、装配和安装条件、机器与动力源的连接说明。

c）应给出机器及其附件、防护装置和安全装置的详细说明；机器的应用范

围及禁用范围、电气装置的有关数据。

d）应给出对设定与调整的说明、停机的模式与方法。

e）应给出检查的性质和频次、对维修人员的要求等。

f）编制安全警告和必须小心注意的问题时，应使用各种颜色、符号和粗黑字体

加以强调。

第五章压力加工的危险性分析

5.1压力加工的危险因素识别

从劳动安全卫生的角度看，压力加工的危险因素可以从以下三个方面进行分

析，即人本身存在的危险性、设备本身的危险和环境本身的危险性。

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5.1.1人的危险性分析

（1）不安全行为

具体表现为：操作准备不充分、操作方法不当、作业位置不安全、操作姿势

不正确、动作不协调、工具和防护用品使用不当等。

（2）不良的生理、心理状态和性格特点

如视力、听力不佳及其他生理功能失常等都会使作业者在工作中判断失误或

动作失调。心理疲劳，情绪不稳，作业者可能因此而产生一些下意识行为和动作

失误，也可能出现明知故犯、违章作业等非理智行为，还会使作业者表现出责任

心不强、心理紧张、精力不集中。无论是马虎愚钝还是急躁轻浮，其表现在作业

行为上都有一定的危险性。

5.1.2设备的危险性分析

（1）设备结构具有的危险

相当一部分冲压设备采用的是刚性离合器。这是利用凸轮使离合器接合或脱

开，一旦接合运行，就一定要完成一个全工作循环，才会停止，假如在此循环的

下冲程中手不能及时从模具中抽出，就必然会发生伤手事故。

（2）动作失控

设备在运行中还会受到经常性的强烈冲击和震动，使一些零部件变形、磨损

以至碎裂，引起设备动作失控而发生危险的连冲或其他事故。

（3）开关失灵

设备的开关控制系统由于人为或外界因素引起的误动作。

（4）机械性伤害

设备的转动、传动部位可能造成机械性伤害事故。压力机在冲压作业过程中，

使人员受到冲头的挤压、剪切伤害的事件称为冲压事故。冲压事故发生频率高、

后果严重，是压力加工最严重的危害。机械伤害还包括与其他运动零件的接触伤

害、冲压工件的飞击伤害等。

（5）模具的危险

有缺陷的模具则可能因磨损、变形或损坏等原因在正常运行条件下发生意外

而导致事故。

12

5.1.3环境的危险性分析

（1）设备布局不合理

一般情况下，压力加工机械设备的摆放应有一定的有序度，整齐、有序、方

便操作，但是许多工厂的设备布局总是杂乱无章。工位器具和材料摆放无序、机

台附近物品堆放过多、过乱。

（2）噪声危害

压力机是工业高噪声机械之一。其噪声主要是机械噪声，噪声来自传动零部

件的摩擦、冲击、振动，离合器结合时的撞击;工件被冲压时的噪声，以及工件

及边角余料撞击地面或料箱时的噪声等。

（3）机械振动动伤害。

机械振动主要来自冲压工件的冲击作用，尤其是手持工件操作时，手和臂受

振更甚。人体受到影响表现在心理和生理上，长时间处于振动环境中，人就会感

到不舒服，甚至感到厌烦，注意力难以集中，操作动作的准确性下降。冲击振动

还会导致设备的材料疲劳，连接松动，并使周围其他设备的精度降低。

5.2压力加工机械事故案例分析

案例一：

L事故概述：1997年1月4日，洛阳市某标准件厂机加车间在生产过程中，

