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如何预防冲压机械的伤害事故?

信息来源:plantb2b.com  时间:2008-10-10  浏览次数:66

  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。

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