生產(chǎn)技術(shù)輔導(dǎo):鍛壓和沖剪機(jī)械

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二、鍛壓和沖剪機(jī)械
    (一)鍛壓機(jī)械
    1.鍛壓機(jī)械的危險(xiǎn)因素
    鍛造是金屬壓力加工的方法之一,它是機(jī)械制造生產(chǎn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。根據(jù)鍛造加工時(shí)金屬材料所處溫度狀態(tài)的不同,鍛造又可分為熱鍛、溫鍛和冷鍛。熱鍛指被加工的金屬材料處在紅熱狀態(tài)(鍛造溫度范圍內(nèi)),通過(guò)鍛造設(shè)備對(duì)金屬施加的沖擊力或靜壓力,使金屬產(chǎn)生塑性變形而獲得預(yù)想的外形尺寸和組織結(jié)構(gòu)。
    在鍛造車間里的主要設(shè)備有鍛錘、壓力機(jī)(水壓機(jī)或曲柄壓力機(jī))、加熱爐等。生產(chǎn)工人經(jīng)常處在振動(dòng)、噪聲、高溫灼熱、煙塵,以及料頭、毛坯堆放等不利的工作環(huán)境中,因此,對(duì)操作這些設(shè)備的工人的安全衛(wèi)生應(yīng)特別加以注意;否則,在生產(chǎn)過(guò)程中將容易發(fā)生各種安全事故,尤其是人身傷害事故。
    在鍛造生產(chǎn)中易發(fā)生的外傷事故,按其原因可分為3種:
    (1)機(jī)械傷——由機(jī)器、工具或工件直接造成的刮傷、碰傷。
    (2)燙傷。
    (3)電氣傷害。
    2.鍛造車間的特點(diǎn)
    從安全技術(shù)勞動(dòng)保護(hù)的角度來(lái)看,鍛造車間的特點(diǎn)是:
    (1)鍛造生產(chǎn)是在金屬灼熱的狀態(tài)下進(jìn)行的(如低碳鋼鍛造溫度范圍在1250—750℃之間),由于有大量的手工勞動(dòng),稍不小心就可能發(fā)生灼傷。
    (2)鍛造車間里的加熱爐和灼熱的鋼錠、毛坯及鍛件不斷地發(fā)散出大量的輻射熱(鍛件在鍛壓終了時(shí)仍然具有相當(dāng)高的溫度),工人經(jīng)常受到熱輻射的侵害。
    (3)鍛造車間的加熱爐在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵排入車間的空氣中,不但影響作業(yè)環(huán)境,還降低了車間內(nèi)的能見(jiàn)度(對(duì)于燃燒固體燃料的加熱爐,情況就更為嚴(yán)重),因而也可能會(huì)引起工傷事故。
    (4)鍛造生產(chǎn)中所使用的設(shè)備如空氣錘、蒸汽錘、摩擦壓力機(jī)等,工作時(shí)發(fā)出的都是沖擊力;設(shè)備在承受這種沖擊載荷時(shí),本身容易突然損壞(如鍛錘活塞桿的突然折斷),而造成嚴(yán)重的傷害事故。壓力機(jī)(如水壓機(jī)、曲柄熱模鍛壓力機(jī)、平鍛機(jī)、精壓機(jī))、剪床等在工作時(shí),沖擊性雖然較小,但設(shè)備的突然損壞等情況也時(shí)有發(fā)生。操作者往往猝不及防,也有可能導(dǎo)致工傷事故。
    (5)鍛造設(shè)備在工作中的作用力是很大的,如曲柄壓力機(jī)、拉伸鍛壓機(jī)和水壓機(jī)這類鍛壓設(shè)備,它們的工作條件雖較平穩(wěn),但其工作部件所發(fā)出的力量卻是很大的(如我國(guó)已制造和使用了12000 t的鍛造水壓機(jī)。就是常見(jiàn)的100~150t的壓力機(jī),所發(fā)出的力量巨大,如果模子安裝調(diào)整上出現(xiàn)錯(cuò)誤或操作時(shí)稍不正確,大部分的作用力就不是作用在工件上,而是作用在模子、工具或設(shè)備本身的部件上,就可能引起機(jī)件的損壞以及其他嚴(yán)重的設(shè)備或人身事故。
