冲压操作安全知识

　　第一节冲压事故的发生规律与预防

　　提要：正是由于对冲压事故发生规律缺乏明晰统一的认识，才导致了政策和措施上的混乱。这里介绍一份日本多年前的相关资料，本人认为它所反映的规律，基本上也与我国现在的情况相符，并根据多年来的经验加以分析，由此总结出预防事故的途径。

　　冲压事故的分类

　　冲压作业中发生的事故，在设备日趋复杂、生产规模日趋扩大的今天，可按下面三点来分类：

　　①在凸模和凹模之间（作业点）发生的；

　　②由压力机的飞轮或送料装置造成的；

　　③在材料和设备的保管运输时发生的。

　　其中第①类事故是人们通常所说的冲压事故，它所占的比率最大，第②、③类事故一般可通过良好的设备设计、和生产现场管理加以避免。所以下面的讨论以研究第①类事故为主。

　　冲压事故的分布规律：

　　据国外有关资料介绍，在冲床上出现的人身事故比一般机械行业高三倍。在冲压车间每年有的工人受伤，平均停工时间天，其手，伤眼，伤脚。

　　这方面未见国内的统计分析材料，本人认为，正是由于对冲压事故发生规律缺乏明晰统一的认识，才导致了政策和措施上的混乱：

　　例如，在八十年代初，由权威单位出版的《开式压力机设计》中有这样地说法：“对于吨以下的压力机（冲床），因为启动以后滑块很快到达下死点，手来不及进入模具，所以是安全的，……”这可能是造成八十年代研制“冲床安全装置”均遭失败的硬伤之一。

　　在不少版本的《冲（剪）压作业安全技术培训教材》中，都有这样的：依据冲模的技术安全状态，在上、下模板正面和后面应涂以安全色以示区别。安全模具为绿色，一般模具为，必须使用手动送料的模具为蓝色，模具为红色。而其所谓安全模具的定义则为：在正常工作时，手不必进入模腔的模具。这种臆想出来的，实际上也是一种，会使操作者放松，导致发生事故；

　　现介绍一份日本多年前的相关资料，本人认为它所反映的规律，基本上也与我国现在的情况相符，简介如下：

　　⑴按企业规模分析：半数以上的冲压事故发生在不满50人的小企业里，小批量的零星生产占70%；

　　⑵按压力机的类型分析：80%以上的事故由曲柄压力机产生。7%为剪板机产生。

　　⑶按压力机的大小分析：70%左右的事故发生在50吨以下的小型压力机上。18%发生在50～100吨的压力机上。其余为100吨以上。

　　⑷按受伤部位分析：右手47.4%，左手37%，面颈部6.9%，右脚3.8%，左脚2.5%，头部1.6%，前躯0.5%，后躯0.3%。

　　⑸按事故发生时的直接原因分析（见表3.1）：

　　取送制件时引起的占31.5%;

　　发生在设备操作中改正或扶持材料的占25.6%:

　　模具安装调整中的占20.4%;材料运输中的占13.9%;

　　安全装置不完备的占4.0%;模具不好用的占2.0%;

　　起动踏板故障引起的占0.6%;其它占0.6%

　　⑹按年度统计的事故总量来看：

　　（某5年时间段）依次为：7445（死4），7551（死8），9047（死13），8828（死15），9176（死18）。（取自日本工业年鉴）

　　⑺按操作方式分析：脚踏开关操作占69%，按钮操作占29%；

　　⑻按装置的型式分析：双手按钮占42%，拉手式占26%，推手式占16%，光电式占14%，栅栏式占2%；

　　⑼按送料型式分析：手工送料占91%，使用手持工具占6%，自动化送料3%.

