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2024年冲压机械伤害的预防

在压力加工行业，物体打击伤害事故性质很严重，原因有三：

1.

压力加工机械如机械压力机、液压机、锻锤、剪冲床等，都是靠

巨大的能量来工作的。

2.造成伤害的起因物或致害物大多是由模具、工装、工具引起

的，靠设备本身的防护难以奏效，一般要从工艺上采取措施。

3.伤害方式无规律性，起因物、致害物的飞出弹出很难确定方

位。由此可见，压力加工行业的物体打击伤害事故有其本身的特点，

防范措施的采取必须有针对性，否则很难奏效。

产生物体打击的原因

在压力加工过程中造成物体打击伤害的因素主要有以下几种：

1．因使用不当或结构不合理造成应力集中，最后导致模具损坏，

模具碎块飞出。

2．模块本身缺陷，如表面裂纹、疲劳裂纹、硬度太大等，造成模

具碎块飞出。

3．模具、工具材料选用不当，造成模具、工具局部破损飞出、弹

出。

4．模具与设备不匹配，模体变形、损坏，碎块飞出。

5．间隙没及时调整，造成模具、工具崩裂，碎块弹出。

防范措施

根据上述原因分析可知，产生物体打击的内在原因是因为模具、

工具的整体或局部损坏以后，造成碎块飞出或弹出引起的，防范的重

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点也在此。压力加工所用的模具、工具材料大多是合金钢、碳素工具

钢和硬质合金，它们都有一个共同的特点：强度硬度较高，塑性韧性

相对较低，这对金属变形相当有利但对操作者的安全却不利。怎样才

能兼顾两者？根据多年来的经验，笔者认为从改进工艺方法入手，寻

找防范措施，效果较好，方法也简单易行，且节约成本。

工艺改进主要考虑的是减少应力集中，提高模具、工具的塑性。

一般的情况下，应力集中越严重，越容易引起模具局部破损；模块的

塑性越差，越容易造成模具裂纹。减少应力集中，提高塑性有以下方

法可供选择：

预热法——从提高工、模具内在性能出发提高塑性

1．对使用一段时间后的模具、工具，定期进行预热处理，预热温

度控制在金属的相变温度以下，这样对强度影响不大，但可消除应力

集中，提高塑性。一般温度控制在300℃～400℃，然后用肉眼或探伤

的方法进行表面检查，消除有关缺陷。

2．寒冷季节（室温低于10℃）每天开工前用200℃～300℃的温

度预热模具、工具、锤头、滑块，减小变形抗力增强其塑性。

3．热加工用模具、工具的冷却要注意冷却水的温度不要太低，不

要采用急冷，一般要保证冷却水的温度大于50℃。

结构优化法——从优化工具几何结构出发减少应力集中

除了注意在模具、工具的外表、边缘要避免尖角、锐角，还要注

意：

1．注意“三心并一心”。工件的受力中心、模具的几何中心和压

机的压力中心“三心合一”，这样可以避免因偏心造成的应力集中损

坏模具。2．上模面对操作者的一面尽量做成斜面，不但可增加操作空

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间，而且可减少因频繁使用，模具棱角在应力的作用下变形、损坏从

而弹出的概率。

3．对冲裁加工要保证凸模的硬度略小于凹模HRC5（硬度值）左

右；对冲裁直径小于2毫米的细小孔时，冲头的导向套要尽量长；连

续冲裁时第一个孔要避免单边或不对称，目的都是为了减少凸模损坏

弹出的风险。

4．模具的卸料板和上、下模之间要尽量密闭，特别是靠近操作者

的一面。

5．挤压加工能量很大，挤压模具的入口角a对单位挤压力影响很

大，当α=40°～60°角时变形抗力最小，对提高安全性能很有帮助。

合理选材法

实践证明，钢中碳化物分布不均造成晶粒分布也不均，对钢材的

塑性、韧性影响很大，因此，模具选材时一个通用的原则就是控制奥

氏体晶粒，尽量选本质细晶粒钢（晶粒度6级），且分布要均匀。另

外还可注意以下几点：

1．大型金属模具中铸造组织缺陷（偏析、夹杂、疏松等）要尽量

少，要想法消除，镶块模的外模套要尽量用锻压模块。

2．受力较大的金属模具在开型腔时要注意金属的流线方向，使拉

应力的方向尽量和流线一致。

3．对挤压加工来讲，要根据挤压模具所能承受的单位压应力，来

确定允许的变形程度，当总变形程度超过此值时，要把挤压分成多道

工序，