冲压剪切安全技术课件讲解

冲压剪切安全技术课件讲解第一章冲压剪切作业概述与危险性介绍冲压剪切作业的定义与应用工艺定义冲压剪切是利用压力机和模具对金属板材施加压力,完成弯曲、拉伸、剪切、冲孔等塑性变形加工的工艺过程这种加工方式具有生产效率高、产品质量稳定、材料利用率高等显著优点广泛应用领域•汽车制造业:车身覆盖件、结构件生产•家电行业:冰箱、洗衣机外壳加工•机械制造:零部件批量生产•电子电器:金属外壳与支架制作冲压剪切机械的危险性机械危险电气危险滑块往复运动造成夹击、碰撞、剪切等伤害,模具锋利边缘导致割伤电气系统故障可能引发触电事故,控制系统失灵导致意外启动热危险噪声振动长时间高频作业产生高温,模具表面烫伤风险冲击噪声超标损害听力,设备振动引发职业病曲柄压力机结构示意主要组成部件运动特性滑块上模座:往复运动执行冲压动作曲柄压力机通过曲柄连杆机构将电机的旋转运动转换为滑块的上下往复运动滑块在上死点和下死点时速度为零,但加曲柄连杆机构:将旋转运动转换为直线往速度最大,中间位置速度最快这种运动复运动特性决定了危险区域和时段的分布模具系统:上模与下模配合完成成形离合器与制动器:控制滑块启停机身与工作台:承载与支撑作用事故案例回顾手部被模具夹伤:一瞬间的疏忽,可能造成终生的遗憾典型事故场景某机械加工厂操作工人在进行冲压作业时,为了调整工件位置,在滑块下行过程中将手伸入模具间隙由于设备采用刚性离合器,一旦启动无法中途停止,滑块继续下行将操作者手部夹伤,造成多根手指骨折甚至截肢事故原因分析