　　3.1.3冲压操作易发生伤人事故的原因分析

　　冲床之所以多发生伤人事故，主要是由于冲床生产的特点是工序简单、速度快，滑块往返运动一次就能完成一个工序或一个零件，一个工作班一台机床可以完成数千到数万个工序或零件。由此引出以下问题：

　　、直到现在，绝大多数企业仍为手工进行送料、排样落料、取件、清除废料等工作。操作者要快速单调地重复“上料或排样定位→启动滑块冲压→卸件→清除废料→上料或排样定位→……”动作，这些动作的配合顺序需要准确无误，稍有不慎，就会造成设备或人身事故。

　　根据人机工程学和行为科学、心理学所的规律，人在长时间从事这种在极为嘈杂的中进行快速而又简单重复的作业动作时，极易产生机体疲劳、神情、反应迟缓现象，导致注意力不能集中，动作失调。万一出错，便在瞬间发生。据统计资料显示，在冲压过程中发生的事故，多数发生在长时间加班或周一及周末思想较分散的时候。

　　另外，对于吨以下的小型冲床来说，其运动速度远远大于人的反应速度，是造成事故的又一个原因。即便在注意力高度集中的状态下，要想将手作出移动几厘米的动作，也需要～秒，而这段时间已超过滑块从上死点到下死点的时间。也就是说，即便在头脑的情况下，若手在模内时意识到误启动了滑块，也来不及将手撤出区。

　　也就是说，冲床，尤其是小型冲床的工作性质，超出了人的生理极限。这种在冲压过程中发生的事故，约占冲压事故的。

　　曾有人根据冲床的运行规律和人机工程学原理，计算得出，在正常管理的情况下，冲压过程中发生人身事故的几率，约为千万分之，也就是说，假如每小时冲压次，每天实际冲压小时，每年工作天，大约三年左右发生一次人身事故。

　　对比上所报道的情况，现在多数厂家的事故率远远高于这个几率，说明这些单位的安全管理较差，而且冲压操作的负荷率较高；而前面提到的那个军工企业在年前的事故率，远远低于计算得出的数据，则是除了当时管理严格之外，其冲床的实际冲压负荷率也远远低于我们所假定的数据。

　　、据统计，有的人身事故发生在模具的安装、调整和机床检修保养过程中，其中大多数发生在吨的机床上，而且多为伤手断臂的重伤事故，甚至有死亡事故发生。

　　发生这些事故的原因大概有三个。

　　一是这些机床多为脚踏开关操作的刚性离合器双飞轮结构，又没有大型冲床上设有的电动寸动机构。调整滑块时，人工盘动飞轮较吨以下的冲床费力得多，操作者往往违反安全，采用点动电机的方式使滑块下滑。由于双飞轮传动系统的惯性较大，（一旦全速转动起来，断电后，若是空转，还要转动数分钟才能停止，若是启动了滑块，也能连冲数十个冲程。）所以在飞轮看起来转得很慢时身体进入滑块下的区，也会发生伤人事故。

　　二是在安装模具过程中，所有现在已知的安全装置均不起作用，但此时人体都必须进入滑块的区才能顺利作业，且操作者的注意力一般均集中在模具上，一旦在飞轮未停时误碰触脚踏，便会出事。

　　三是从事这类工作的人员，大都是技术素质较高，又不直接从事冲压零件作业的模具调整工，机床维修工、质量检验员、模具制造试模工等人员，他们的工作对象，不象冲压工那样，往往是本单位的一批冲床，所以对每台机床的操作性能和要求，不可能象操作工那样熟练，再加上这些工作不象冲压零件那样具有规律性，一旦配合不当，便会出事。

　　、事明，几乎在所有由普通冲床组成的自动化生产线上，均有伤人事故发生。从前面按事故发生时的直接原因分布来看，自动线只解决了取送制件时引起的事故（占），而其它事故原因依然如故，并没有任何改善。这有几个主要原因，一是自动线上的人工调试工作量更多，此时的程度比单机更大；二是在自动冲压过程中，若发生送料或排料故障，由于人脑的本能作用，监管人员往往会认为可来得及去手工排除，而冒险伸手进入区；三是设置的自动送料、收料机构也可能形成新的区（如滚筒式送料）。——由此可见，将解决冲压安全问题寄希望于自动化生产也是十分片面的。

