沖壓作業的安全技術措施范圍很廣,它包括改進沖壓作業方式,改革沖模結構,實現機械化自動化,設置模具和設備的防護裝置等。
實踐證明,采用復合模、多工位連續模代替單工序的危險模,或者在模具上設置機械進出料機構,實現機械化自動化等都能達到提高產品質量和生產效率,減輕勞動強度,方便操作,保證安全的目的,這是沖壓技術的發展方向,也是實現沖壓安全保護的根本途徑。
在沖壓設備和模具上設置安全防護裝置或采用勞動強度小、使用方便靈活的手工工具,這也是當前條件下實現沖壓作業大面積安全保護的有效措施。
由于沖壓作業程序多,有送料、定料、出料、清理廢料、潤滑、調整模具等操作,所以沖壓作業的防護范圍也很廣,要實現不同程序上的防護是比較困難的。目前,沖壓作業中所采取的各種安全措施可歸納為防止以下兩種失誤:
第一種是人手尚未離開模區時沖模閉合。這種情況一般采取隔離保護:滑塊下移過程中手不會直接進入危險區。如用手工工具、模具防護罩、機械進出料裝置等;滑塊下移終止前手不會進入危險區。如單人雙按鈕開關、多人雙按鈕開關等;滑塊下移過程中能把停留在危險區的手推出。如機械拉手、推手和拔手裝置。
第二種是沖模即將閉合的瞬間伸手入模。這種情況采取自動保護:滑塊下移過程中或即將到達下死點時,人手進入危險區時,滑塊立刻停止。如光電式自動保護裝置等。
下面分別介紹各種形式的安全防護措施。
一、 手用安全工具
(一) 手用安全工具種類
使用安全工具操作時,將單件毛坯放入凹模內或將沖制后的零件、廢料取出,實現模外作業,避免用手直接伸入上下模口之間裝拆制件,保證人體安全。
目前,使用的安全工具一般根據本企業的作業特點自行設計制造。按其不同特點大致歸納為以下五類:
1. 彈性夾鉗
如圖1所示,它是根據制件的不同形狀而設計制造的,其體積小、重量輕、通用性強、勞動強度小、操作簡單靈活,適用于鉗夾各種輕型、重量在0.5kg以下的薄料加工零件。如圖形拉延件、小管子制件以及壓平、沖孔的薄形小零件。
見表
圖1 彈性夾鉗
2. 專用夾鉗(卡鉗)
如圖2所示,它也是根據制件的不同形狀而設計制造的,操作簡單方便,勞動強度不高,適用于鉗夾較厚的或表面積較大的、重量在0.5kg以上的各種沖壓制件。
見表
圖2 專用夾鉗
3. 磁性吸盤
如圖3所示,有永磁吸盤和電磁吸盤。它適用于吸取各種鋼質薄片型平整的沖制零件。可調永磁吸盤通用性較強,吸力可在一定范圍內調整。固定式永磁吸盤還有單頭和雙頭二種。
見表
圖3 磁性吸盤
1―永磁鐵 2―磁鐵座 3―調節螺母 4―連接管 5―木柄電磁吸鐵盤
1―導把 2―微動開關 3―連接管 4―連續螺釘 5―磁罩 6―絕緣板 7―磁芯 8―線圈
4. 真空吸盤
如圖4所示,它適用于吸取各種鋼質、銅質、鋁質和膠木制成的片狀平整沖制零件。
見表
圖4 真空吸盤
1―橡皮吸頭 2―鋼管 3―彈性銅片 4―木柄
5. 氣動夾盤
如圖5所示,它適于夾持形狀復雜的大型覆蓋件,它能減輕勞動強度。
見表
圖5 氣動夾盤
(二) 手用安全工具的使用注意事項:
1. 手用安全工具一般用于小型制件的加工,廣泛用于開式壓機上,使用手用安全工具要求實行單次行程操作,工具的長度要適當,禁止持手部位進入模具的危險位置。
2. 開式壓機上雖已設置保護裝置,但單件送料應盡量堅持使用工具,防止保護失靈造成事故。
3. 手用工具應盡量采用輕金屬或非金屬材料制造,防止操作失誤時造成模具或設備損壞。
二、 模具防護措施
內容包括在模具周圍設置防護板(罩);通過改進模具減少其危險面積,擴大安全空間;設置機械進出料裝置,以此代替手工進出料方式,將操作者的雙手隔離在沖模危險區之外,實行作業保護。
(一) 模具防護罩(板)
設置模具防護罩(板)是實行安全區操作的一種措施,模具防護的形式較多,簡介如下:
