二、鍛壓和沖剪機(jī)械

　?。ㄒ唬╁憠簷C(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)中的一個重要環(huán)節(jié)。根據(jù)鍛造加工時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。本文是指熱鍛，即被加工的金屬材料處在紅熱狀態(tài)（鍛造溫度范圍內(nèi)），通過鍛造設(shè)備對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)的鍛件。

　　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、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：

　?。?）機(jī)械傷——由機(jī)器、工具或工件直接造成的刮傷、碰傷。

　?。?）燙傷。

　?。?）電氣傷害。

　　2．鍛造車間的特點(diǎn)

　　從安全技術(shù)勞動保護(hù)的角度來看，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，稍不小心就可能發(fā)生灼傷。

　?。?）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（鍛件在鍛壓終了時仍然具有相當(dāng)高的溫度），工人經(jīng)常受到熱輻射的侵害。

　?。?）鍛造車間的加熱爐在燃燒過程中產(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)的能見度（對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，工作時發(fā)出的都是沖擊力；設(shè)備在承受這種沖擊載荷時，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，沖擊性雖然較小，但設(shè)備的突然損壞等情況也時有發(fā)生。操作者往往猝不及防，也有可能導(dǎo)致工傷事故。

　?。?）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（如我國已制造和使用了12000 t的鍛造水壓機(jī)。就是常見的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)錯誤或操作時稍不正確，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。

　?。?）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，有時會“湊合”使用類似的工具，為此往往會造成工傷事故。

　?。?）由于鍛造車間設(shè)備在運(yùn)行中發(fā)生的噪聲和振動，使工作地點(diǎn)嘈雜刺耳．影響人的聽覺和神經(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，便于對在運(yùn)行中要取下檢查的零件進(jìn)行檢查。

　?。?）鍛壓機(jī)械的機(jī)架和突出部分不得有棱角或毛刺。

　?。?）外露的傳動裝置（齒輪傳動、摩擦傳動、曲柄傳動或皮帶傳動等）必須要有防護(hù)罩。防護(hù)罩需用鉸鏈安裝在鍛壓設(shè)備的不動部件上。

　?。?）鍛壓機(jī)械的啟動裝置必須能保證對設(shè)備進(jìn)行迅速開關(guān)，并保證設(shè)備運(yùn)行和停車狀態(tài)的連續(xù)可靠。

　　（4）啟動裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止鍛壓設(shè)備意外的開動或自動開動。

　　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)格按照圖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（“開花”），則要停止使用，或經(jīng)過修正后才能使用。

　?。?）電動啟動裝置的按鈕盒，其按鈕上需標(biāo)有“啟動”、“停車”等字樣。停車按鈕為紅色，其位置比啟動按鈕高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。

　?。?）蓄力器通往水壓機(jī)的主管上必須裝有當(dāng)水耗量突然增高時能自動關(guān)閉水管的裝置。

　?。?）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。

　?。?）安全閥的重錘必須封在帶鎖的錘盒內(nèi)。

　?。?0）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。

　?。?1）新安裝和經(jīng)過大修理的鍛壓設(shè)備，應(yīng)該根據(jù)設(shè)備圖紙和技術(shù)說明書進(jìn)行驗(yàn)收和試驗(yàn)。

　?。?2）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。

　?。ǘ_壓機(jī)械

　　1．沖壓作業(yè)的危險(xiǎn)因素

　　根據(jù)發(fā)生事故的原因分析，沖壓作業(yè)中的危險(xiǎn)主要有以下幾個方面：

　?。?）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，一旦接合運(yùn)行，就一定要完成一個循環(huán)后才會停止。假如在此循環(huán)中手不能及時從模具中抽出，就必然會發(fā)生傷手事故。

　?。?）動作失控。設(shè)備在運(yùn)行中還會受到經(jīng)常性的強(qiáng)烈沖擊和振動，使一些零部件變形、磨損以至碎裂，引起設(shè)備動作失控而發(fā)生危險(xiǎn)的連沖或事故。

　?。?）開關(guān)失靈。設(shè)備的開關(guān)控制系統(tǒng)由于人為或外界因素引起的誤動作。

　?。?）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，沒有考慮到作業(yè)人員在使用時的安全，在操作時手就要直接或經(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。

　　2. 沖壓事故原因

　　沖壓事故有可能發(fā)生在沖壓設(shè)備的各個危險(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，即當(dāng)操作者的手處于模具行程之間時模塊下落，就會造成沖手事故。這是設(shè)備缺陷和人的行為錯誤所造成的事故。

　　在沖壓作業(yè)中，沖壓機(jī)械設(shè)備、模具、作業(yè)方式對安全影響很大。下面分別對這三個方面的不安全因素進(jìn)行分析和評價(jià)。

　?。?）沖壓機(jī)械設(shè)備對安全的影響。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)等。本文重點(diǎn)討論曲柄壓力機(jī)的安全問題。