1.操作者安全意识淡薄,违章将手伸入危险区

2.设备缺乏有效的安全防护装置

3.刚性离合器无法实现紧急停止

4.缺乏完善的安全操作培训

5.生产管理存在漏洞,安全检查不到位警示:此类事故在冲压行业屡见不鲜,多发生在模具行程间操作者手部进入危险区域时事故伤害严重,往往造成永久性伤残,给个人、家庭和企业带来巨大损失第二章冲压剪切机械危险因素详解深入剖析冲压剪切机械各类危险因素的产生机理、表现形式和危害程度,为制定针对性的安全防护措施提供科学依据机械危险滑块往复运动夹击风险模具设计缺陷导致危险区域暴露滑块在上下往复运动过程中,与工作台、模具形成夹击点和剪切面当操作者手部或身体部位进入危险区域时,模具结构设计不合理,危险加工区域暴露在外,操作者为了送料、取件、调整工件,必须将手伸入模具间隙,大大极易被夹伤或剪切滑块运动速度快、惯性大,一旦发生夹击,伤害十分严重增加了受伤风险模具边缘锋利,即使轻微接触也可能造成割伤设备振动和冲击引发动作失控冲压作业过程中产生强烈振动和冲击,长期使用可能导致设备紧固件松动、控制系统失灵振动还可能引起工件位移,操作者在调整时面临更大危险设备失控启动或意外动作是严重的安全隐患电气危险与热危险电气危险热危险冲压剪切作业过程中的热危险不容忽视:•连续高频冲压导致模具温度升高•摩擦生热使工件表面温度上升•电气元件长时间运行产生热量•液压系统油温过高存在烫伤风险•夏季高温环境加剧热危害操作者在接触高温部件时易发生烫伤,长期在高温环境下作业还可能引发中暑等职业健康问题冲压设备电气系统复杂,涉及动力供电、控制回路、保护装置等多个环节电气危险主要表现为:噪声与振动危害8570%8噪声水平听力损伤率暴露时间冲压作业噪声可达85-110分贝,远超安全标准长期暴露在高噪声环境下,70%操作者出现不同程度听力下每天平均暴露8小时以上,累积效应显著降噪声危害表现冲压剪切作业产生的冲击噪声具有突发性、高强度特点,对人体危害极大长期暴露会导致噪声性耳聋,这是一种不可逆的职业病同时,噪声还会影响神经系统,引起烦躁、注意力不集中、睡眠障碍等问题,间接增加操作失误和事故风险振动危害影响设备振动通过操作台、控制手柄等传递到人体,长期接触会引发手臂振动病,表现为手指麻木、血管痉挛、骨关节损伤等振动还会影响操作精度,降低工作效率,增加产品缺陷率全身振动则可能导致腰背痛、消化系统紊乱等健康问题材料与物质危险锋利废料割伤风险粉尘与化学物质危害冲压剪切过程中产生大量金属废料和边角料,这些废料边缘锋利、形状不规则,处理不当极易割伤手部废料飞溅还作业过程中会产生金属粉尘、油雾、有机溶剂挥发物等有害物质长期吸入可能引发:可能击中操作者或周围人员,造成意外伤害•呼吸系统疾病:尘肺、支气管炎•皮肤疾病:接触性皮炎、油脂性痤疮•慢性中毒:神经系统损伤、肝肾功能受损•过敏反应:哮喘、皮肤过敏第三章冲压剪切安全技术措施安全技术措施是预防冲压剪切事故的核心手段本章将系统介绍各类安全工具、防护装置和技术方法,为实现本质安全提供全面解决方案安全工具的使用弹性夹钳专用夹钳磁性吸盘真空吸盘利用弹簧力量夹持工件,操作简便灵根据工件形状和尺寸定制的夹持工利用强磁力吸附铁磁性材料,适合平通过真空负压吸附工件表面,适用于活,适用于小型零件的送料和取件,有具,夹持牢固可靠,适用于中等尺寸工面工件的快速抓取和搬运,提高作业非铁磁性材料和光滑表面工件,不损效避免手部进入危险区件的搬运和定位效率伤工件表面气动夹盘采用气动控制,夹持力可调,适合自动化生产线,实现快速装卸,提高生产效率和安全性核心原则:所有安全工具的使用目的都是实现模外作业,让操作者的手始终保持在模具安全区域之外,从根本上消除夹手风险选择合适的安全工具,并正确使用,是保障操作安全的第一道防线模具防护设计防护板罩设置在模具周围安装固定或活动的防护板或防护罩,将危险加工区域封闭起来,防止操作者手部或身体部位意外进入防护装置应具有足够强度,不影响正常操作和观察,且便于维护保养改进模具结构优化模具设计,缩小危险作业面积,扩大安全操作空间,采用侧向送料、扩大模具间隙等方式降低风险机械进出料装置安装自动送料机构、机械手、机器人等装置,替代人工送取料,彻底避免手部进入模具区域联锁保护系统防护装置与设备控制系统联锁,打开防护罩时设备自动停止,关闭后才能启动,确保安全机械式防护装置推手式保护装置摆杆护手装置拉手安全装置利用机械挡板与滑块运动联动,当滑块下行时,挡板自动推开操作者的手,迫使其操作者手腕佩戴软绳,软绳另一端与滑块联动机构连接滑块下行时软绳自动收离开危险区域结构简单可靠,适用于开式压力机紧,将手拉离危险区域,强制保护效果明显工作原理:挡板通过杠杆或连杆机构与滑块连接,滑块下行带动挡板向前推进,工作原理:通过绳索和滑轮系统,将滑块的下行运动转换为横向拉力,主动将操作将手推出危险区者手部拉出模具区域采用摆杆结构,通过杠杆原理在滑块下行过程中自动拨开操作者手部摆杆摆动范围覆盖整个危险区域,防护效果好工作原理:摆杆一端与滑块连接,另一端扫过模具上方,滑块运动时摆杆随之摆动,将手拨离危险区双手按钮式保护装置01双手同时按压设备启动需要操作者双手同时按下两个相距较远的按钮,确保双手都在安全区域之外02时间同步检测两个按钮必须在规定的极短时间间隔内通常