　　、大型机床一般均由多人共同操作，如果彼此配合不当，也容易发生事故。

　　、冲压设备本身保养不良，如离合器失灵而发生不规律的连冲、滑块的制动器摩擦力矩太小而自动下滑、电动操作开关发生常闭故障等，都会引起事故的发生。这类事故约占。

　　、不按工艺，随便代用模具，如材料厚度超标准、送双料、用冲裁角钢的模具裁扁钢等错误操作，会引起模具爆裂伤人，冲压死亡事故很多由此产生。

　　、工作场地组织不良，通道不畅，重物安放不稳等等，易发生磕碰、划伤、砸伤事故。

　　冲压排样预防冲床人身事故的途径

　　从以上分析和所列统计数据可看出，冲床事故的预防应从以下方面着手：

　　●由⑴可知，良好的企业管理能大量地减少事故（小企业的管理较差）。

　　●由⑵、⑶可知，小型冲床是安全化的重点。

　　●由⑷可知，除手、面部、颈部外，脚部的防护也是必要的。

　　●由⑸可知，由于疏忽大意和不细心而产生的事故占以上，真正由于设备失灵故障引起的不到。所以如何使操作者保持愉快的心情、充沛的精力，专心致志地生产，应是安全管理者的首要任务。

　　●由⑹可知，在管理状况基本良好的情况下，事故率仍基本维持在一定水平上波动仅为。这说明，仅依靠教育和训练操作者以促使其精力集中，并不能完全消除事故。这是因为，从事这种用程度很高的机械，长时间内连续重复简单动作的加工，人的注意力是有一定极限的。所以生产管理人员应妥善安置调配生产任务，尽量避免冲压工加班加点、上大夜班生产，而且每工作～小时，应停机休息～分钟，更不要让身体有病或情绪不好的员工上机工作。

　　●由⑺、⑻、⑼可知，现有的安全防护装置，对于小型冲床是没有作用的，就是在自动线上也不能杜绝人身事故，还必须用更加安全的设备来预防。这也印证了我们在第一章第三节中对各种安全装置的分析，表明在技术上有必要研制新型的小型安全冲床，彻底解决这类用安全装置不能解决的问题。

　　●由⑼可知，绝大部分事故是由于用手直接取、送料发生的，所以在真正安全的冲床出现之前，最有效的预防办法，应该是在任何情况下，都不要用手直接进入模口内送取材料和零件。尤其是在小型冲床上，必须使用取送料的手用安全工具。

　　第二节安全防护装置及工具评述

　　模具的安全防护装置

　　、设置模具防护罩（板）

　　在模具周围设置防护罩（板）是为了防止将手伸入模内，是实行安全区操作的一种措施。可用于板形坯料且不需从上下模之间取件清废的冲压工序。模具防护罩或防护板的形式很多，有固定式、折叠式、弹簧式等。

　　①固定式防护栅栏：它固定在凹模上，由钢丝网或圆钢管或开缝的金属板制成，从正面和两侧面将模具的区封闭起来。栅栏的缝必须竖直开设，在栅栏的两侧或前侧开有供进出料用的间隙。

　　②折叠式防护罩：这种防护罩装在凸模上，在滑块处于上死点时，环形迭片与下模之间仅留出可供坯料进出的间隙，滑块下行时，防护罩轻轻压在坯料，并使塔形环片依次折叠起来。

　　③塔形弹簧防护罩：塔形弹簧作为防护栅栏，固定在下模上，在上死点时，在状态下相邻弹簧两圈的间隙小于毫米，手指进不去，滑块下行时，弹簧被压缩。

　　、模具上设置进出料机构

　　①溜槽滑动送料装置：这是使用倾斜的溜槽，靠加工件的自重，使工件沿导向板滑进模具内。这种装置的缺点是定料不太可靠。

　　②推动式料仓送进装置：这是把溜槽装成水平形式，利用手工工具、机械或气动等力量，把工件一个个顺序地推进模具里。这种装置简单有效，应用广泛。设计模具时，可把溜槽作为下模或下模的一部分而延伸出来。

