沖壓作業(yè)與安全

1、沖壓作業(yè)與安全 在沖壓作業(yè)中，沖壓機械設備、模具、作業(yè)方式對安全影響很大。下面分別對這三個方面的不安全因素進行分析和評價。 一、 沖壓機械設備對安全的影響 沖壓機械設備包括：剪板機、曲柄壓力機和液壓機等。本章討論的重點內容是曲柄壓力機的安全問題。 典柄壓力機是一種將旋轉運動轉變?yōu)橹本€往復運動的機器。下面對壓力機的一般常識作一簡單介紹： 工作原理 如圖1所示，它由電動機通過皮帶輪及齒輪驅動曲軸轉動，曲軸的軸心線與其上的曲柄軸心線偏移一個偏心距，從而便可通過連桿它是連接曲柄和滑塊的零件帶動滑塊作上下往復運動。 圖1 曲柄壓力機的傳動系統(tǒng)圖 1電動機 2小皮帶輪 3皮帶 4大皮帶輪 5離合器 6軸承

2、 7曲軸 8工作臺 9下模 10上模 11導軌 12滑塊 13連桿 14制動器 組成部分 它由工作機構、傳動系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、支承系統(tǒng)及多種輔助系統(tǒng)組成。 受力系統(tǒng) 如圖2所示，沖壓件的變形阻力全部傳遞到設備的機身上，形成一個封閉的受力系統(tǒng)。壓力機運行時，除本身重量對地基產生壓力外，無其它壓力作用。不合計傳動系統(tǒng)的不平衡對地基的振動造成的壓力 圖2 曲柄滑塊機構受力平衡圖 運動分析 如圖3所示為曲柄滑塊機構運動示意圖，滑塊的運動速度隨曲柄轉角的位置變化而變化，其加速也隨著作周期性變化。關于結點正置的曲柄滑塊機構，當曲柄處于上死點=0°和下死點=180°位置時，滑塊運

3、動速度為零，加速度最大；當=90°、=270°時，其速度最大，加速度最小。 圖3 曲柄滑塊機構運動示意圖 下面分別討論壓機中的不安全因素。 一 工作機構對安全的影響 工作機構一般為曲柄連桿機構，它是將曲軸的旋轉運動轉變?yōu)榛瑝K的直線運動的機構，它不但能使旋轉運動變?yōu)橹本€運動，而且還能起力的擴大作用，即增力作用，使滑塊在下死點四周產生最大沖壓力。曲柄連桿機構的運動是剛性的，只要曲柄旋轉，就要強制帶動滑塊運動，如果沖制件變形阻力太大，則達到或超過機械構件同意的強度要求而使構件損壞連桿折斷、曲軸和傳動軸變形。這點不同于液壓機、螺旋摩擦壓力機等。液壓機超載時，液壓系統(tǒng)會實現(xiàn)自動保護，

4、使動梁停止運動，不會損壞有關構件。螺旋摩擦壓力機超載時，滑塊下行終點抬高，不會使構件損壞。因此，為保證沖壓作業(yè)的安全生產，一定要合理選用設備。 二 技術參數(shù)對安全的影響 技術參數(shù)是指工作范圍和技術性能數(shù)據(jù)，包括公稱壓力、滑塊行程、滑塊行程次數(shù)、最大閉合高度、工作臺面尺寸、離合器工作氣壓等等。下面只將那些對安全影響較大的參數(shù)進行討論。 1 公稱壓力 它是指滑塊離下死點前某一特定距離或曲柄旋轉到離下死點某一特定角度時，滑塊上所容許承受的最大作用力。例如J31-315壓力機的公稱壓力為3150kN，它是指滑塊離下死點前10.5mm相當于公稱壓力角為20°時滑塊上所容許的最大作用力。壓力機在

5、額定噸位內所能克服的阻力是曲軸轉角的函數(shù)。如圖4所示，說明隨著曲柄轉角的增大，壓機同意負荷減小，即如果阻力過大，則設備的構件齒輪、連桿、曲軸、傳動軸便會因超過同意強度而損壞。因此，不同意壓機在超過名義負荷的狀況下工作，尤其在壓機工作行程較大時，更要注意此點。 圖4 曲柄壓力機同意負荷圖 2 滑塊行程mm 滑塊從上死點到下死點所經過的距離稱為滑塊行程。它對壓機的使用范圍和操作方便程度都有一定影響?；瑝K行程長，則模具開起時，開口尺寸大，模區(qū)空間大，操作方便，能見區(qū)大，安全感較強。但是，行程較大的壓機相應高度增加，機構較為龐大，這種壓機一般用于深拉伸工序。用于沖裁、淺拉伸的壓機一般行程較短。 3 滑

6、塊行程次數(shù)次/min 滑塊在連續(xù)運行時每分鐘來回的次數(shù)稱為行程次數(shù)。它對壓機使用效率、性能、安全等都有影響。 關于公稱壓力為1600kN以上、滑塊行程大于200mm、行程次數(shù)在20次/min以下的大、中型閉式壓機，其傷害事故發(fā)生率小，傷害原因也較為簡單，因為此類壓機的滑塊上下運動速度較慢，可以認為滑塊下行初始和滑塊上行這兩個區(qū)間都是安全區(qū)，只有滑塊下行后期至模具閉合前的一段區(qū)間是危險區(qū)，相當于曲軸轉角90°180°這一范圍。另外，滑塊在行程范圍內可以停止在任意位置上。 關于公稱壓力為1000kN以下、滑塊行程小于120mm、行程次數(shù)大于45次/min的小型開式壓機，其傷害事