(1) 如圖6所示為固定在下模的防護板。坯料從正面防護板下方的條縫中送入,防止送料不當時將手伸入模內。
見表
圖6 開有送料槽孔的防護板
(2) 如圖7所示為固定在凹模上的防護柵欄。它由開縫的金屬板制成,可從正面和側面將危險區封閉起來,在兩側或前側開有供進退料用的間隙。使用柵欄時,其橫縫必須豎直開設,以增加操作者的可見度和減輕視力疲勞。
見表
圖7 固定式防護板
(3) 如圖8所示為折疊式凸模防護罩。在滑塊處于上死點時,環形疊片與下模之間僅留出可供坯料進出的間隙,滑塊下行時,防護罩輕壓在坯料上面,并使環片依次折疊起來。
見表
圖8 折疊式防護罩
(4) 如圖9所示為錐形彈簧構成的模具防護罩。在自由狀態下彈簧相鄰兩圈的間隙不大于8mm,這樣即封閉了危險區,又避免了彈簧壓傷手指的危險。
見表
圖9 錐形彈簧防護罩
(二) 模具結構的改進
在不影響模具強度和制件質量的情況下,可將原有的各種手工送料的單工序模具加以改進,以提高安全性。具體措施如下:
(1) 將模具上模板的正面改成斜面(圖10a)。
(2) 在卸料板與凸模之間做成凹槽或斜面(圖10b)。
(3) 導板在剛性卸料板與凸模固定板之間保持足夠的間隙,一般不小于15~20mm(圖10c)。
(4) 在不影響定位要求時,將擋料銷布置在模具的一側(圖10d)。
(5) 單面沖裁時,盡量將凸模的凸起部分和平衡擋塊安排在模具的后面或側面(圖10e)。
(6) 在裝有活動擋料銷和固定卸料板的大型模具上,用凸輪或斜面機械控制擋料銷的位置(圖10f)。
見表
圖10 在模具結構上擴大安全操作空間
(三) 模具上設置進出料機構
為了改善沖壓作業的操作條件,通常在一些中小型且形狀簡單的模具上增設簡單的進出料裝置。
1. 簡易手工送料裝置
如圖11所示是沖制碗形零件類采用的手工簡易送料裝置。將凹模的上平面切去寬度稍大于坯料直徑、深度為2mm的送料槽,并加裝固定導板,導板長度上可放2~3個坯料。操作時,只要用手推動坯料,使坯料沿著導板滑入凹模,達到送料目的,除此送料裝置外,還可采用如圖12所示的滑板式送料裝置。
見表
圖11 手工簡易送料裝置圖
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圖12 滑板式手工送料裝置
上述兩種送料裝置結構簡單,操作方便,安全可靠,適用于某些漏模出件的模具。
2. 機械送料裝置
(1) 活動模 如圖13所示,操作時將沖制零件裝入凹模(此時凹模位置在凸模的外側)踩動腳踏開關時,先由氣缸的活塞桿把凹模拉入凸模下方,接著凸模下降,即行沖制。放開開關,沖頭回程,凹模立刻由活塞桿推出,取下沖制件,如此重復操作。也可采用旋轉式加料,將凹模旋轉到安全位置,放好坯料然后再旋轉到工作位置進行沖壓。
見表
圖13 活動模具裝置示意圖
(2) 杠桿式送料裝置 在模具前設置儲料槽(斗)利用滑塊動力將坯件送進模內。如圖14和圖15分別是杠桿式和楔鐵杠桿式送料裝置。這類裝置機構簡單、使用方便,適用于厚度大于1.5mm以上的平整、無毛刺的坯件。
見表
圖14 杠桿式送料裝置
見表
圖15 楔鐵杠桿式送料裝置
采用楔鐵機構時,楔鐵不宜直接推動滑桿送料,防止因強制推進而造成機構損壞。
3. 機械出料裝置
(1) 滑板式出料裝置 如圖16所示,它主要由曲柄、滑板、連桿等組成,接料斗焊在滑板上,滑板上開有兩個通孔,套在兩根平行的滑動桿上,可作往復運動。自由狀態時,由拉簧將機構停止在圖示位置,當凸模下移時,固定在凸模上的觸桿隨之一起向下,并壓動曲柄,使其作逆時針回轉,從而使接料斗向右移動,離開凸模工作位置,滑塊回程上升至終點時,退料機械復位。
見表
圖16 滑板式退料裝置
1―觸桿 2―曲柄 3―
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