0.5秒同时按下,防止单手连续按压03全程按压保持在滑块完成一个完整行程期间,双手必须持续按压,任一按钮松开设备立即停止04行程结束释放行程结束后松开按钮,下次启动需重新同时按压,防止连续冲压时手部进入危险区技术特点与要求优点:关键要求:•强制双手脱离危险区域,保护效果确实•按钮间距≥300mm,防止单手操作•结构相对简单,维护方便•按钮需防误触设计,避免意外启动•适用于各种类型压力机•电气控制系统需可靠,防止失效•成本适中,推广性好•定期检测同步性能,确保有效光电式保护装置工作原理光电保护装置在模具危险区域周围建立一道或多道不可见的光束屏障光幕或光栅当操作者手部或身体部位进入危险区域,遮挡光束时,光电传感器立即检测到信号变化,通过控制系统使滑块紧急停止或无法启动,从而避免伤害发生光源发射接收检测发射器连续发出红外或可见光束,覆盖整个危险区域截面接收器实时监测光束强度,判断是否有物体遮挡信号处理紧急制动控制器分析检测信号,

0.02秒内做出响应判断触发紧急停止指令,滑块立即停止运动或禁止启动类型与应用对射式光电保护:发射器和接收器分别安装在危险区域两侧,形成单束或多束平行光幕适用于危险区域优势特点:较窄、防护要求明确的场合•响应速度极快,保护可靠反射式光电保护:发射器和接收器集成在同一侧,光束通过反射镜返回安装更灵活,但防护距离受限•不影响操作便利性和视野•适用于自动化程度高的生产线•可实现区域防护和多面防护•故障自诊断功能,安全性高第四章冲压剪切机械结构与安全规范深入理解冲压剪切机械的结构原理和运动特性,掌握设备设计、安装、使用过程中的安全技术规范,是实现本质安全的基础曲柄压力机运动分析运动学特性曲柄压力机通过曲柄连杆机构将旋转运动转换为滑块的往复直线运动滑块的速度和加速度随曲柄转角呈周期性变化,呈现出典型的非匀速运动特征上死点位置下死点位置滑块位于最高点,速度为零,加速度达到最大值向下,开始加速滑块到达最低点,速度再次为零,加速度达到最大值向上,开始下行减速并准备上行1234中间位置返回行程滑块通过中间点时,速度达到最大值,加速度为零,运动最快阶段滑块上行返回,经历相同的速度和加速度变化规律,完成一个完整循环安全意义危险时段分析:上死点和下死点附近,虽然滑块速度较低,但加速度最大,一旦手部进制动距离考虑:由于惯性存在,滑块从接收停止信号到完全停止需要一定距离和时入危险区,滑块会迅速加速,操作者反应不及中间位置速度最快,同样危险因此,整间在设计光电保护等装置时,必须充分考虑制动距离,确保在手部到达危险区之前个行程都存在危险,不能存在侥幸心理滑块已完全停止模具安全设计细节模具是冲压作业的核心工具,其设计质量直接关系到操作安全良好的模具设计应当在满足加工要求的同时,最大限度地降低操作风险角部倒角防止划伤1模具所有外露边角都应进行倒角或倒圆处理,倒角半径≥2mm,消除锐边锐角,防止操作者在接触模具时被划伤割伤卸料板与凹模间凹槽设计2卸料板与凹模之间应设计合理的凹槽,深度和宽度足以容纳工件边缘,防止工件卡住凹槽表面光滑,避免毛刺划伤顶件器空隙≥5mm防夹手3顶件器推杆与模具孔之间的间隙必须≥5mm,确保手指无法插入顶件器行程设计合理,避免工件顶出过高或不足足够间隙避免卸料板压手4卸料板与工件之间应保持足够的活动间隙通常3-5mm,防止手指在取件时被卸料板压伤卸料板运动应灵活顺畅,无卡滞现象设计原则:模具安全设计应遵循人机工程学原则,充分考虑操作者的操作习惯和生理特点,通过结构优化实现本质安全,而不是依赖操作者的注意力和技能剪板机安全操作要点剪刀间隙合理调整剪刀间隙是影响剪切质量和安全的关键参数间隙过大,剪切断面毛刺多,材料利用率低;间隙过小,刀片磨损快,甚至崩刃应根据板材厚度和材质,按照设备说明书调整至合理范围通常为板厚的5%-10%12禁止叠料剪切送料距离≥200mm严禁将多层板材叠放在一起剪切,否则会造成剪切力分布不均,损坏刀片,且上层板材可能飞出伤手工送料时,手指距离剪刀口必须保持≥200mm的安全距离,可使用推料杆、推料板等工具辅助人送料34安装防护罩废料及时清理在