    (6)鍛工的工具和輔助工具,特別是手鍛和自由鍛的工具、夾鉗等名目繁多,這些工具都是一起放在工作地點(diǎn)的。在工作中,工具的更換非常頻繁,存放往往又是雜亂的,這就必然增加對(duì)這些工具檢查的困難。當(dāng)鍛造中需用某一工具而又不能迅速找到時(shí),有時(shí)會(huì)“湊合”使用類似的工具,為此往往會(huì)造成工傷事故。
    (7)由于鍛造車間設(shè)備在運(yùn)行中發(fā)生的噪聲和振動(dòng),使工作地點(diǎn)嘈雜刺耳.影響人的聽(tīng)覺(jué)和神經(jīng)系統(tǒng),分散了注意力,因而增加了發(fā)生事故的可能性。
    3.鍛壓機(jī)械的安全技術(shù)要求
    鍛壓機(jī)械的結(jié)構(gòu)不但要保證設(shè)備運(yùn)行中的安全,而且要能保證安裝、拆卸和檢修等各項(xiàng)工作的安全;此外,還必須便于調(diào)整和更換易損件,便于對(duì)在運(yùn)行中要取下檢查的零件進(jìn)行檢查。
    (1)鍛壓機(jī)械的機(jī)架和突出部分不得有棱角或毛刺。
    (2)外露的傳動(dòng)裝置(齒輪傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)、曲柄傳動(dòng)或皮帶傳動(dòng)等)必須要有防護(hù)罩。防護(hù)罩需用鉸鏈安裝在鍛壓設(shè)備的不動(dòng)部件上。
    (3)鍛壓機(jī)械的啟動(dòng)裝置必須能保證對(duì)設(shè)備進(jìn)行迅速開(kāi)關(guān),并保證設(shè)備運(yùn)行和停車狀態(tài)的連續(xù)可靠。
    (4)啟動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止鍛壓設(shè)備意外的開(kāi)動(dòng)或自動(dòng)開(kāi)動(dòng)。
    較大型的空氣錘或蒸汽一空氣自由錘一般是用手柄操縱的,應(yīng)該設(shè)置簡(jiǎn)易的操作室或屏蔽裝置。模鍛錘的腳踏板也應(yīng)置于某種擋板之下。它是一種用角鋼做成的架子,上面覆以鋼板。腳踏板就藏在這種架子下面,操作者應(yīng)便于將腳伸入進(jìn)行操縱。設(shè)備上使用的模具都必須嚴(yán)格按照?qǐng)D紙上提出的材料和熱處理要求進(jìn)行制造。緊固模具用的斜楔應(yīng)選用適當(dāng)材料并經(jīng)退火處理。為了避免受撞擊的一端卷曲.端部允許進(jìn)行局部淬火。但端部一旦卷曲,則要停止使用或經(jīng)修復(fù)后才能使用。
    (5)電動(dòng)啟動(dòng)裝置的按鈕盒,其按鈕上需標(biāo)有“啟動(dòng)”、“停車”等字樣。停車按鈕為紅色,其位置比啟動(dòng)按鈕高10—12 mm。
    (6)在高壓蒸汽管道上必須裝有安全閥和凝結(jié)罐,以消除水擊現(xiàn)象,降低突然升高的壓力。
    (7)蓄力器通往水壓機(jī)的主管上必須裝有當(dāng)水耗量突然增高時(shí)能自動(dòng)關(guān)閉水管的裝置。
    (8)任何類型的蓄力器都應(yīng)有安全閥。安全閥必須由技術(shù)檢查員加鉛封。并定期進(jìn)行檢查。
    (9)安全閥的重錘必須封在帶鎖的錘盒內(nèi)。
    (10)安設(shè)在獨(dú)立室內(nèi)的重力式蓄力器必須裝有荷重位置指示器,使運(yùn)行人員能在水壓機(jī)的工作地點(diǎn)上觀察到荷重的位置。
    (11)新安裝和經(jīng)過(guò)大修理的鍛壓設(shè)備,應(yīng)該根據(jù)設(shè)備圖紙和技術(shù)說(shuō)明書進(jìn)行驗(yàn)收和試驗(yàn)。