一名冲压工在操作160t压力机时，压力机突然发生故障连车，造成该冲压工左

手开放性骨折事故。

2.事故经过：1月4日19时10分许，洛阳市某标准件厂机加车间在生产过

程中，冲压工翟某某在操作160t压力机（J87-160）,加工大拖发动机缸体定位

销，左手伸入上下模危险区取工件时，压力机突然发生故障连车，翟某某左手回

抽不及，被下行冲头压伤，造成左手第2、3、4掌骨开放性骨折。

3.事故分析：造成这起事故的直接原因有两个：一是定位销生产加工工世设

计采取的安全辅助工具（夹钳），未在实际生产作业过程中加以落实执行，致使

操作工人长期用进入上下模危险区卸装工件。二是冲压设备因电磁阀压簧断裂造

成阀未能复位，离合器不能脱离而发生连车故障。造成事故的间接原因，则是该

厂对160t压力机存在的连车故障未采取针对性的计划维修措施，未强化日常的

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动态检查与隐患整改，致使设备带病运转。

4.事故教训：这起事故有儿个教训：其一，技术部门在工艺、设备管理方面

还存在漏洞，未设计提供安全可靠的作业条件，对特种危险设备存在隐患没有采

取科学、有效的超前预测、预防，控制防范措施还落实不够、不到位。其二，设

备管理部门的安全责任落实不够，采取安全防范措施不力，特别是对危险点（压

力机为A级控制点）管理控制针对性不强、措施不力，日常的动态监控和隐患

整改未认真落实到位。其三，机加车间贯彻落实“五同时”不够，对生产作业过

程中出现的不安全因素未采取积极措施予以处理。

5.应采取的防范措施：

（1）通过事故教训，强化各车间各部门安全生产责任制的落实，认真贯彻

落实安全生产“五同时”，根据本单位生产加工特点和设备状况，举一反三，组

织开展一次工艺安全大检查，重点排查工艺安全技术条件、规程、措施的制定及

贯彻落实到位情况，对查出的问题要认真分析、研究，落实责任采取强有力的整

改措施予以解决。

（2）设备、安全等职能部门要严格贯彻危险点管理规定，会同有关生产车

间对特种危险设备必须定期进行故障类型分析，对存在的不安全因素要采取针对

性的安生防范措施，落实责任，予以解决。设备部门要强化设备的计划维修及隐

患整改工作，进行科学、有效的管理。安全部门要加大监督检查力度，严格考核,

确保设备设施的本质安全和操作人员的生命安全。

（3）应结合安全检查工作，加大力度，把必要可行的事故预防控制措施落

实到生产过程的每个环节中去，特别要突出抓好特殊危险作业的管理，对从事

特殊危险作业的职工要进行认真细致的安全技术教育，提高全员的安全意识、素

质和自我保护能力，坚持杜绝类似重伤事故的再次发生。

案例二：

1.事故概述：2001年8月8日，某通用配件厂四轮车间一名冲压工，在操作

压力机加工工件过程中，由于压力机电气控制故障导致误动作，上滑块突然下落,

造成右手手掌离断事故。

2.事故经过：8月8日9时45分许，通用配件厂车轮车间冲压组冲压工陈某

某（女，36岁），在与同组冲压工丁某某操作Yx32-500t压力机，加工小四轮拖

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拉机车轮辐过程中，由于压力机电气控制故障导致误动作，上滑块突然下落，将