7、故發(fā)生率高，傷害原因也較為復雜。因為此類壓機的滑塊移動速度快，可以認為滑塊起動至模區(qū)閉合區(qū)間范圍都是危險區(qū)，相當于曲柄轉角在0°上死點180°下死點這一范圍。這類壓機一般都采納剛性離合器結構，通常壓機只能在上死點四周停止。由此可見，滑塊運動速度太快的壓機采納手工作業(yè)顯然是不安全的，其危險性較大。 在機械化、自動化沖壓作業(yè)中，由于不需要操作工人用手直接配合操作，所以作業(yè)大都連續(xù)運行，行程次數(shù)對人體安全沒有直接影響。高速沖壓設備大都屬于此列，行程次數(shù)高達200次/min以上。 4 工作臺面尺寸 工作臺面的高度和前后方向的尺寸大小對操作工人的安全有一定的影響。人機工程學要求：機械

8、設備必須合適于人的操作動作姿勢，簡單方便，勞作強度低，安全可靠。 小型開式壓機的工作臺面高度和前后尺寸都在700mm以下，多為單人操作，操作工人依靠手指、手臂、腳的動作完成作業(yè)，因此可以取坐姿操作，應為他們創(chuàng)造舒適的操作條件，減輕疲憊，配置的座椅應能調節(jié)高度，以適應不同身高的操作工人使用。 大型閉式壓機的工作臺高度和前后尺寸都在750mm以上，操作時動作幅度大，下模高度超過1200mm時，操作工人的手臂、肩甚至頭部都要進入模區(qū)，安全防護較為困難。閉式壓機多為多模多人操作，大多需要站立操作，因此，在安排沖壓作業(yè)時，必須合計操的腿部、腰部動作幅度不宜過大，防止由于本身失去平衡而發(fā)生傷害事故，更不同

9、意操作工人蹲坐在工作臺上作業(yè)。 三 結構型式對安全的影響 曲柄壓機按其類型和特點分類，大致可有下幾種結構型式： 1 開式、閉式壓機 壓機按床身特點分為開式和閉式兩種。分別如圖5和6所示。 圖5 開式壓機機身 圖6 閉式壓機機身 1 拉緊螺栓 2上梁 3導軌 4立柱 5工作臺 6底座 開式壓機又稱駝背沖床或弓型沖床有前、左、右三個敞開的操作方向，作業(yè)比較方便，一般為單人操作。開式壓機承載時，機身要發(fā)生角變形，影響到滑塊運動的精度。因此，這種機身的結構型式只宜用于1000kN以下的小型沖壓機。 閉式壓機的機身為H形，只有前后兩個敞開的操作方向，一般為多人作業(yè)，由前面的操送料，后面的操取件。閉式壓機

10、承載時，立柱只有線變形，不發(fā)生角度變形。因此，不影響滑塊的運動精度。這種機身一般都用于大中型沖壓設備。 2 單動、雙動壓機 壓機按滑塊運動狀況及數(shù)量分為單動和雙動壓機。單動壓機一般用于沖裁、成形、淺拉伸；雙動壓機用于深拉伸，其滑塊運動速度較慢，相對比較安全。 3 單點、雙點、四點壓機 曲柄壓機的工作臺面尺寸大小不同，其滑塊尺寸也不同，為了保證滑塊運動精度，曲柄壓機分有一個曲柄、二個曲柄和四個曲柄，簡稱為單點、雙點和四點壓機。雙點和四點壓機的工作臺面較寬，常用于沖制汽車、拖拉機的外殼零件。有時在這些壓機上同時裝有幾副中、小型模具，采納一機多模多人作業(yè)方式，在這種狀況下，操作人員如果互相配合不當或

11、者聯(lián)系不好，極易發(fā)生傷害事故。 四 傳動系統(tǒng)對安全的影響 傳動系統(tǒng)包括齒輪傳動、皮帶傳動等機構。其作用是改變速比、降低轉速、傳遞扭矩。壓機通常是在沖擊載荷條件下工作的，因此，傳動件的工作狀態(tài)對設備的正常工作有較大的影響。為此，必須滿足傳動構件的強度和剛度條件，除保證正常傳動的必要條件外，同時還必須保證傳動構件的潤滑、緊固和支撐可靠，常常進行檢查、保養(yǎng)和修理，防止發(fā)生意外事故。 五 操縱系統(tǒng)對安全的影響 操縱系統(tǒng)包括離合器及其控制機構和制動器。 1 離合器及其控制機構對安全的影響 離合器是控制滑塊運動的裝置。沖壓加工時，轉動著的飛輪齒輪通過離合器的作用與靜止不動的曲軸結合，使曲軸轉動從而帶動滑塊

12、運動。沖壓加工完成后，飛輪與曲軸又通過離合器作用脫開，使曲軸停止轉動，從而停止滑塊運動。離合器按其結構可分為剛性離合器和摩擦離合器兩大類： 1 剛性離合器及其控制機構 如圖7所示為雙轉鍵離合器，它有二個轉鍵：工作鍵主鍵和填充鍵輔鍵，兩者通過拉板連接得以聯(lián)動。主鍵的作用是擔負傳遞全部沖壓工作行程的動力；鋪鍵的作用，一是調整模具時可使曲軸反轉，二是防止曲軸旋轉發(fā)生“超前現(xiàn)象。這種“超前現(xiàn)象是由于連桿機構的自重作用或其它原因如彈性卸料或壓料裝置的作用力造成曲軸轉速在工作行程或回程中發(fā)生短暫的超過大齒輪轉速的現(xiàn)象?！俺艾F(xiàn)象會造成主鍵與中套的撞擊。 圖7 雙轉鍵離合器 公稱壓力小于400kN的壓機也可