    (12)操作工人應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)鍛壓設(shè)備安全技術(shù)操作規(guī)程,加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)、保養(yǎng),保證設(shè)備的正常運(yùn)行。
    (二)沖壓機(jī)械
    沖壓機(jī)械設(shè)備包括剪板機(jī)、曲柄壓力機(jī)和液壓機(jī)。
    曲柄壓力機(jī)是一種將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器。壓力機(jī)由電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶輪及齒輪驅(qū)動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng),曲軸的軸心線與其上的曲柄軸心線偏移一個(gè)偏心距,從而便可通過(guò)連桿(連接曲柄和滑塊的零件)帶動(dòng)滑塊做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。壓力機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊運(yùn)動(dòng)速度隨曲柄轉(zhuǎn)角的位置變化面變化,其加速度也隨著做周期性變化。對(duì)于節(jié)點(diǎn)正置的曲柄滑塊機(jī)構(gòu),當(dāng)曲柄處于上死點(diǎn)(a=0°)和下死點(diǎn)(a=180°)位置時(shí),滑塊運(yùn)動(dòng)速度為零,加速度;當(dāng)a=90°,a=270°時(shí),其速度,加速度最小。
    1.沖壓作業(yè)的危險(xiǎn)因素和事故原因
    根據(jù)發(fā)生事故的原因分析,沖壓作業(yè)中的危險(xiǎn)主要有以下幾個(gè)方面:
    (1)設(shè)備結(jié)構(gòu)具有的危險(xiǎn)。相當(dāng)一部分沖壓設(shè)備采用的是剛性離合器。這是利用凸輪機(jī)構(gòu)使離合器接合或脫開(kāi),一旦接合運(yùn)行,就一定要完成一個(gè)循環(huán)后才會(huì)停止。假如在此循環(huán)中手不能及時(shí)從模具中抽出,就必然會(huì)發(fā)生傷手事故。
    (2)動(dòng)作失控。設(shè)備在運(yùn)行中還會(huì)受到經(jīng)常性的強(qiáng)烈沖擊和振動(dòng),使一些零部件變形、磨損以至碎裂,引起設(shè)備動(dòng)作失控而發(fā)生危險(xiǎn)的連沖或事故。
    (3)開(kāi)關(guān)失靈。設(shè)備的開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)由于人為或外界因素引起的誤動(dòng)作。
    (4)模具的危險(xiǎn)。模具擔(dān)負(fù)著使工件加工成型的主要功能,是整個(gè)系統(tǒng)能量的集中釋放部位。由于模具設(shè)計(jì)不合理或有缺陷,沒(méi)有考慮到作業(yè)人員在使用時(shí)的安全,在操作時(shí)手就要直接或經(jīng)常性地伸進(jìn)模具才能完成作業(yè),因此增加了受傷的可能。有缺陷的模具則可能因磨損、變形或損壞等原因在正常運(yùn)行條件下發(fā)生意外而導(dǎo)致事故。
    在沖壓作業(yè)中,沖壓機(jī)械設(shè)備、模具、作業(yè)方式對(duì)安全影響很大。沖壓事故有可能發(fā)生在沖壓設(shè)備的各個(gè)危險(xiǎn)部位,但以發(fā)生在模具行程間為絕大多數(shù),且傷害部位主要是作業(yè)者的手部,當(dāng)操作者的手處于模具行程之間時(shí)模塊下落,就會(huì)造成沖手事故。這是設(shè)備缺陷和人的行為錯(cuò)誤所造成的事故。相關(guān)人員必須識(shí)別沖壓作業(yè)的危險(xiǎn)性。
