在壓力加工行業(yè),物體打擊傷害事故性質(zhì)很嚴(yán)重,原因有三:
1.壓力加工機(jī)械如機(jī)械壓力機(jī)、液壓機(jī)、鍛錘、剪沖床等,都是靠巨大的能量來(lái)工作的。
2.造成傷害的起因物或致害物大多是由模具、工裝、工具引起的,靠設(shè)備本身的防護(hù)難以奏效,一般要從工藝上采取措施。
3.傷害方式無(wú)規(guī)律性,起因物、致害物的飛出彈出很難確定方位。
由此可見(jiàn),壓力加工行業(yè)的物體打擊傷害事故有其本身的特點(diǎn),防范措施的采取必須有針對(duì)性,否則很難奏效。產(chǎn)生物體打擊的原因在壓力加工過(guò)程中造成物體打擊傷害的因素主要有以下幾種:
1.因使用不當(dāng)或結(jié)構(gòu)不合理造成應(yīng)力集中,最后導(dǎo)致模具損壞,模具碎塊飛出。
2.模塊本身缺陷,如表面裂紋、疲勞裂紋、硬度太大等,造成模具碎塊飛出。
3.模具、工具材料選用不當(dāng),造成模具、工具局部破損飛出、彈出。
4.模具與設(shè)備不匹配,模體變形、損壞,碎塊飛出。
5.間隙沒(méi)及時(shí)調(diào)整,造成模具、工具崩裂,碎塊彈出。
防范措施根據(jù)上述原因分析可知,產(chǎn)生物體打擊的內(nèi)在原因是因?yàn)槟>摺⒐ぞ叩恼w或局部損壞以后,造成碎塊飛出或彈出引起的,防范的重點(diǎn)也在此。壓力加工所用的模具、工具材料大多是合金鋼、碳素工具鋼和硬質(zhì)合金,它們都有一個(gè)共同的特點(diǎn):強(qiáng)度硬度較高,塑性韌性相對(duì)較低,這對(duì)金屬變形相當(dāng)有利但對(duì)操作者的安全卻不利。
怎樣才能兼顧兩者?根據(jù)多年來(lái)的經(jīng)驗(yàn),筆者認(rèn)為從改進(jìn)工藝方法入手,尋找防范措施,效果較好,方法也簡(jiǎn)單易行,且節(jié)約成本。工藝改進(jìn)主要考慮的是減少應(yīng)力集中,提高模具、工具的塑性。一般的情況下,應(yīng)力集中越嚴(yán)重,越容易引起模具局部破損;模塊的塑性越差,越容易造成模具裂紋。減少應(yīng)力集中,提高塑性有以下方法可供選擇:
預(yù)熱法從提高工、模具內(nèi)在性能出發(fā)提高塑性。
1.對(duì)使用一段時(shí)間后的模具、工具,定期進(jìn)行預(yù)熱處理,預(yù)熱溫度控制在金屬的相變溫度以下,這樣對(duì)強(qiáng)度影響不大,但可消除應(yīng)力集中,提高塑性。一般溫度控制在300℃~400℃,然后用肉眼或探傷的方法進(jìn)行表面檢查,消除有關(guān)缺陷。
2.寒冷季節(jié)(室溫低于10℃)每天開工前用200℃~300℃的溫度預(yù)熱模具、工具、錘頭、滑塊,減小變形抗力增強(qiáng)其塑性。
3.熱加工用模具、工具的冷卻要注意冷卻水的溫度不要太低,不要采用急冷,一般要保證冷卻水的溫度大于50℃。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化法從優(yōu)化工具幾何結(jié)構(gòu)出發(fā)減少應(yīng)力集中除了注意在模具、工具的外表、邊緣要避免尖角、銳角,還要注意:
1.注意"三心并一心"。工件的受力中心、模具的幾何中心和壓機(jī)的壓力中心"三心合一",這樣可以避免因偏心造成的應(yīng)力集中損壞模具。
2.上模面對(duì)操作者的一面盡量做成斜面,不但可增加操作空間,而且可減少因頻繁使用,模具棱角在應(yīng)力的作用下變形、損壞從而彈出的概率。
3.對(duì)沖裁加工要保證凸模的硬度略小于凹模HRC5(硬度值)左右;對(duì)沖裁直徑小于2毫米的細(xì)小孔時(shí),沖頭的導(dǎo)向套要盡量長(zhǎng);連續(xù)沖裁時(shí)第一個(gè)孔要避免單邊或不對(duì)稱,目的都是為了減少凸模損壞彈出的風(fēng)險(xiǎn)。
4.模具的卸料板和上、下模之間要盡量密閉,特別是靠近操作者的一面。
5.擠壓加工能量很大,擠壓模具的入口角a對(duì)單位擠壓力影響很大,當(dāng)α=40°~60°角時(shí)變形抗力最小,對(duì)提高安全性能很有幫助。
合理選材法實(shí)踐證明,鋼中碳化物分布不均造成晶粒分布也不均,對(duì)鋼材的塑性、韌性影響很大,因此,模具選材時(shí)一個(gè)通用的原則就是控制奧氏體晶粒,盡量選本質(zhì)細(xì)晶粒鋼(晶粒度>6級(jí)),且分布要均勻。另外還可注意以下幾點(diǎn):
1.大型金屬模具中鑄造組織缺陷(偏析、夾雜、疏松等)要盡量少,要想法消除,鑲塊模的外模套要盡量用鍛壓模塊。
2.受力較大的金屬模具在開型腔時(shí)要注意金屬的流線方向,使拉應(yīng)力的方向盡量和流線一致。
3.對(duì)擠壓加工來(lái)講,要根據(jù)擠壓模具所能承受的單位壓應(yīng)力,來(lái)確定允許的變形程度,當(dāng)總變形程度超過(guò)此值時(shí),要把擠壓分成多道工序,以免因單位擠壓力超過(guò)模具所承受的限度損壞模具。
4.壓力加工所用的操作工具其選材也很有講究,一般操作工具的選材都選比較軟的低碳鋼或鋁合金,這樣可以避免因操作工具使用不當(dāng)造成的傷害。