13、采納單轉鍵離合器只有主鍵。為了防止“超前現(xiàn)象，需配備起制動作用的制動器。 剛性離合器的控制機構只能在某一固定位置控制離合器的接合和脫開，它包括機械機構腳踏杠桿機構和電器一機械機構牽引電磁鐵一杠桿機構兩種。 如圖8所示是腳踏杠桿機構。操壓下踏板時，擋鐵尾板離位，離合器接合，曲軸轉動。曲軸旋轉一周后，擋鐵尾板復位，離合器脫開。這種控制機構簡單，構件不易損壞，但操作時容易因手腳配合不當或誤踩踏板發(fā)生傷害事故。 圖8 腳踏杠桿控制機構 1連桿 2拉桿 3復位彈簧 4踏板 5踏桿 如圖9所示是電磁吸動的控制機構。它由電器開關、繼電器等元件控制電磁鐵：電磁鐵通電時，銜鐵上吸，拉桿向下拉動打棒，由于打棒的臺

14、階面壓在齒條上面，使齒條也跟著向下并帶動齒輪和關閉器轉過一定角度。尾板在彈簧力作用下轉動，使離合器接合；電磁鐵斷電時，裝置在彈簧作用下重新復位，離合器脫開。 圖9 電磁鐵操縱的控制機構 1凸塊 2轉鍵尾板 3打棒 4臺階面 5關閉器 6齒條 7拉桿 8齒輪 9電磁鐵 10銜鐵 11擺桿 12機身 13銷子 如圖9所示的機構還可防止操作工人因沒有松開操縱踏板而發(fā)生連沖。其原理如下：曲軸旋轉一周后，隨曲軸一起旋轉的凸塊將打棒撞開，使齒條與打棒脫離，在下端彈簧的作用下齒條向上運動，經齒輪帶動關閉器回到原來位置，擋住尾板，使離合器脫開。假設要再次進行單次行程，必須先使電磁鐵斷電，讓打棒在彈簧作用下復位

15、并重新壓住齒條。 如圖10所示的控制電路也可在操作出現(xiàn)誤動時防止連沖現(xiàn)象。該電路由腳踏行程開關控制。單次行程時，切斷開關K，曲軸每旋轉一周時，由凸輪開關發(fā)出一次信號，這樣即使出現(xiàn)誤動作長時間壓合踏板，也不會發(fā)生連沖現(xiàn)象。但是凸輪行程開關TK動作超過一定次數(shù)后，也會發(fā)生故障，不能正常發(fā)訊，影響行程控制。因此，在使用中必須常常對凸輪開關維護檢查，定期改換。 圖10 開式壓機控制電路 2 摩擦離合器及其控制機構如圖11所示為氣動摩擦離合器的工作原理圖。摩擦離合器的主動部分為飛輪、主動摩擦盤，從動部分為主軸、從動摩擦盤，中間有摩擦片塊，飛輪內裝有環(huán)形氣缸和活塞，通過軸心的孔道通入壓縮空氣，推動活塞壓緊

16、摩擦片塊使主動摩擦盤與從動摩擦盤接觸并產生足夠的摩擦力，從而將飛輪系統(tǒng)的動力經摩擦盤傳至主軸，使滑塊產生往復直線運動。停止供氣時，依靠彈簧力將活塞推動，使主動摩擦盤脫離與從動摩擦盤的接觸，所以，從動摩擦盤未被帶動旋轉，飛輪呈空轉狀態(tài)。 圖11 氣動摩擦離合器原理圖 1主動摩擦盤 2從動摩擦盤 3主軸 4彈簧 5氣室 6活塞 7飛輪 摩擦離合器的控制機構是由電器一氣功一機械系統(tǒng)組成的機構。操作工人通過電器開關發(fā)出信號，使電磁氣閥動作，由氣閥控制氣流方向使離合器接合和脫離。凡控制電磁氣閥的元件都對安全影響較大，應該仔細檢查、及時修理、定期改換。特別是電磁氣閥本身對保證安全至關重要，必須保證其質量：

17、交流電磁氣閥故障較多，直流電磁氣閥故障較少；不同結構的氣閥中，水平運動的滑閥故障較多，垂直運動的提閥故障較少。目前使用的配氣閥均為電控閥，由一個先導閥控制主閥的動作。電磁鐵通電后，先導閥芯先開起，氣流使主閥開起，壓縮空氣進入離合器氣缸。電磁鐵斷電時，先導閥先關閉，彈簧使主閥關閉，離合器氣缸的剩余空氣排出。如圖12所示為二位三通電磁氣動空氣分配閥原理圖。如果先導閥內彈簧失效，閥芯不能復位，則離合器氣缸內常通壓縮空氣，就會造成滑塊連沖現(xiàn)象。 圖12 二位三通電磁氣動分配閥原理圖 1主閥 2彈簧 3先導閥 4電磁鐵 由此可見，控制機構對安全的影響較大，故要求對其常常檢查、修理，防止意外事故的發(fā)生。