    2.沖壓作業(yè)安全技術(shù)
    沖壓作業(yè)的安全技術(shù)措施范圍很廣,包括改進(jìn)沖壓作業(yè)方式,改革沖模結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化,設(shè)置模具和設(shè)備的防護(hù)裝置等。
    1)使用安全工具。使用安全工具操作時(shí),用專用工具將單件毛坯放入凹模內(nèi)或?qū)_制后的零件、廢料取出,實(shí)現(xiàn)模外作業(yè),避免用手直接伸入上、下??谥g裝拆制件,保證人體安全。
    目前,使用的安全工具一般根據(jù)本企業(yè)的作業(yè)特點(diǎn)自行設(shè)計(jì)制造。按其不同特點(diǎn)大致歸納為以下5類:彈性?shī)A鉗、專用夾鉗(卡鉗)、磁性吸盤、真空吸盤、氣動(dòng)夾盤。
    2)模具作業(yè)區(qū)防護(hù)措施。模具防護(hù)措施包括:在模具周圍設(shè)置防護(hù)板(罩);通過(guò)改進(jìn)模具減少危險(xiǎn)面積,擴(kuò)大安全空間;設(shè)置機(jī)械進(jìn)出料裝置,以此代替手工進(jìn)出料方式,將操作者的雙手隔離在沖模危險(xiǎn)區(qū)之外,實(shí)行作業(yè)保護(hù)。模具安全防護(hù)裝置不應(yīng)增大勞動(dòng)強(qiáng)度。
    實(shí)踐證明,采用復(fù)合模、多工位連續(xù)模代替單工序的危險(xiǎn)模,或者在模具上設(shè)置機(jī)械進(jìn)出料機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化等,都能達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,方便操作,保證安全的目的。這是沖壓技術(shù)的發(fā)展方向,也是實(shí)現(xiàn)沖壓安全保護(hù)的根本途徑。
    (3)沖壓設(shè)備的安全裝置。沖壓設(shè)備防護(hù)裝置的形式較多,按結(jié)構(gòu)分為機(jī)械式、按鈕式、光電式、感應(yīng)式等。
    1)機(jī)械式防護(hù)裝置。主要有以下3種類型:
    推手式保護(hù)裝置,是一種通過(guò)與滑塊聯(lián)動(dòng)的,通過(guò)擋板的擺動(dòng)將手推離開(kāi)??诘臋C(jī)械式保護(hù)裝置。
    擺桿護(hù)手裝置又稱撥手保護(hù)裝置,是運(yùn)用杠桿原理將手撥開(kāi)的裝置。
    拉手安全裝置,是一種用滑輪、杠桿、繩索將操作者的手動(dòng)作與滑塊運(yùn)動(dòng)聯(lián)動(dòng)的裝置。
    機(jī)械式防護(hù)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便,但對(duì)作業(yè)干擾較大,操作工人不大喜歡使用,應(yīng)用比較局限。
    (2)雙手按鈕式保護(hù)裝置。是一種用電氣開(kāi)關(guān)控制的保護(hù)裝置。起動(dòng)滑塊時(shí),強(qiáng)制將人手限制在模外,實(shí)現(xiàn)隔離保護(hù)。只有操作者的雙手同時(shí)按下2個(gè)按鈕時(shí),中間繼電器才有電,電磁鐵動(dòng)作,滑塊起動(dòng)。凸輪中開(kāi)關(guān)在下死點(diǎn)前處于開(kāi)路狀態(tài),若中途放開(kāi)任何1個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí),電磁鐵都會(huì)失電,使滑塊停止運(yùn)動(dòng);直到滑塊到達(dá)下死點(diǎn)后,凸輪開(kāi)關(guān)才閉合,這時(shí)放開(kāi)按鈕,滑塊仍能自動(dòng)回程。
