在金属容器行业的生产中，有不少工序是属于冲压工序。多年来，由于冲压的安全问题，造成了无法估计的财产损失，并使不少工人变成了残疾人。据不完全统计，近年来，在我国金属容器行业的企业中，平均每个企业有5个以上的残疾人是因为冲压的不安全造成的。

　　冲压常用的是曲柄压力机，大多是开式的，结构难以改变。不过我们可以在冲模设计时，引入安全设计理念，即可比较容易地解决这个问题。

　　冲压模具是冲压加工的主要工艺装备，冲压制件就是靠上、下模具的相对运动来完成的。加工时由于上、下模具之间不断地分合，如果操作工人的手指不断进入或停留在模具闭合区，便会对其人身　安全带来严重威胁。

　　一、模具设计的安全要求
　　（一）、模具的主要零件、作用及安全要求
　　 1、工作部件（凸凹模）。

　　工作部件是直接使坯料成形的工作部件，因此，它是模具上的关键部件。凸凹模不但精密而且复杂，它应满足如下要求：

　　（1）应有足够的强度，不能在冲压过程中断裂或破坏；

　　（2）对其材料及热处理应有适当要求，防止硬度太高而脆裂。
　　 2、定位部件。

　　定位部件是确定坯件安装位置的部件，有定位销（板）、挡料销（板）、导正销、导料板、定距侧刀、侧压器等。设计定位部件时应考虑操作方便，不应有过多定位，位置要便于观察，最好采用前推定位、外廓定位和导正销定位等。
　　 3、压料、卸料及出料部件。

　　压料零件有压边圈、压料板等，压边圈可对拉延坯料加压边力，从而防止坯料在切向压力的作用下拱起而形成皱褶。压料板的作用是防止坯料移动和弹跳。顶出器、卸料板的作用是便于出件和清理废料。它们由弹簧、橡胶和设备上的气垫推杆支撑，可上下运动，顶出件设计时应具有足够的顶出力，运动要有限位。卸料板应尽量缩小闭合区域或在操作位置上铣出空手槽。暴露的卸料板的四周应设有防护板，防止手指伸入或异物进入，外露表面棱角应倒钝。
　　 4、导向部件（导柱和导套）。

　　导柱和导套是应用最广泛的一种导向部件。其作用是保证凸凹模在冲压工作时有精确的配合间隙。因此，导柱、导套的间隙应小于冲裁间隙。导柱设在下模座，要保证在冲程下死点时，导柱的上端面在上模板顶面以上最少5至10毫米。导柱应安排在远离模块和压料板的部位，使操作者的手臂不用越过导柱送取料。
　　 5、支承及夹持零件。

　　它包括上下模板、模柄、凸凹模固定板、垫板、限位器等。上下模板是冲模的基础零件，其他各种零件都分别安装固定在上面。模板的平面尺寸，尤其是前后方向应与制件相适应，过大或过小均不利于操作。
　　 有些模具（落料、冲孔类模具）为了出件方便，需在模架下设垫板。这时垫板最好与模板之间用螺钉连接在一起，两垫板的厚度应绝对相等。垫板的间距以能出件为准，不要太大，以免模板断裂。
　　 6、紧固零件它包括螺钉、螺母、弹簧、柱销、垫圈等，一般都采用标准件。冲压模具的标准件用量较多，设计选用时应保证紧固和弹性顶出的需要，避免紧固件暴露在表面操作位置上，防止碰伤人手和妨碍操作。
　　 （二）模具设计的安全要点
　　 在结构上应尽量保证进料、定料、出件、清理废料的方便。对于小型零件的加工要严禁操作者的手指、手腕或身体的其他部位伸入模区作业；对于大型零件的加工，若操作者必须手入模内作业时，要尽可能减少入模的范围，尽可能缩短身体某部位在模内停留的时间，并应明确模具危险区范围，配备必要的防护措施和装置。
　　 模具上的各种零件应有足够的强度及刚度，防止使用过程中损坏和变形，紧固零件要有防松动措施，避免意外伤害操作者。
　　 不允许在加工过程中发生废料或工件飞弹现象，影响操作者的注意力，甚至击伤操作者。另外要避免冲裁件毛刺割伤人手。不允许操作者在进行冲压操作时有过大的动作幅度，避免出现使身体失去稳定的姿势；不允许在作业时有过多和过难的动作。应尽量避免冲压加工时有强烈的噪声和振动。模具设计应在总图上标明模具重量，便于安装，保障安全。20千克以上的零件加工应有起重搬运措施，减轻劳动强度。装拆模具零件时应方便安全，避免有夹手、割手的可能；模具要便于解体存放。

总之，模具中的哪怕是细微的问题都会影响安全，只有对每种作业中的具体问题进行分析，才能提出模具中的安全注意事项。

　　二、模具安全设计研究实例

　　安全操作是冲压工作中常遇到的重要实际问题，冲模设计时应充分地考虑冲压操作的人身安全、设备安全及冲模安全，才能消除事故隐患。根据制桶企业的实践经验，设计时主要应用以下几个方面的措施。

　　1、采用标准模架，左手送料。

　　在冲压操作时，人们习惯于用右手送料。但是，由于冲裁模常用的标准模架——对角导柱模架的导柱是左在前、右在后，冲压工如果用右手送料时，条料送至最后，由于精神高度集中于冲制零件，右手就容易进入冲模工作的周界面的上下模之间，而被冲掉。如果用左手送料，条料送至最后，由于左导柱挡住了左手的继续送料，确保了人身安全。因此冲模设计中，尽量选用对角导柱模架。

　　2、后导柱式模架增设辅助安全导柱或挡板。

　　如果工艺等其它原因冲模结构选用后导柱模架（图1），则需设置适合左手送料的辅助安全导柱。此外，还可设置安全挡板（图2），此种安全挡板对两导柱在后或中间的模架更为适用。

　　为了保证冲裁模的安全使用，设计冲模时必须考虑上下模的导向。

　　1、采用标准模架也要考虑单面冲裁的凸凹模对口导向，否则，易造成啃口，造成冲模使用过程中的不安全——非正常的损坏模具。所以，对单面冲裁工作情况下的凸模刃口可以做成剪刃式（图3）。

　　这种形式在冲裁薄料时又可以减少冲裁力。

　　2、在模具结构允许的情况下，最好采用靠背式凸模（图4），也称定距侧刃式凸模。这样的凸模有一靠背，冲裁时绝对保证凸模正常进入凹模口。因此不会因啃口而造成冲模的非正常损坏。

　　3、对板件的边缘冲裁（切角、切割口）冲制距边缘近的孔，模具结构再简单也要设置导向。对于边缘冲裁冲模的凸模采用“靠背式”为好，凸凹模间隙取单向值（图5），Z值可根据材料品种和厚度查表决定。

　　4、对板件边缘附近孔的冲制，一定要设计前置导柱，这样方便对模，也防止啃口。

　　零件在冲制过程中严格避免手工定位和临时找的工具加推力定位。特别冲制较薄的板件就更危险（图6）对于同一种工件或同一批冲制的每个零件的外形尺寸不可能完全一致，所以采用弹性定位最好。对冲裁件用图7的形式。