18、3 從安全角度出發(fā)，可對剛性離合器和摩擦離合器作如下比較： 1 摩擦離合器利用摩擦傳遞扭矩，所以起動平穩(wěn)，無沖擊力；剛性離合器雖結構簡單、操縱方便，但結合和分開時沖擊力大，轉鍵容易突然折斷而使滑塊運動失去控制，出現(xiàn)連慣運動造成事故。 2 摩擦離合器可控制滑塊在任意位置停止；剛性離合器一般只能使滑塊在上死點停止，如需實現(xiàn)多個停止點，則要經過改裝。 3 摩擦離合器可實現(xiàn)滑塊的寸動行程在調整機床或安全模具時，常需要使滑塊作少量的移動叫做“寸動行程，操作時只要按下寸動行程按鈕即可；剛性離合器的壓機如果需要寸動，則需靠人工盤動飛輪來實現(xiàn)，不能用點動電動機的方法，因為此方法一是不安全，二是會使電動機發(fā)熱或

19、使保護線路出現(xiàn)故障。 總之，從安全角度出發(fā)，剛性離合器是不可靠的，有逐漸淘汰的趨勢，而由較安全的摩擦離合器代替。 2 制動器對安全的影響 制動器的作用是阻止曲軸慣性旋轉，使滑塊迅速制動，停止在要求的位置上。制動器還能起到平衡滑塊重量、防止滑塊墜落造成運動超前或引起離合器沖擊等現(xiàn)象的發(fā)生。 如圖13所示是一種帶式制動器，制動盤與曲軸用鍵連接裝固在一起，制動時依靠彈簧用力張緊鋼帶，帶式制動器在使用時，應注意適當調整制動彈簧的張力，防止鋼帶斷裂，還要防止摩擦制動帶沾油而降低摩擦系數(shù)。 圖13 帶式制動器 1鋼帶 2制動帶 3制動盤 4曲軸 5鍵 6彈簧 7螺母 另一種制動器是摩擦離合器式制動器。這種

20、制動器的結構與摩擦離合器的基本相同，又分為動力制動如氣動制動和電磁制動和彈簧制動。動力制動是用壓縮空氣的壓力或電磁力等壓力壓緊摩擦片塊起到制動作用；彈簧制動是用彈簧力壓緊摩擦片塊起到制動作用。采納彈簧制動時，如果彈簧調整不當，便容易使摩擦塊磨損，甚至導致各別彈簧折斷。使制動滯后，滑塊下滑距離過大。制定要求制動角為5°15°，如果超過此范圍，應及時調整制動器，防止滑塊下滑造成事故。 假設使壓機正常工作，就要合理地控制滑塊動作，這實質上就是以合理的程序控制離合器和制動器的動作。從操和的方便和安全出發(fā)，動作必須滿足以下要求： 1 離合器和制動器的動作必須互相協(xié)調，兩者的動作之間要

21、連鎖，即開機時制動器先脫開，離合器略微滯后一點時間再結合，如果沒有協(xié)調連鎖動作，就會發(fā)生離合器和制動器的互相干涉：有時離合器還未脫開，制動器就過早接合；或者制動器還未脫開，離合器就過早接合。這些狀況都會造成離合器和制動器的磨損、發(fā)熱，甚至損壞設備。 2 控制離合器和制動器的動作要靈敏、穩(wěn)定、可靠。這項要求對高速壓機尤為重要，否則，緊急停止和寸動行程就達不到預期效果。正常停機時，滑塊就不能準確地停止在上死點四周，還可能在連沖作業(yè)中發(fā)生第一次或最后一次行程乏力的現(xiàn)象。 另外，為保證離合器和制動器的正常工作，從而保證安全生產，還應了解不同行程規(guī)范下的離合器和制動器的工作狀態(tài)。如連續(xù)行程時，離合器接合

22、時間長，制動器工作時間短；單次行程和寸動行程時，離合器的接合和脫開、制動器的制動動作都會頻繁，極易發(fā)熱、磨損。因此，規(guī)定正常工作狀況下，單次行程的結合頻率不得高于行程次數(shù)的一半。 六 平衡器對安全的影響 大、中型壓機的滑塊較重，運行時不平穩(wěn)，重量較大的滑塊下行時，滑塊運動超前于連桿，在下死點處產生沖擊，回程時會使飛輪、電機負荷驟增，構成不安全隱患。 為了解決這一問題，在制定大、中型壓機時都采納了平衡器。如圖14所示，它能達到如下效果：滑塊運動比較平衡；改善制動器的工作條件，防止連桿折斷、制動器失靈而造成的滑塊墜落事故。 圖14 平衡器 a上提式平衡氣缸 b下托式平衡氣缸 由此可見，平衡器有利于

23、壓機的安全工作。 七 氣路系統(tǒng)對安全的影響 大、中型壓機的離合器、制動器、氣墊和平衡器一般都采納氣壓傳動，即所謂氣動。氣動動作迅速，便于維護，介質清潔，而且壓縮空氣便于集中供應和遠距離傳送。氣動最合適用于裝有摩擦離合器和制動器的大噸位壓機和高速壓機。 如圖15所示為JA31160B型閉式單點壓機的氣路系統(tǒng)簡圖。壓縮空氣經閘閥、氣水分開器和減壓閥后，分成兩條支路：一條經單向閥和平衡器儲氣罐進入平衡器；另一條路經離合器儲氣罐、油霧器和電磁配氣閥進入離合器氣缸。管路中還采納了壓力繼電器，當氣壓低于額定值時，壓力繼電器能使控制電路斷電，離合器脫開，以防止因氣壓不夠使離合器不能傳遞額定力矩面造成事故。