    (3)光電式保護(hù)裝置。是由一套光電開(kāi)關(guān)與機(jī)械裝置組合而成的。它是在沖模前設(shè)置各種發(fā)光源,形成光束并封閉操作者前側(cè)、上下模具處的危險(xiǎn)區(qū)。當(dāng)操作者手停留或誤人該區(qū)域時(shí),使光束受阻,發(fā)出電訊號(hào),經(jīng)放大后由控制線路作用使繼電器動(dòng)作,最后使滑塊自動(dòng)停止或不能下行,從而保證操作者人體安全。
    光電式保護(hù)裝置按光源不同可分為紅外光電保護(hù)裝置和白灼光電保護(hù)裝置。
    3.沖壓作業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化
    沖壓作業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化非常必要,因?yàn)闆_壓生產(chǎn)產(chǎn)品的批量一般都較大,操作動(dòng)作比較單調(diào),工人容易疲勞,特別是容易發(fā)生人身傷害事故。所以,沖壓作業(yè)機(jī)械化和自動(dòng)化是減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、保證人身安全的根本措施。
    沖壓作業(yè)機(jī)械化是指用各種機(jī)械裝置的動(dòng)作來(lái)代替人工操作的動(dòng)作;自動(dòng)化是指沖壓的操作過(guò)程全部自動(dòng)進(jìn)行,并且能自動(dòng)調(diào)節(jié)和保護(hù),發(fā)生故障時(shí)能自動(dòng)停機(jī)。
    (三)剪板機(jī)
    剪板機(jī)是機(jī)加工中應(yīng)用比較廣泛的一種剪切設(shè)備,它能剪切各種厚度的鋼板材料。常用的剪板機(jī)分為平剪、滾剪及震動(dòng)剪3種類型。其中平剪機(jī)是使用最多的。剪切厚度小于10mm的剪板機(jī)多為機(jī)械傳動(dòng),大于10mm的為液壓動(dòng)傳動(dòng)。一般用腳踏或按鈕操縱進(jìn)行單次或連續(xù)剪切金屬。操作剪板機(jī)時(shí)應(yīng)注意:
    (1)工作前要認(rèn)真檢查剪板機(jī)各部是否正常,電氣設(shè)備是否完好,潤(rùn)滑系統(tǒng)是否暢通;清除臺(tái)面及其周圍放置有工具、量具等雜物以及邊角廢料。
    (2)不要獨(dú)自1人操作剪板機(jī),應(yīng)由2—3人協(xié)調(diào)進(jìn)行送料、控制尺寸精度及取料等,并確定由1人統(tǒng)一指揮。
    (3)要根據(jù)規(guī)定的剪板厚度,調(diào)整剪板機(jī)的剪刀間隙。不準(zhǔn)同時(shí)剪切2種不同規(guī)格、不同材質(zhì)的板料;不得疊料剪切。剪切的板料要求表面平整,不準(zhǔn)剪切無(wú)法壓緊的較窄板料。
    (4)剪板機(jī)的皮帶、飛輪、齒輪以及軸等運(yùn)動(dòng)部位必須安裝防護(hù)罩。
    (5)剪板機(jī)操作者送料的手指離剪刀口應(yīng)保持最少200mm以外的距離,并且離開(kāi)壓緊裝置。
    在剪扳機(jī)上安置的防護(hù)柵欄不能擋住操作者眼睛而看不到裁切的部位。作業(yè)后產(chǎn)生的廢料有棱有角,操作者應(yīng)及時(shí)清除,防止被刺傷、割傷。
    【例題】: 電動(dòng)啟動(dòng)裝置的按鈕盒,其按鈕上需標(biāo)有“啟動(dòng)”、“停車”等字樣。停車按鈕為紅色,其位置比啟動(dòng)按鈕高_(dá)___ mm。( )
    A.5—8
    B.8—10
    C.10—12
    D.12—15
    【答案】:C