　　曲柄壓力機(jī)是一種將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動的機(jī)器。

　　壓力機(jī)的工作原理：它由電動機(jī)通過皮帶輪及齒輪驅(qū)動曲軸轉(zhuǎn)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（連接曲柄和滑塊的零件）帶動滑塊做上下往復(fù)運(yùn)動。

　　壓力機(jī)的組成：由工作機(jī)構(gòu)、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。

　　壓力機(jī)的受力系統(tǒng)：沖壓件的變形阻力全部傳遞到設(shè)備的機(jī)身上，形成一個封閉的受力系統(tǒng)。壓力機(jī)運(yùn)行時，除本身重量對地基產(chǎn)生壓力外，無其他壓力作用（不考慮傳動系統(tǒng)的不平衡對地基的振動造成的壓力）。

　　壓力機(jī)運(yùn)動分析：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊運(yùn)動速度隨曲柄轉(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，滑塊運(yùn)動速度為零，加速度最大；當(dāng)a=90°，a=270°時，其速度最大，加速度最小。

　?。?）沖壓作業(yè)中的危險(xiǎn)性識別。沖壓作業(yè)具有較大危險(xiǎn)性和事故多發(fā)性的特點(diǎn)，且事故所造成的傷害一般都較為嚴(yán)重。目前防止沖壓傷害事故的安全技術(shù)措施有多種形式，但就單機(jī)人工作業(yè)而言，尚不可能確認(rèn)任何一種防護(hù)措施絕對安全。要減少或避免事故，作業(yè)人員必須具備一定的技術(shù)水平以及對作業(yè)中各種危險(xiǎn)的識別能力。

　　3．沖壓作業(yè)的安全技術(shù)措施

　　沖壓作業(yè)的安全技術(shù)措施范圍很廣，它包括改進(jìn)沖壓作業(yè)方式，改革沖模結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動化，設(shè)置模具和設(shè)備的防護(hù)裝置等。

　　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。

　　在沖壓設(shè)備和模具上設(shè)置安全防護(hù)裝置或采用勞動強(qiáng)度小、使用方便靈活的手工工具，這也是當(dāng)前條件下實(shí)現(xiàn)沖壓作業(yè)大面積安全保護(hù)的有效措施。

　　由于沖壓作業(yè)程序多，有送料、定料、出料、清理廢料、潤滑、調(diào)整模其等操作，所以沖壓作業(yè)的防護(hù)范圍也很廣，要實(shí)現(xiàn)不同程序上的防護(hù)是比較困難的。

　　4．防止沖壓傷害的防護(hù)技術(shù)與應(yīng)用

　　1）使用安全工具

　　使用安全工具操作，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：彈性夾鉗；專用夾鉗（卡鉗）；磁性吸盤；真空吸盤；氣動夾盤。

　　2）模具防護(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）；通過改進(jìn)模具減少其危險(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)。

　　（1）模具防護(hù)罩（板）。設(shè)置模具防護(hù)罩（板）是實(shí)行安全區(qū)操作的一種措施。模具防護(hù)罩（板）的形式較多，簡介如下：

　?、俟潭ㄔ谙履５姆雷o(hù)板。坯料從正面防護(hù)板下方的條縫中送入，防止送料不當(dāng)時將手伸入模內(nèi)。

　?、诠潭ㄔ诎寄Ｉ系姆雷o(hù)柵欄。它由開縫的金屬板制成，可從正面和側(cè)面將危險(xiǎn)區(qū)封閉起來；在兩側(cè)或前側(cè)開有供進(jìn)退料用的間隙。使用柵欄時，其橫縫必須豎直開設(shè)，以增加操作者的可見度和減輕視力疲勞。

　?、壅郫B式凸模防護(hù)罩。在滑塊處于上死點(diǎn)時，環(huán)形疊片與下模之間僅留出可供坯料進(jìn)出的間隙；滑塊下行時，防護(hù)罩輕壓在坯料上面，并使環(huán)片依次折疊起來。

　?、苠F形彈簧構(gòu)成的模具防護(hù)罩。在自由狀態(tài)下彈簧相鄰兩圈的間隙不大于8mm，這樣既封閉了危險(xiǎn)區(qū)，又避免了彈簧壓傷手指的危險(xiǎn)。

　　（2）模具結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。在不影響模具強(qiáng)度和制件質(zhì)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(jìn)．以提高安全性。具體措施是：將模具上模板的正面改成斜面；在卸料板與凸模之間做成凹槽或斜面；導(dǎo)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15～20 mm；在不影響定位要求時，將擋料銷布置在模具的一側(cè)；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(cè)面；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(jī)械控制擋料銷的位置。