24、圖15 JA-160B型閉式單點壓機氣路系統(tǒng) 1氣源 2壓力表 3氣水分開器 4減壓閥 5離合器氣缸 6電磁配氣閥 7油霧器 8壓力繼電器 9離合器儲氣罐 10單向閥 11平衡器儲氣罐 12安全閥 13平衡器 14閘閥 為保證氣路系統(tǒng)安全工作，各種附件和氣閥應分別起到以下作用： 氣水分開器去除水份和雜質，使氣路及氣動裝置中得到潔凈而干燥的氣體；油霧器要保證氣動元件和氣缸的正常潤滑；壓力表要正確顯示各管路中氣壓狀態(tài)；減壓閥應能正確調節(jié)并穩(wěn)定氣路系統(tǒng)中的空氣壓力；各儲氣罐的安全閥要保證氣路的安全；單向閥要保證平衡器的安全。 總之，氣路中各元件應該常常維護、保養(yǎng)、保證氣路通暢，運行正常，使壓機堅持優(yōu)

25、良的工作狀態(tài)。 二、 沖壓模具結構對安全的影響 沖壓模具是沖壓加工的主要工藝裝備，沖壓制件就是靠上下模具的相對運動加工完成的。加工時由于上下模具之間不斷地分合，如果操作工人的手指不斷進入或停留在模具閉合區(qū)，便會對其人身安全帶來嚴重威脅。因此，對沖壓模具結構的安全性分析評價是十分必要的。 傷害事故不僅發(fā)生在模具的凸、凹模閉合區(qū)之間，而且也發(fā)生在凹模與托料板、導柱與導套、上模板與下模板等閉合區(qū)之間。所以，衡量沖壓模具安全與否，應從以下幾方面評價：送料取料時人手是否進入閉合區(qū)；定料時是否安全方便可靠；清理廢料時是否用手操作。 一 模具的典型結構及安全性分析 1 單工序模具 1 沖裁模 用于對板材進行

26、切斷、落料、沖孔、切邊、切口等分開工序。 1 切斷模 如圖16所示為單工序切斷模的結構示意圖。切斷模用于使材料的一部分與另一部分分開，但切離并不是沿封閉的輪廓進行。切斷模工作時，操作工人手持條料送入模內，利用定料板定位，然后用腳踩動開關起動滑塊，切斷材料。在切斷過程中，上、下模具均受側向 力作用，容易竄動，同時有向后及向上的力作用在條料上。為此，必須強化壓料力、防止條料彈跳。 圖16 切斷模 2 落料模 如圖17所示是帶有導向的單工序落料模結構示意圖。沖壓加工時，條料沿著導料板送進凹凸模之間，沖制件從條料上沿封閉輪廓線分開并通過凹?？茁┫?，而條料上形成的孔則牢牢地套在凸模上，當凸模持續(xù)上升時，

27、條料被卸料板擋住，使條料與凸模脫開，完成落料作業(yè)工序。這種剛性卸料料模操作時比較安全。 圖17 剛性卸料落料模 1凸模 2卸料板 3導料板 4凹模 5條料 6螺栓 7擋料銷 8下模板 9導柱 10導套 11上模板 12模柄 13墊板 14固定板 如圖18所示是彈性卸料落料模的結構示意圖。彈性卸料結構的下模敞開，所以容易發(fā)現(xiàn)沖制過程中的狀況，其定位和操和方法比剛性落料模方便，但容易軋手。 圖18 彈性卸料落料模 2 彎曲模 用于對材料進行彎曲、卷圓和扭曲等變形工序。 如圖19所示是具備導向裝置的彎曲模附有沖壓件圖及坯料展開圖。毛坯由頂板上的兩個定料銷定位。當滑塊帶動凸模向下運動時，毛坯就發(fā)生彎曲

28、變形。在彎曲過程中，毛坯始終夾持在凸模和頂板間。頂板對毛坯的壓力是利用彈簧安裝在下模下方，圖中未畫出通過頂桿來實現(xiàn)的。當凸模上升時，頂板又將工件向上推動脫出凹模，隨后卸料桿又將制件由凸模脫出。卸料桿對工件的卸料力是利用壓機上的橫打棒通過上頂桿獲得的。在彎曲模將坯件折彎成開口制件的過程中，可能會由于出料機構的缺陷而使制件卡在模內，影響取件，以至影響安全生產，發(fā)生傷害事故。 圖19 彎曲模 1卸料桿 2沖壓件 3定料銷 4頂板 5凹模 6下頂桿 7螺釘或銷釘 8下模板 9凸模 10導柱 11導套 12上模板 13模柄 14上頂桿 3 拉延模 用于把平面坯料拉成立體空心制件的工序。 如圖20所示是帶

29、有壓邊裝置的拉延模。沖壓時，將圓板坯件放在定位環(huán)內。當凸模下行時，壓邊圈給坯料一定的壓力。隨著凸模的下行，坯件被凸模帶入凸凹模的間隙中，最后形成圓筒形。凸模上行時，筒形工件因彈性而張開，被凹模下方的孔肩卡住，然后靠自重沿下模板的孔洞落下。這種出件比較安全可靠。 圖20 拉延模 1模柄 2上模板 3螺釘 4凸模固定板 5凸模 6螺釘 7彈簧 8壓邊圈 9螺釘 10定位環(huán) 11凹模 12螺釘 13下模板 14制件 4 成形模 用于對坯料進行翻孔、翻邊、卷邊、擴口、壓平等局部變形工序。 如圖21所示是翻孔模，它將坯件的內緣翻成立邊，以提升制件的剛性。 圖21 翻孔模 如圖22所示是局部成形模。它將板