剪板机的传动部位、齿轮、皮带轮等运动部位必须安装防护罩,防止手部卷入或衣物绞缠剪切产生的废料要及时清理,防止堆积影响操作,使用专用工具清理,避免手部接触锋利边缘其他安全注意事项•剪切前检查刀片状态,发现缺口、裂纹应立即更换•剪切过程中不得调整间隙或检查刀片•工作台面保持清洁,无油污杂物影响工件平稳•剪切长板材时需两人配合,协调动作,防止板材倾斜或掉落•设备异常噪音、振动、漏油应立即停机检查第五章冲压剪切作业机械化与自动化发展机械化和自动化是冲压剪切行业发展的必然趋势,也是从根本上消除安全隐患、提升生产效率的有效途径本章探讨机械化自动化技术的应用及发展前景机械化的意义用机械替代人工操作显著效益90%40%事故降低率效率提升实施机械化后手部伤害事故可降低90%以上生产效率平均提升30-50%,人工成本显著降低95%60%质量稳定性劳动强度产品合格率提高到95%以上,质量波动减小操作者劳动强度降低60%,工作环境改善机械化是指用机械装置替代人的手工操作,完成工件的送料、定位、取件等过程通过机械手、送料机、翻转装置等设备,将操作者从危险的直接作业中解放出来,实现人机分离机械化并非完全无人化,操作者仍需进行设备监控、调整和维护,但不再需要将手伸入危险区域,从根本上消除了手部伤害的主要风险推广价值:机械化改造投资回收期通常为1-2年,长期效益显著特别是在劳动力成本不断上升、安全监管日益严格的背景下,机械化是企业转型升级的必然选择自动化技术应用全自动冲压生产系统自动化是机械化的更高阶段,通过计算机控制、传感器检测、伺服驱动等先进技术,实现冲压生产全过程的自动控制和优化全自动系统包括自动送料、自动定位、自动冲压、自动检测、自动出料、自动堆垛等环节,形成完整的无人化生产线自动上料卷料或板料自动从料仓送至生产线,无需人工搬运精确定位视觉系统或传感器自动检测工件位置,伺服系统精确调整机器人操作工业机器人完成上料、换模、取件等复杂动作在线检测自动检测产品尺寸、缺陷,不合格品自动剔除故障保护实时监测设备状态,异常情况自动停机报警智能安全管理自动化系统集成了多重安全保护功能:智能系统优势:•光电保护、区域扫描监控危险区域•故障提前预警,减少突发事故•压力、位置、速度等参数实时监测•操作记录自动保存,便于分析改进•设备健康诊断与预测性维护•远程监控与诊断,专家支持及时•紧急停止系统分布在生产线各处•持续学习优化,性能不断提升•安全操作权限管理与追溯条卷料自动送进装置装置类型与结构拉钩式送料装置推钩式送料装置通过钩爪抓住料条前端的送料孔,利用凸轮或气缸通过推钩从料条侧面或端面推动,将料条向前送进驱动,在滑块上行时将料条拉进一个步距一个步距,滑块下行时推钩退回原位结构特点:结构特点:•钩爪机构:可调节抓取力和松开时机•推钩机构:推力可调,适应不同料宽•凸轮驱动:与滑块运动同步•驱动方式:气动或液压驱动•步距调节:通过偏心机构精确设定•同步控制:与压力机动作精确配合•导料机构:保证料条运行平稳•保护装置:料条断裂或位置异常自动停机适用范围:适合中小型料条,送进精度高,结构相对适用范围:适合较宽较厚的料条,推力大,送进可靠,简单,维护方便但结构较复杂安全与效益自动送料装置的应用,使操作者无需手工送料,彻底消除了送料环节的手部伤害风险同时,自动送料精度高、速度快,显著提高生产效率和产品质量的一致性特别是在大批量连续生产中,自动送料的优势更加明显第六章安全管理与操作规范再先进的安全技术也需要完善的管理制度和规范的操作行为来保障本章从人员培训、设备维护、环境管理等方面,构建全面的安全管理体系操作人员安全培训培训体系与内容基础理论培训冲压剪切原理、设备结构、危险因素、事故案例、安全法规等理论知识学习设备操作培训设备启动停止、参数调整、模具更换、故障处理等实际操作技能训练安全装置使用各类防护装置、安全工具、个人防护用品的正确使用方法和日常检查应急处置演练事故应急响应、伤员救护、设备紧急停止、火灾处置等应急技能演练考核发证理论考试和实操考核合格后,颁发上岗证,定期复训保持资格有效严格遵守操作规程必须做到:严禁行为:

1.熟悉设备性能特点和安全装置

1.手伸入模具危险区域送取料

2.开机前检查设备和安全装置状态

2.运行中调整模具或清理废料

3.使用规定的安全工具和防护用品

3.拆除或使安全装置失效

4.严格按照操作规程和工艺要求作业

4.无证上岗或超范围作业

5.设备运行中不得离岗或做其他事

5.疲劳、酒后或情绪异常时操作

6.发现异常立即停机,报告并处理

6.违章指挥或强令冒险作业设备维护与定期检查维护保养制度建立完善的设备维护保养制度,确保设备始终处于良好技术状态,是预防事故的重要基础维护保养分为日常维护、定期保养和专项检修三个层次日常维护每班操作者在每班作业前后进行,包括:•清洁设备表面和工作台面,清除废料•检查安全防护装置是否完好有效•检查紧固件有无松动,润滑是否正常•检查电气控制系统指示灯、按钮状态•空运转试车,观察运行是否平稳•填写设备运行记录和交接班记录定期保养月/季由维修人员按计划进行,包括:•全面检查机械传动系统磨损情况•清洗更换润滑油脂,疏通油路•检查电气元件接线是否牢固•测试离合器、制动器性能参数•校验安全防护装置响应时间•紧固所有连接件,调整间隙配合专项检修年度由专业技术人员进行大修,包括:•拆解主要部件,检查修复或更换•重新校正设备精度和性能指标•更新老化的电气和液压元件•全面测试安全保护系统功能•出具检修报告和设备健康评估•建立完整的维修档案资料重点关注:离合器、制动器、安全防护装置是维护保养的重点这些部件直接关系到设备能否及时停止,一旦失效后果严重必须严格按照厂家要求的周期和标准进行检查更换,不得延期或降低标准作业环境安全要求物理环境控制照明与空间布局照明要求:作业区照度≥300lux,重点操作部位≥500lux照明应均匀柔和,避免眩光和频闪应急照明系统保证停电时安全疏散空间布局:设备之间保持足够的安全距离≥

0.8m,通道宽度≥

1.2m,保证人员和物料通行顺畅设备布置应考虑物料流向和操作噪声控制:采取隔声、消声、吸声措施,使作业区噪声≤85dBA为操作者配备防噪声耳塞或耳罩,定期进行听力检测便利性振动控制:设备基础做好减振处理,定期检查设备平衡状态操作台和座椅采用减振设计,减少振动传递环境整洁:工作台面、地面保持清洁干燥,及时清理油污、废料物料堆放整齐有序,标识清楚,防止混淆和绊倒温度调节:车间温度控制在18-28℃适宜范围,夏季加强通风降温,冬季保证采暖避免操作者在高温或低温环境下作业职业健康监护建立操作者健康档案,定期进行职业健康体检每年1次,重点检查听力、手部功能、呼吸系统等发现职业禁忌症或疑似职业病,及时调离岗位治疗配备医疗急救箱和经过培训的急救员,确保事故发生时能得到及时救治结语安全第一预防为主:,生命至上,安全第一没有安全就没有一切核心理念冲压剪切安全技术是保障生产安全和人员生命健康的关键通过本课程的学习,我们深刻认识到冲压剪切作业的危险性,掌握了系统的安全技术措施和管理方法安全不是某个人、某个部门的事,而是全员、全过程、全方位的责任科学管理完善安全制度,落实责任,强化监督检查技术进步持续改进安全防护装置,推广机械化自动化教育培训提高全员安全意识和技能,培育安全文化全员参与每个人都是安全的守护者,共建安全生产环境持续投入保障安全投入,升级设备,改善环境条件未来展望随着工业

4.0和智能制造的发展,冲压剪切行业正在经历深刻变革机械化、自动化、智能化是未来发展的必然方向通过人工智能、大数据、物联网等先进技术的应用,可以实现设备状态的实时监测、故障的预测预警、操作的远程控制,从而达到更高水平的本质安全。