正在操作中取工件的陈某某右手挤压在上、下模之间，造成右手手掌离断。

3.事故分析：造成这起事故的直接原因，是该厂设备管理部门疏于日常检查

和管理，特别是对生产车间重点危险设备的计划维修、使用情况及存在的问题缺

乏检查，监控不力，致使维修管理出现漏洞，造成压力机在生产过程由于电气控

制故障致误动作。造成事故的间接原因，一是技术科工艺制度管理方面存在较大

漏洞，未严格执行工艺文件及工艺纪律，缺乏对作业现场的工艺检查，未给操作

人员提供安全可靠的作业条件。二是生产车间对设备在工作中存在的故障未认真

进行分析和采取有效的维修措施予以处理，致使设备带病运转。

4.应采取的防范措施：

(1)应吸取这起事故教训，针对生产工艺认真组织有关人员全面排查整改,

完善工艺安全技术条件并落实到操作岗位，强化工艺纪律检查和管理。对所查出

的问题要认真分析研究、落实责任，采取强有力的措施予以解决。

(2)应进一步加强对设备、设施的管理，认真履行设备管理部门职责，完

善安全管理制度及检查制度，强化对设备、设施的日常监督检查与考核，并针对

这起事故反映出电气控制系统短路及设计缺陷进行整改。

(3)生产车间应认真落实安全管理责任，进一步加强设备的维修管理工作,

认真贯彻‘‘五同时"，落实安全生产责任制，加强职工的自我防护意识，强化作

业现场的安全管理。

案例三：

L事故概述：某机械制造有限公司，一名压铸工贪图省力，将压铸机安全防

护门上的安全联锁装置拆除，作业时由于误操作，在头部未离开压铸磨具时就点

动了合模开关，合模过程中头部受机器挤压当场死亡。

2.事故分析：造成这起事故的直接原因压铸工未对压铸机安全防护门上的安

全联锁装置其进行经常性维护、保养，并将其拆除，造成在误操作时联锁装置彻

底失去作用。造成事故的间接原因，相关安全部门检查监督不到位，未及时发现

员工的错误行为，并及时补救。

3.应采取的防范措施：

(1)生产经营单位必须对安全设备进行经常性维护、保养，并定期检测，

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保证正常运转。维护、保养、检测应当作好记录，并由有关人员签字，严禁私自

拆除、改装设备安全防护措施；

（2）生产经营单位应当教育和督促从业人员严格执行本单位的安全生产规

章制度和安全操作规程；

（3）生产经营单位应当对安全生产状况进行经常性检查；对检查中发现的

安全问题，应当立即处理；不能处理的，应当及时报告本单位有关负责人。检查

及处理情况应当记录在案。

第六章压力加工作业安全控制措施

6.1压力加工作业的安全技术措施

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。

6.1.1压力加工手用安全工具防护措施

冲压事故率最高的时段发生在送、取料阶段，而我国目前相当数量的冲压机

械仍然靠手工送、取料。解决这个问题的…个廉价简便的方法就是利用手用安全

工具。手用安全工具的作用是以工具代手，避免操作者手伸进模口区的危险。目

前，使用的手用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。手用安全工具的使用应注意以

下事项：

（1）符合安全人机工程学要求安全手用工具的手柄形状要适于操作者的手

把持，并能阻止在用力时，手向前或前移都不会达到不安全位置，避免因使用工

具不当而受到伤害。

（2）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

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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。

（3）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。

（4）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。

需要强调指出:在正常操作时，坚持使用安全手用工具对降低冲压事故确实能

起到一定作用，但安全手用工具本身并不具备安全装置的基本功能，因而不是安

全装置。它只能代替人手伸进危险区，不能防止操作者的手以外伸进危险区。采

用安全手用工具还必须同时使用安全装置。

6.1.2模具防护安全技术措施

冲压模具是冲压加工的主要工艺装备，冲压制件就是靠上、下模具的相对运

动来完成的。加工时由于上、下模具之间不断地分合，如果操作工人的手指不断

进入或停留在模具闭合区，便会对其人身安全带来严重威胁。

设置模具防护罩（板）是实行安全区操作的一种措施，目前模具防护的形式较

多，如: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）;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）;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）;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）。为提高冲压作业的安全性，在不影响模具强度和制件质量的情况

下，可将现有的各种手工送料的单工序模具加以改进。

1.对模具结构的改进

具体改进措施如下：

（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

巧毫米到20毫米。

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（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。

2.在模具上增设进出料机构

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

简易手工送料装置;机械送料装置:机械出料装置进出料装置。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。

6.1.3压力机作业区的安全防护装置

L机械式安全防护装置

（1）栅栏式安全防护装置

栅栏式安全防护装置是一种为阻止操作人员身体的一部分在压力机滑块向

下冲压时进入危险区域的隔离装置。现有的栅栏防护式安全装置的种类很多，按

照其结构特点，可分为正面挡板防护式、固定栅栏防护式、开闭连锁栅烂防护式、

推拉防护式、可调栅栏防护式五种。优点是在滑块下滑过程中，栅栏防护罩通过

物理方式将人身体的所有部位都阻挡到危险区域外，其安全性高，缺点是正面挡

板防护式要求操作者上料的时候推开挡板；固定栅栏没有可动的部分，对加工板

料的形状尺寸有一定的要求；推拉防护式不适合高速压力机；可调栅栏防护式是

根据压力机的特性进行设置，通用性不够。

（2）拉手式安全防护装置

拉手式安全防护装置是利用和压力机滑块（或曲柄）相联结的绳索套住操作

者的双手手腕，保障滑块向下运动时，绳索可W将操作者的双手从危险区域拉到

安全区域的装置。拉手防护式装置需要每个操作者在使用前，都认真的按照模具

的大小和个人的操作姿势，调整牵引量。滑块运动到上死点时，手指尖可伸到模

具中也线处；滑块下降到行程的一半时，手指尖被牵拉到危险区域的边缘；滑块

运行到下死点时，手指尖被牵拉到工作台的外边缘处。由此可见，手的牵引量至

少要大于压力机工作台宽度的一半。这是一种结构简单、牢固，安装调整容易的

装置,它在工作过程中与操作者么前上下料的动作一致，使操作者工作不受拘束,

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能提高工作效率。但是，当压力机速度过快时，对操作者的手臂的冲击过大，容