30、料局部成形，以達到所要求的形狀并提升制件剛性。 圖22 局部成形模 上述各類單工序彎曲模、拉延模、成形模，其所加工的零件大多為單件片狀、立體形坯料。因此，送料時必須采用相應的安全措施，以有效地保證作業(yè)的安全。 2 復合模 在滑塊一次行程中，坯料在沖模內經過一次定位能夠同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的一套沖壓模具稱為復合模。不同制件可采納不同的沖壓工序組合，所以，復合模也各不相同。按工序組合數(shù)量的多少，分為二類： 1 二工序組合的復合模 如落料沖孔模如圖23所示、拉延成形成模如圖24所示、落料拉延模如圖25所示。還有其它如修邊與沖孔、落實與成形、沖孔與翻邊等工序的組合。 圖23 落料沖孔模 圖2

31、4 拉延成形模 圖25 落料拉延模 2 三工序組合的復合模 如落料拉延沖孔模如圖26所示、落料拉延成形模如圖27所示等等。 圖26 落料拉延沖孔模 圖27 落料拉延成形模 沖壓生產中采納復合模能減少復雜沖制件的加工工序，從而達到減少傷害事故的發(fā)生概率，提升安全系數(shù)，增加產量。但復合模結構復雜、制造困難。 3 連續(xù)模 壓機一次沖程中，在模具的不同部位上同時完成數(shù)道工序的模具稱為連續(xù)模。連續(xù)模相當于幾套單工序沖模裝在同一塊上、下模板上形成一套沖壓模具。常用的連續(xù)模有由幾種沖裁單工序組合而成；由沖裁單工序和變形單工序組合而成。連續(xù)模按所需完成的單工序數(shù)可分為二工位連續(xù)模和多工位連續(xù)模。 1 二工位連

32、續(xù)模 如圖28所示是用于沖裁的、由側刃定位的二工位連續(xù)模。側刃用來切去條料邊上的一塊材料，所切寬度B正好等于工位之間的距離，也就是送進一次條料的距離簡稱頻距或進距，條料再次送進時用導尺上的臺階定位。這種側刃定位的連續(xù)模定位結構比臨時擋料銷和固定擋料銷的定位結構準備，并且操作方便。 圖28 二工位連續(xù)模 2 多工位連續(xù)模 如圖29和圖30所示是用多工位連續(xù)模加工的沖壓件坯料圖。 圖29 沖壓件坯料圖 彎曲切斷 彎曲 沖孔側刀截形 圖30 沖壓件坯料圖 六工步 五工步 四工步 三工步 二工步 一工步 修邊 翻孔 沖孔 拉延 拉延 拉延 連續(xù)模與復合模一樣，能在滑塊一次行程內完成多道工序，達到減少工

33、序、提升生產效率的目的。其不同點在于復合模是將多道單工序模集中在一個工作位置上，而連續(xù)模則將多道單工序模分排在不同的幾個工作位置上，其所用的坯料必須是條料或卷料，沖制件在壓制過程中必須經過多次定位定位次數(shù)與工位次數(shù)相等。連續(xù)模比復合模的作業(yè)效率高，清理廢料和出件較容易，作業(yè)更安全。 二 模具結構的安全要求 關于需要多道工序完成的沖制件，應盡量采納復合模或連續(xù)模。關于批量較大的沖制作，應盡量采納自動化、機械化的送出料裝置，實現(xiàn)自動沖壓。不能實現(xiàn)自動沖壓時，應合計采納安全保護裝置和措施。 手工送料、取件時，模具相應部位應盡量合計留手部位。在上下模之間或模板之間應合計用圓弧面、凹槽、斜面，以減少危險

34、面。沖壓模具結構中有相對運動的部位應設有防護罩或防護裝置。模具可動部分如壓料圈、打料板、斜楔等要有行程限位裝置，防止工作時彈出或被其它零件帶出。模具在工作時應保證優(yōu)良的視野，不應有特別物體遮擋下模工作表面，以影響觀察視線。 三 模具的主要零件、作用及安全要求 1 工作零件 凸凹模是直接使制作成形的工作零件，因此，它是模具上的關鍵零件。凸凹模不但精密而且復雜，它應滿足如下要注： 1 應有足夠的強度，不同意在沖壓過程中斷裂或破壞； 2 對其材料及熱處理應有適當要求，防止硬度太高而脆裂。 2 定位零件 安是確定壞件安裝位置的零件，有定位銷板、擋料銷板、導正銷、導料板、定距側刀、側壓器等。制定定位零件

35、時應合計操作方便，不應有過定位，位置要便于觀察，最好采納前推定位、外廓定位和導正銷定位等。 3 壓料、卸料及出料零件 壓料零件有壓邊圈、壓料板等。壓邊圈可對拉延坯料加壓邊力，從而防止坯料在切向壓力的作用下拱起而形成皺折。壓料板的作用是防止坯料的移動和彈跳。頂出器、卸料板的作用是便于出件和清理廢料。它們由彈簧、橡膠和設備上的氣墊推桿支撐，可上下運動，頂出件制定時應具有足夠的頂出力，運動要有限位。卸料板應盡量縮小閉合區(qū)域或在操作位置上銑出空手槽。暴露的卸料板的四周應設有防護板，防止手指伸入或異物進入，外露表面棱角應倒鈍。 4 導向零件 導柱和導套是應用最廣泛的一種導向零件。其作用是保證凸、凹模在沖