　　③抽出模具手工送料装置：它是将下模沿溜槽滑道抽出来，把加工件放进模具定位后。再把下模推进去。模具的前后移动，可用人力、机械力或气动力，适用于小件加工。

　　冲压设备的防护装置

　　冲压设备类型较多，冲压设备的防护装置也形式多样。按其结构。可分为机械式、按钮式、光电式、式。

　　、机械式防护装置

　　机械式防护装置主要有推手式、摆杆式、拉手式等。一般而言，机械式防护装置结构简单，制造方便、价格低，但对操作人员的操作有不同程度的影响。主要适用于单人操作的速度较慢的中型冲床上。

　　①推手式装置：它是一种与滑块连动的机械式装置。当滑块向下运动时，固定在曲轴上的挡板由里向外运动。挡住下模口的区，若此时手还在区内，则手被推出。缺点是易击痛手。

　　②拉手安全装置：是一种用滑轮、杠杆、绳索将操作者的手动作与滑块运动联动的装置。冲床工作时，滑块下行，带动套在操作者手臂上的软绳将手拉出区。

　　、控制式安全装置

　　控制式安全装置是用电气联锁的方式，控制滑块的启动，所以其应用的前提条件是用电气操作的冲床（机械踏杆操作的无效）。根据二十年来的实践教训，这类装置只在较大的摩擦离合器冲床上时有些安全作用，在没有寸动停车机构的刚性离合器冲床上，反而更不安全。（见本讲义第一章第三节）。

　　曾经出现过的控制式安全装置有双手按钮式、光电式、式、磁控式、电容式等。现在还在使用的仅见前两种。

　　①双手按钮式装置：这是一种只有操作者的双手同时按下两个按钮时，滑块才运动，当滑块达到下死点前，若中途放开任意一个开关，滑块就会停止运动的装置。

　　这种装置结构简单、安全可靠、在较大吨位的冲床上，由于冲床本身的行程频率低，对生产率的影响不太明显，效果尚可令人满意。但在频率较高的小吨位冲床上，往往因操作太麻烦而被弃之不用。

　　②光电式安全装置：

　　其原理是用投光器和受光器形成一束或多束光栅，将操作者与区隔离开来，若操作者身体的一部分进入区时，光线被遮断，发出电信号，此电信号经放大后与滑块控制线相联锁，使滑块停止运行。

　　光电安全装置现在一般都是采用调制式红外发光二极管作光源，在大型冲床上则采用红外激光二极管。其电具有复杂可靠的自检自保功能。

　　光电装置的优点是操作人员无障碍感，无约束感，使用寿命长。但目前其价格比较高昂。

　　手用安全工具

　　根据前面的介绍，目前的各种安全装置均有其局限性，尤其是在面广量大的小型刚性离合器冲床上，可用的安全装置还是空白。所以为了避免用手直接伸入上下模口之间装拆制件和清理废料，必须使用手用安全工具。

　　采用手用防护工具，可以代替人手完成送料、卸料及取件的功能，不使操作者的手伸入模具的区。

　　设计和选用手用工具时必须注意的是，手用工具的工作部位，必须与一定形状的坯料相符，并能迅速地钳（或吸）住坯件，能顺利地、准确地把坯件放入下模中；手用工具应尽可能采用软性、弹性材料制做，以防造成冲床的设备事故；手持柄部应适合于操作者握持，并有防止手柄向前握或向前滑移的措施。

　　手用工具基本上有夹子、镊子、钳子、安全钩、磁力吸盘、真空吸盘等。

　　图示出了一些常见的手用安全工具。