易增加伤害。

(3)拨手式安全防护装置

拨手式安全防护装置是拨手棒和防护板通过杠杆、连杆或凸轮机构与压力机

的滑块联动的装置。在滑块上下往复运动的同时.，拨手棒和防护板在危险区域边

缘做相应的往返摆动。从左向右的前拨式安全装置为例，滑块下行时，拨手棒和

防护板定的速度从左往右清扫模具的前方；滑块下降到危险区域前，拨手棒和防

护板将操作人员忘记缩回的手臂从模具前方拨开：上下模具闭合时，防护板将模

具的前方全部遮挡起来；滑块上行时，拨手棒和防护板再一定的速度从右往左摆

动，并停留，此时操作者便可W进行上下料作业。为避免拨手棒和防护板在摆动

过程中对操作者视野的干扰，W及引起操作者如理上的疲劳，拨手棒上的防护板

一般采用透明塑料之类的材料。但拨手棒的运动跟滑块是联动的，如果滑块的运

动速度过快，会对手产生很大的撞击，所W拨手式防护装置适用于行程次数低于

120次/min的曲柄压力机，而不适用于高速压为机。

2.按钮式安全防护装置

按钮式安全防护装置是指滑块的启动并完成一个行程的循环需要操作人员

的双手同时操作两个按钮或操作巧。操作者用双手同时操作按钮或者操作杆，滑

块启动，操作者双手离开按钮，并迅速伸向危险区取冲压好的零件，但在手伸到

危险区的时候，滑块至少己到达下死点，从而保证操作者的安全。优点是使用成

本低廉，便于安装和启动，占用的空间小；缺点是其防护局限于对人双手的保护。

3.光电式安全防护装置

1950年D.B.Modies首先将光电式安全防护装置应用于压力机上的。光电式

安全防护装置的原理是用压力机的被防护区域安全界限的相对两边分别安装的

投光器和受光器形成一束或多束光栅，将操作者与危险区域隔离开。在正常工作

情况下，输出电路输出正常信号而不输出操作控制信号。当操作者身体的一部分

接近危险区域并遮住光线时，检测机构的受光部分立即向急停机构发出信号，此

信号经放大电路与滑块控制电路相连锁,使运动中的滑块迅速制动，并停止运动。

光电式安全防护装置适用于具有寸动循环特性，或具有紧急停止机构的压力机。

4.感应式安全防护装置

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感应式防护装置是在压力机上安装场发生电路和能感应保护区电场、磁场或

电磁场变化的探头。在正常工作情况下，感应探头周围的电磁场没有变化，输出

电路无信号输出；当操作者的身体的一部分接近或进入危险区域时，感应探头周

围的场强发生变化，引起场发生电路的工作状态的改变，这种变化的信号经放大

一一检波一一整形一i输出电路处理后，将信号输出并拴制压力机急停机构或离

合器控制电路，使压为机滑块不能启动，或者使运动中的滑块迅速停止。

6.1.4冲压作业的机械化自动化

冲压作业机械化是指用各种机械装置的动作来代替人工操作的动作。自动化

是指冲压的操作过程全部自动进行，并且能自动调节和保护，发生故障时能自动

停机。冲压作业的机械化和自动化非常必要，因为冲压生产的批量一般都较大,

操作动作比较单调，工人容易疲劳，特别是容易发生人身伤害事故，所以，冲压

作业机械化和自动化是减轻工人劳动强度、保证人身安全的根本措施。

实现冲压机械化和自动化固然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是较大的。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，必须考虑以下因素，以使冲压机械化和

