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沖壓機械傷害如何預防

時間:2017-02-14   瀏覽次數:1384


  在壓力加工行業,物體打擊傷害事故性質很嚴重,原因有三:

  1.壓力加工機械如機械壓力機、液壓機、鍛錘、剪沖床等,都是靠巨大的能量來工作的。

  2.造成傷害的起因物或致害物大多是由模具、工裝、工具引起的,靠設備本身的防護難以奏效,一般要從工藝上采取措施。

  3.傷害方式無規律性,起因物、致害物的飛出彈出很難確定方位。由此可見,壓力加工行業的物體打擊傷害事故有其本身的特點,防范措施的采取必須有針對性,否則很難奏效。

  產生物體打擊的原因

  在壓力加工過程中造成物體打擊傷害的因素主要有以下幾種:

  1.因使用不當或結構不合理造成應力集中,最后導致模具損壞,模具碎塊飛出。

  2.模塊本身缺陷,如表面裂紋、疲勞裂紋、硬度太大等,造成模具碎塊飛出。

  3.模具、工具材料選用不當,造成模具、工具局部破損飛出、彈出。

  4.模具與設備不匹配,模體變形、損壞,碎塊飛出。

  5.間隙沒及時調整,造成模具、工具崩裂,碎塊彈出。


  防范措施

  根據上述原因分析可知,產生物體打擊的內在原因是因為模具、工具的整體或局部損壞以后,造成碎塊飛出或彈出引起的,防范的重點也在此。壓力加工所用的模具、工具材料大多是合金鋼、碳素工具鋼和硬質合金,它們都有一個共同的特點:強度硬度較高,塑性韌性相對較低,這對金屬變形相當有利但對操作者的安全卻不利。怎樣才能兼顧兩者?根據多年來的經驗,筆者認為從改進工藝方法入手,尋找防范措施,效果較好,方法也簡單易行,且節約成本。

  工藝改進主要考慮的是減少應力集中,提高模具、工具的塑性。一般的情況下,應力集中越嚴重,越容易引起模具局部破損;模塊的塑性越差,越容易造成模具裂紋。減少應力集中,提高塑性有以下方法可供選擇:

  預熱法

  從提高工具、模具內在性能出發提高塑性。

  1.對使用一段時間后的模具、工具,定期進行預熱處理,預熱溫度控制在金屬的相變溫度以下,這樣對強度影響不大,但可消除應力集中,提高塑性。一般溫度控制在300℃~400℃,然后用肉眼或探傷的方法進行表面檢查,消除有關缺陷。

  2.寒冷季節(室溫低于10℃)每天開工前用200℃~300℃的溫度預熱模具、工具、錘頭、滑塊,減小變形抗力增強其塑性。

  3.熱加工用模具、工具的冷卻要注意冷卻水的溫度不要太低,不要采用急冷,一般要保證冷卻水的溫度大于50℃。

  結構優化法

  從優化工具幾何結構出發減少應力集中。

  除了注意在模具、工具的外表、邊緣要避免尖角、銳角,還要注意:

  1.注意"三心并一心"。工件的受力中心、模具的幾何中心和壓機的壓力中心"三心合一",這樣可以避免因偏心造成的應力集中損壞模具。

  2.上模面對操作者的一面盡量做成斜面,不但可增加操作空間,而且可減少因頻繁使用,模具棱角在應力的作用下變形、損壞從而彈出的概率。

  3.對沖裁加工要保證凸模的硬度略小于凹模HRC5(硬度值)左右;對沖裁直徑小于2毫米的細小孔時,沖頭的導向套要盡量長;連續沖裁時第一個孔要避免單邊或不對稱,目的都是為了減少凸模損壞彈出的風險。

  4.模具的卸料板和上、下模之間要盡量密閉,特別是靠近操作者的一面。

  5.擠壓加工能量很大,擠壓模具的入口角a對單位擠壓力影響很大,當α=40°~60°角時變形抗力最小,對提高安全性能很有幫助。

  合理選材法

  實踐證明,鋼中碳化物分布不均造成晶粒分布也不均,對鋼材的塑性、韌性影響很大,因此,模具選材時一個通用的原則就是控制奧氏體晶粒,盡量選本質細晶粒鋼(晶粒度>6級),且分布要均勻。另外還可注意以下幾點:

  1.大型金屬模具中鑄造組織缺陷(偏析、夾雜、疏松等)要盡量少,要想法消除,鑲塊模的外模套要盡量用鍛壓模塊。

  2.受力較大的金屬模具在開型腔時要注意金屬的流線方向,使拉應力的方向盡量和流線一致。

  3.對擠壓加工來講,要根據擠壓模具所能承受的單位壓應力,來確定允許的變形程度,當總變形程度超過此值時,要把擠壓分成多道工序,以免因單位擠壓力超過模具所承受的限度損壞模具。

  4.壓力加工所用的操作工具其選材也很有講究,一般操作工具的選材都選比較軟的低碳鋼或鋁合金,這樣可以避免因操作工具使用不當造成的傷害。

  防止偏心打擊

  1.經常調整壓機導軌、滑塊和模具的導柱、導套間隙,防止偏心打擊。

  2.剪切機床除了要注意調整上下刀片的間隙外,還要注意使用好壓料板,這可避免剪料過程中因反彈、錯移造成刀具刃口崩裂。

  3.沖裁時盡量應用定位裝置:定位面板,沖孔定位蓋板等,減少偏心沖裁的可能性。

  設備匹配法

  要根據所要完成的工藝性質,批量大小,工件的幾何尺寸和精度等級選設備的類型。從安全的角度考慮,一般是開式壓力機(C型床身)沒有閉式壓力機好;機械壓力機沒有液壓機好;自由鍛錘沒有模鍛錘好。當然還要根據現場的實際情況來定,不可一概而論。另外,還要注意:

  1.壓力機的臺面尺寸應大于模具的平面尺寸,并留有固定模具的余地,臺面上的漏料孔應與要進行的工藝相適應。

  2.鍛錘的下砧寬度和上砧尺寸要相配,下砧長度要略大于上砧。鍛模的燕尾接觸面要和設備的噸位相配,接觸面須保持干凈,不得有雜物嵌入。

  3.壓力機的最大裝模高度≤Hmax-5mm(Hmax壓機的最大行程)。

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