36、壓工作時有準確的配合間隙。因此，導柱導套的間隙應小于沖裁間隙。導柱設在下模座，要保證在沖程下死點時，導柱的上端面在上模板頂面以上最少510mm。導柱應安排在遠離模塊和壓料板的部位，使操的手臂不用越過導柱送取料。 5 支承及夾持零件 它包括上下模板、模柄、凸凹模固定板、墊板、限位器等。上下模板是沖模的基礎零件，其它各種零件都分別裝固在上面。模板的平面尺寸、尤其是前后方向應與制件相適應，過大過小均不利于操作。 有些模具落料、沖孔類模具為了出件方便，需在模架下設墊板。這時墊板最好與模板之間用螺釘連接在一起，兩墊板的厚度應絕對相等。墊板的間距以能出件為準，不要太大，以免模板斷裂。 6 緊固零件 它包括

37、螺釘、螺母、彈簧、柱銷、墊圈等，一般都采納標準件。沖壓模具的標準件用量較多，制定選 用時應保證緊固和彈性頂出的需要，避免緊固件暴露在表面的操作位置上，防止碰傷人手和妨礙操作。 四 模具制定的安全要點 在結構上應盡量保證進料、定料、出件、清理廢料的方便。關于小型零件的加工要嚴禁操的手指、手腕或身體的其他部位伸入模區(qū)作業(yè)；關于大型零件的加工，模具假設要求操手入模內作業(yè)時，要盡可能減少入模的范圍，盡可能縮短身體某部位在模內停留的時間，并應明確模具危險區(qū)范圍，配備必要的防護措施和裝置。 模具上的各種零件應足夠的強度及剛度，防止使用過程中損壞和變形，緊固零件要有防松動措施，避免意外危及操。 不同意在加工

38、過程中發(fā)生廢料或工件飛彈，影響操的注意力，甚至擊傷操，另外要避免沖裁件毛刺割傷人手。不同意使操在進行沖壓操作時有過大的動作幅度，避免出現(xiàn)使身體失去穩(wěn)定的姿勢；不同意在作業(yè)時有過多和過難的動作。盡量避免沖壓加工時造成激烈的噪聲和振動。模具制定應在總圖上標明模具重量，便于安裝，保證安全。20kg以上的零件加工應有起重搬運措施，減輕勞作強度。裝拆模具零件時應方便安全，避免有夾手、割手的可能；模具要便于解體存放。總之，模具中的哪怕是細小的問題都會影響安全，只有對每種作業(yè)中的具體問題進行剖析，才能提出模具中的安全注意事項。因此，上述原則僅供制定人員參照。 三、 沖壓作業(yè)方式對安全的影響 沖壓作業(yè)包括送料

39、、定料、操縱設備、出件、清理廢料、給模具和坯件上油、工作點的布置等操作動作。這些操作動作常常互相關聯(lián)，形成一套完整的工作程序。沖壓作業(yè)方式合理與否，對制件的質量、作業(yè)的效率和人身安全都有直接影響。因坯料、模具、設備和制作的不同，其作業(yè)方式也各不相同。下面重點分析作業(yè)方式中與安全關系較大的幾個工序。 1 送料 將坯料送入模內的操作稱為送料。送料操作在滑塊馬上進入危險區(qū)之前進行，所以，必須特別注意操作的安全。 毛坯的形狀有卷料、條料、片料和各種形狀的立體形坯料，其送進方式也各不相同。 1 卷料 卷料是實現(xiàn)沖壓作業(yè)的機械化、自動化的最合適的坯料之一。機械化自動送料裝置可以將卷料進行開卷、校平、自動送

40、入模內。由于機械化送料裝置與滑塊機械聯(lián)鎖，所以送料的動作節(jié)奏與滑塊動作能夠協(xié)調一致，操不需用手在模區(qū)內操作，屬于安全作業(yè)。但當送料機構或模具發(fā)生故障，而需要操調整時，必須十分注意安全。如果沒有配備自動送料裝置，則也可用卷料進行手工送料，只要操手不入模，也屬于安全作業(yè)。 2 條料 它是由剪板機剪裁成長條狀的坯料。條料可以用于各種中、小零件的落料、沖孔、連續(xù)拉延等各種工序。操作時可以采納自動送料裝置自動送進模內，也可由操按滑塊運動節(jié)奏用手不斷推送入模，在送料操作過程中不會進入模內，這種送料形式屬于安全作業(yè)。但在條料手工送料操作中，以下作業(yè)是危險作業(yè)： 1 切斷模或用于將廢料切碎的其它模具進行最后尾

41、件切料加工時； 2 某些落料、沖裁、成形模條料尾件送入模內時。 為了解決作業(yè)的安全，有些作業(yè)可以將條料調頭轉過180°送入模內沖壓加工。 3 片料 單件薄形平板坯料稱為片料。如經落料或切斷后的薄形制作，常作為后續(xù)工序的坯料。片料一般有以下四種送料方式： 1 料頭存料，機械化送料； 2 料推料送入模內，手不進入?？谒土希?3 采納手工工具送料； 4 手持坯件入模送料。 前三種是安全作業(yè)，第四種是危險作業(yè)。目前單件片料的手工送料方式在沖壓作業(yè)中還占有相當大的比例，特別是各種大、中型零件的拉延、彎曲、成形等工序均采納這種送料方式，沖壓安全防護裝置也是以這種操作方法為依據(jù)執(zhí)行各種人身保護的。