自动化发挥应有的作用。

必须保证工人的人身安全和设备安全。必须考虑生产批量大小，批量较小时,

应重点考虑设备和装置的通用性和换模的方便程度，随着批量的增大，自动化程

度可以逐步提高，甚至可以将自动装置作为设备的附属装置，做到“定机定活”。

必须考虑冲压制件的特点，例如，小件适合用自动冲模，大件适宜以自动线形式

实现自动化生产，而复杂的带状薄料弯曲件则适宜使用专用弯曲件。必须考虑企

业的设备条件、厂房面积、模具制造能力、革新挖潜方针的贯彻情况等因素，以

便根据具体条件，采用不同方案。如老设备的自动线。卷料多工位自动冲压设备,

还有分散工序、单机自动化等。这些方案都能不同程度地达到保障安全和减轻劳

动强度的目的。

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6.2压力加工作业的安全管理措施

压力加工作业的管理是一项综合性的工作，它不仅要有技术措施，而且要有

较严格、较健全的管理办法。下面分别对压力加工作业安全管理所涉及的有关内

容加以说明：

6.2.1压力加工设备、模具、安全防护装置的管理制度

(-)加工设备的检修维护

1.机械压力机除进行日检、周检、月检等检查外，其安全保护装置和紧急制

动装置应每隔半年进行一次定期检查。经过检查的机械压力机应在明显处设置铭

牌标明检查日期。

2.机械压力机的定期检查应由相应的检查人员进行，从事检修工作的人员，

必须持有相应的《特种作业人员操作证》，才能承担冲压设备检修工作。作业前

认真检查设备的操纵系统、安全防护装置、电器和主要的紧固件等，观察运转中

有无特殊声响或其它异常情况等，发现故障和隐患立即停机修理。定期检查和修

理记录至少保存两年。

3.冲压设备和安全防护装置要经常加润滑油，减少零件磨损，保证设备的正

常运行。

4.根据冲压设备经常发生的故障，可能出现的隐患以及容易磨损的部位制定

修理计划，确定专人负责，定期检查维修。

(二)安全防护装置的管理

1.管理总则

(1)安全防护装置是设备、设施的有效组成部分，必须保持与主体设备、

设施同时使用、同时维修和保养，确保其安全可靠。

(2)安全防护装置必须建立技术台帐，凡更改、报废均应通过相关部门的

鉴定。

2.管理职责

(1)安全生产部是安全防护装置管理的主管部门，负责安全防护装置日常

监督检查、考核等工作。

(2)设备部负责安全防护装置的安装、维修，组织车间进行保养等工作。

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（3）设备部负责技措项目的安全防护装置的配置，满足项目所选用设备的

安全及职业卫生要求。

（4）各单位负责本单位安全防护装置的使用、保养。

3.前期管理要求

（1）设备部在项目的设备、设施选型时，应会同安全生产部、分厂共同选

用与主体设备、设施相匹配的安全防护装置，安全防护装置应符合国家有关安全

技术标准要求。

（2）安全防护装置必须与主体设备或工程同时安装、调试。

（3）主体设备、设施投入使用之前，安全防护装置必须完好，并经设备部

组织的安全验收，合格后方可使用。

（4）需要到政府有关部门办理安全验收审批的，应由设备部会同有关单位

在投入使用前办理好审批手续。要求。

（5）各单位负责本单位安全防护装置的使用、保养。

4.使用管理要求

（1）安全防护装置在投入使用前，应对操作人员、设备修理人员或其他相

关人员进行安全培训。

（2）操作人员应当熟悉安全防护装置的主要功能，正确使用，并做好日常

检查和维护。

（3）操作人员不得擅自拆除、闲置安全防护装置或改变安全防护装置的用

途。

（4）操作人员发现安全装置损坏或有其他故障，应及时报告主管；影响设

备安全运行或影响人身安全里，应停止运转设备，并悬挂安全警示标志。

（5）安全生产部及各单位在日常安全检查中，应将安全装置。

5.维护管理要求

（1）因维修设备需要临时拆下安全防护装置的，应制订临时安全措施，并

在设备修复后，及时恢复安全防护装置；当班作业不能完成时，应悬挂安全警示

志。

（2）安全防护装置需要更换时，应选用同样的规格和型号；选用不同型号

或规格的，其安全性能不得低于原安全防护装置的安全性能。

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（3）安全防护装置改造或更换为不同型号的，必须经使用单位、安全生产