　　3）沖壓設(shè)備的防護(hù)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。

　?。?）機(jī)械式防護(hù)裝置：

　?、偻剖质奖Ｗo(hù)裝置。它是一種通過與滑塊連動的擋板的擺動將手推離開?？诘臋C(jī)械式保護(hù)裝置。

　?、跀[桿護(hù)手裝置，又稱撥手保護(hù)裝置。運(yùn)用杠桿原理將手撥開。一般用于1 600 kN左右、行程次數(shù)少的設(shè)備上。

　?、劾职踩b置，是一種用滑輪、杠桿、繩索將操作者的手動作與滑塊運(yùn)動聯(lián)動的裝置。壓力機(jī)工作時．滑塊下行，固定在滑塊上的拉桿將杠桿拉下，杠桿的另一端同時將軟繩往上拉動，軟繩的另一端套住操作者的手臂上。因此，軟繩能自動將手拉出?？谖ｋU(xiǎn)區(qū)。

　　機(jī)械式防護(hù)裝置結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，但對作業(yè)干擾較大，操作工人不大喜歡使用，應(yīng)用比較局限。

　?。?）雙手按鈕式保護(hù)裝置。它是一種用電氣開關(guān)控制的保護(hù)裝置。起動滑塊時，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按下2個按鈕時，中間繼電器才有電，電磁鐵動作，滑塊起動。凸輪中開關(guān)在下死點(diǎn)前處于開路狀態(tài)，若中途放開任何1個開關(guān)時，電磁鐵都會失電，使滑塊停止運(yùn)動；直到滑塊到達(dá)下死點(diǎn)后，凸輪開關(guān)才閉合，這時放開按鈕，滑塊仍能自動回程。

　?。?）光電式保護(hù)裝置。光電式保護(hù)裝置是由一套光電開關(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，使光束受阻，發(fā)出電訊號，經(jīng)放大后由控制線路作用使繼電器動作，最后使滑塊自動停止或不能下行，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。

　　5．沖壓作業(yè)的機(jī)械化和自動化

　　沖壓作業(yè)機(jī)械化是指用各種機(jī)械裝置的動作來代替人工操作的動作；自動化是指沖壓的操作過程全部自動進(jìn)行，并且能自動調(diào)節(jié)和保護(hù)，發(fā)生故障時能自動停機(jī)。

　　沖壓作業(yè)的機(jī)械化和自動化非常必要，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)械化和自動化是減輕工人勞動強(qiáng)度、保證人身安全的根本措施。

　　6．條（卷）料自動送進(jìn)裝置

　　條（卷）料自動送進(jìn)裝置和與其配套的供料裝置以及廢料處理裝置的結(jié)構(gòu)都已基本定型，形式比較單一，但結(jié)構(gòu)和動作都比較復(fù)雜，其主要結(jié)構(gòu)有拉構(gòu)式和推鉤式兩種。

　　拉鉤式自動送進(jìn)裝置，料鉤做往復(fù)直線擺動。當(dāng)滑塊上行時，料鉤做與送進(jìn)方向相反的運(yùn)動，自動越過搭邊進(jìn)入下一個廢料孔將料拉入加工位置。使用這種裝置時，開始沖壓要先用手送進(jìn)；當(dāng)條料沖出首件或頭幾件時，料鉤進(jìn)入廢料孔后便可開始自動送進(jìn)。

　　推鉤式結(jié)構(gòu)是在條料的一端利用推鉤推動條料。推鉤通常裝在梭架上，將在梭架上的條料推到加工位。梭架在滑道上與沖壓設(shè)備做同步往復(fù)直線運(yùn)動。推鉤式結(jié)構(gòu)的送進(jìn)步距較大，并且不需要像拉鉤那樣鉤住條料上的廢料孔，所以沖制初始時也不必用人工送進(jìn)。

　?。ㄈ┘舭鍣C(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、滾剪及震動剪3種類型。平剪機(jī)是使用量多的。剪切厚度小于10mm的剪板機(jī)多為機(jī)械傳動，大于10mm的為液壓動傳動。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)時應(yīng)注意：

　?。?）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，潤滑系統(tǒng)是否暢通；清除臺面及其周圍放置有工具、量具等雜物以及邊角廢料。

　?。?）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。

　?。?）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)剪切無法壓緊的較窄板料。

　?。?）剪板機(jī)的皮帶、飛輪、齒輪以及軸等運(yùn)動部位必須安裝防護(hù)罩。

　?。?）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)及時清除，防止被刺傷、割傷。

　　【例題】：　電動啟動裝置的按鈕盒，其按鈕上需標(biāo)有“啟動”、“停車”等字樣。停車按鈕為紅色，其位置比啟動按鈕高_(dá)___ mm.（    ）

　　A．5—8
　　B．8—10
　　C．10—12
　　D．12—15

　　【答案】：C