42、 4 立體形狀的各類坯料 此類坯件在修邊、整形、沖孔等后續(xù)工序中間工序和末道工序中的送料方式一般要比片料的送料方式難度大，尤其是大件。送料操作時，手要進入模區(qū)，而且停留的時間較長，因此危險性比片料更大。采納這種送料方式時應執(zhí)行重點保護。 2 定料 將坯料限制在模具的某一固定位置上的操作稱為定料，又稱為定位。定料操作是在送料操作完成后進行的，它處在滑塊馬上下行的隨時，因此，比送料操作具有更大的危險性。由于定料的方便程度直接影響到作業(yè)的安全，所以決定定位方式時要特別合計其安全程度。上述各種不同坯料的定位方式大致有以下幾種： 1 擋料銷 如圖31所示是一種安裝在凹模上的固定擋料銷。這種定位裝置結構簡

43、單、使用方便，適用于帶有剛性卸料裝置或彈性卸料裝置的沖模。 圖31 固定擋料銷 1凸模 2坯料 3凹模 4固定擋料銷 如圖32所示是一種安裝在固定卸料板上的活動擋料銷。它與彈簧安裝在一起，擋料銷可作軸向移動，便于操作。工作時，條料向前推動，擋料銷被頂起，當擋料銷落入廢料孔內后，要將條料反向拉靠，使條料得以定位。 圖32 活動擋料銷 1彈簧片 2擋料銷 3固定卸料板 如圖33所示是一種安裝在彈性卸料板上的擋料銷。這種定位方式操作更加方便，坯料送進時既不必象固定擋料銷那樣套進套出，也不必象圖32所示的擋料銷那樣需要有往后拉 的動作。 圖33 活動擋料銷 1擋料銷 2彈性卸料板 3彈簧 還有一種擋料

44、銷是臨時擋料銷。在使用連續(xù)模作業(yè)時，當條料或卷料被送進并沖制第一個零件時，常用到臨時擋料銷。 固定及活動擋料銷都用于每沖制一次需將坯料定位一次的場合，而臨時擋料銷只是在條卷料剛被送入而沖制前幾個制件時使用，以后各次沖壓時，便不再使用。當然，改換新的條料時，又需要重新使用臨時擋料銷。 2 定位板、導板、定位銷、定料 如圖34、35、36所示是用于單個毛坯料的定位板或定位銷，它們既可用于毛坯料的外輪廓定位，也可以用于內孔定位。有時為了提升定位精度，還可在模具上增設側壓裝置，使條料緊靠一側的導尺定位。如圖37所示就是側壓裝置的一種。 圖34 用于外輪廓定位的定位板銷 圖35 大型孔的定位板 圖36

45、中、小孔的定位銷 圖37 側壓裝置 1導尺 2壓塊 3簧片 3 導正銷 導正銷主要用在連續(xù)模上對條料上的孔定位，也可用在其它模具上對單個毛坯料的孔定位，以保證沖壓件外形與內孔的位置精度。為了正確導正，在設置正銷的同時，模具還常附加固定或活動擋料銷等粗定位零件，導正銷則作為精定位用。這種采納上模在運動過程中導正定位的方法比較方便。操先將毛坯件按外廓粗定位，其定位精度要求低，操作時比較方便，接著在上模閉合過程中，倒錐形的導正銷導入工藝孔內，進行內孔終定位。這種定料方式簡單、安全、可靠、可以推舉采納。 4 定距側刃 它是通過側刃切去條料卷料旁邊少量的材料，使條卷料形成臺階，從而得到定位。 工藝孔定位

46、操作不便，不易實現(xiàn)連續(xù)行程，很少采納。與它相比，側刃切口定位方法可以較顯然地提升生產率，有較高的定位精度，并便于實現(xiàn)沖壓自動化。定距側刃切口定料一般適用于厚度小于0.5mm且較脆的材料，并要求沖壓件窄長，送進步距小于68mm。 如圖38所示的是常用的定距側刃結構；圖a所示的是條料一次送進步距步距等于側刃寬度B的狀況。圖b是一種改善形式，其定位精度較高。因為定位臺階處有空槽形成的間隙。使該處的毛刺不致影響定位精度。圖c的優(yōu)點是不浪費坯料，但一次送進時，條料要往后拉，操作不如前兩者方便。 圖38 定距側刃 1側刃 2條料 3空隙 4擋銷 沖壓作業(yè)中，采納的定位方式合理與否，不僅關系到產品質量，而且關系到人身安全。所以，合計坯料定位問題必須遵循一定的原則。 定位方向和位置必須與人們的生理、習慣相適應。比如右手操作一般要比左手操作可靠有力，右轉比左轉靈活等。因此，單人操作時，送料方向以從右到左或從前到后為宜，從右至左送料時，導向點應設在后側，從前向后送料時，導向點應在左側。 多道工序分別沖制時，上下工序的定位形式力求一致，目標要鮮亮，不需操目視尋找。多道工序聯(lián)合沖壓時，應設有初始和最終定位。 對非對稱外形的坯料定位時，定位方式應有防反作用。為保證坯料定位