部、设备部共同确认后进行，改造（更换）完成后，应由上述部门共同确认后，

方可投入使用。

（4）安全防护装置由设备部会同安全生产部、使用单位共同确认，已经报

废的安全防护装置，不得挪作他用。

（三）模具的管理

1.模具的设计

模具由工艺组根据客户产品图纸及规范要求，设计模具图纸，通知技术部、

质保部、生产部相关人员进行评审，并填写“模具评审表”，确认模具满足产品

的工艺要求。工艺组评估加工难度系数，决定制造方式。

2.模具的制造

根据模具加工难度系数，选择厂内加工或委外加工，委外加工前与外协方签

订合同。模具制作前将具体要求与加工方进行技术交底，加工方按照图纸及技术

要求进行模具加工。

3.模具的验收

（1）模具在加工时工艺组要及时掌握模具的加工状况及进度，必要时可到

现场确认，如有同规格多件数量模具时，须进行首样确认。

（2）模具的验收，模具在完成加工后，工艺组对模具进行验收，主要以设

计要求及图纸与模具实际状况进行验证，并填写“模具验收单”。

4.模具的信息管理

模具在完成验收后，由工艺组根据模具加工产品的机组或图纸图号，编制模

具编号。在模具显著位置标识模具信息。建立“模具台帐”，定期检查台帐上模

具的使用情况及数量。模具的领用归还须填写“模具收发登记表”。

5.模具的使用

（1）当模具进行第一次生产时，由工艺人员跟踪，对模具的符合性进行确

认。质保部检验员对试模产品进行外观尺寸验收，技术部实验室对材料性能进行

测试。

（2）模具在每一次正常使用前，由各车间进行模具有效性确认。

（3）模具使用后按要求放置在指定模具架上，做好模具的防护。

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6.模具的保养及维修

（1）模具的日常保养，由使用者对模具进行日常保养，保养要求为：操作

工在每次模具使用后对模具的表面灰尘、杂质及树脂残留进行清理，要求上下模

板间无间隙，针对模具特性要求进行必要防锈、防腐、防雨、防油、防碰伤等处

理。

（2）当模具出现状况，不能满足生产需求时，由车间报工艺组进行处理。

工艺组根据模具状况评定，模具是否维修，或进行报废处理。如需进行维修，维

修后的模具须重新进行验收。

6.2.2安全教育管理制度

压力加工作用需贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，

加强公司职工安全培训教育工作，增强职工的安全防护能力，预防和减少安全事

故的发生；使职工不断提高安全思想意识和自我防护能力，增强遵章守纪的自觉

性，避免各类事故的发生，确保稳定的生产、工作秩序，保证安全生产，对职工

进行经常性的安全生产思想教育、安全技术知识教育、规章制度和操作技术教育。

1.厂级教育：

（1）讲解劳动保护的意义、任务、内容和其重要性，使新入厂的职工树立

起“安全第一”和“安全生产人人有责”的思想。

（2）介绍企业的安全概况，包括企业安全工作发展史，企业生产特点，工

厂设备分布情况（重点介绍接近要害部位、特殊设备的注意事项），工厂安全生

产的组织。

（3）介绍国务院颁发的《全国职工守则》和《中华人民共和国劳动法》《中

华人民共和国劳动合同法》以及企业内设置的各种警告标志和信号装置等。

（4）介绍企业典型事故案例和教训，抢险、救灾、救人常识以及工伤事故

报告程序等。

2.车间教育

（1）介绍车间的概况。如车间生产的产品、工艺流程及其特点，车间人员

结构、安全生产组织状况及活动情况，车间危险区域、有毒有害工种情况，车间

劳动保护方面的规章制度和对劳动保护用品的穿戴要求和注意事项，车间事故多

发部位、原因、有什么特殊规定和安全要求，介绍车间常见事故和对典型事故案

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例的剖析，介绍车间安全生产中的好人好事，车间文明生产方面的具体做法和要

求。

（2）根据车间的特点介绍安全技术基础知识。

（3）介绍车间防火知识，包括防火的方针，车间易燃易爆品的情况，防火

的要害部位及防火的特殊需要，消防用品放置地点，灭火器的性能、使用方法，

车间消防组织情况，遇到火险如何处理等。

（4）组织新工人学习安全生产文件和安全操作规程制度，并应教育新工人

尊敬师傅，听从指挥，安全生产。车间安全教育由车间主任或安技人员负责。

3.班组教育

进行冲压安全操作规程的教育，介绍本工种的工