冲模斜楔机构的角度优化

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冲模斜楔机构的角度优化
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& _9 V8 C# Q5 Q) ^' E内容摘要:[摘要]介绍了冲模常斜楔机构的主要类型．并通过斜楔机构的运动、受力和传动效率的分析对斜及滑块的角度进行优化。关健词 冲模结构 斜楔机构 优化l 斜楔机构的组成斜楔机构是通过斜楔和滑块的配合使用，变垂直运动为水平运动或倾斜运动的机械机构。2 斜楔机构的类型按滑块的附着方式．常用斜楔机构可分为3种类型：①滑块附着于下模，称为普通斜楔机构，如图1所示。②滑块附着于上模，模具工作完后随上模上行，称为吊楔机构，如图2所示。
* L) H9 W0 F6 r[摘要]介绍了冲模常斜楔机构的主要类型．并通过斜楔机构的运动、受力和传动效率的分析对斜及滑块的角度进行优化。
关健词 冲模结构 斜楔机构 优化

l 斜楔机构的组成

斜楔机构是通过斜楔和滑块的配合使用，变垂直运动为水平运动或倾斜运动的机械机构。斜楔也称主动斛楔，工作中起施力体作用；滑块——工作斜楔，受力体；附属装置——反侧块、压板，导板(导轨)、防磨板、弹簧、螺钉等，起斜模附着、导向及力平衡作用的装置。
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6 X0 s9 {: H$ b6 o" Z3 l: _2 斜楔机构的类型
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% h, s- B0 @3 i' F" l按滑块的附着方式．常用斜楔机构可分为3种类型：①滑块附着于下模，称为普通斜楔机构，如图1所示；②滑块附着于上模，模具工作完后随上模上行，称为吊楔机构，如图2所示；⑧双动斜楔机构，即是图1中的斜楔(件2)制成以面为斜面，反侧块(件1)也做成滑块，当斜楔运动时可带动飘滑块，能实现一次完成板料负角弯曲。

普通斜楔机构，滑块一般附着于下模(见图1)，使设计和运动相对比较简单，但有些情况，滑块附着于下模时，制件的送入和取出不方便，或影响模具其它功能的实现，此时应考虑吊楔机构。按滑块的运动方式，斜楔机构又分为平斜楔机构和倾斜式斜楔机构(模具本体与滑块接触而为斜面)。

3 斜楔机构的运动和受力分板
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! g- e4 v4 r4 X8 f! X* l3.1 斜楔机构运动分析
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: m0 z/ L- v  J  X% N在图3中，θ为斜楔角，β为滑块工作角度；α为斜楔与滑块夹角。
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" F9 n$ a. w4 }* T" M2 e; p2 J6 l随着斜楔向下运动，斜楔上一点A动动到C（AC=L为斜楔行程或压机行程）；对于滑块，则斜楔上一点A随滑块滑动移到B（S为滑块行程或工作行程）。

如图△ABC中：∠ABC=θ；∠ABC=α
0 f7 h+ F$ k, R2 P  }5 Y根据正弦定律得：S/sinθ=L/sinaα
8 V6 c' A- M/ J/ J- x0 [* B∵θ-β=90·-α；θ<=90·
故β<α;则：S/L=sinθ/sinaα=cos(α-β)/sinα
当β=0时，为平动式斜楔机构（图1）；则：S/L=ctgα
当α角增大，S为定值，则L增大
当β不等于0时，α角增大，S与L和斜楔机构运动关系如图3c所示。

3.2 斜楔机构的受力分析
- j& n( h0 R1 B5 L0 i5 O
如图3b所示，由力矢图可得出：Q=F/sinα;Q=P/sinθ
4 {. p4 m) S5 IP=Fcos(α-β)/sinα;V=F/tanα

当β角和冲裁力F为定值时，α角增大，Q减小、P减小 、V减小，可见α角增大斜楔机构可更省力，斜楔和滑块上所受的摩擦力也减小，从而使斜楔及滑块磨损减小，但由于α角增大，S／L减小，则当滑块工作行程S为一定时，斜楔行程L则增大，存在角度最大化问题。

8 j! e( {1 A2 [* w4 斜楔机构的效率分析
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滑块的工作效率。
: N1 z4 M8 E6 t' z' i5 b" b6 B" b
考虑到摩擦的影响，设斜楔和滑块之间的摩擦角为φ。
将前面的有关式子代入η式，将θ视为自变量，建立如下关系

" l+ a0 X9 o- @. A5 机构选择原则

5 \  Q& t. C: u! K综合考虑斜楔的行程、工作效率。模具的布局及性能，斜楔角9的选定有如下规律：

(1)当β≤20度时,θ=40度+β/2，模具设计可根据具体情况选用普通斜楔机构或吊楔机构。
* |2 l. ^+ M+ }( x* }8 _" R. M(2)当β＞20度时,应虑使用吊楔机构。
% K: B$ `* [6 M8 m1 h( C(3)当β＞45度，使用吊楔机构，斜楔角θ通常取90度，此时斜楔与滑块的接触面为水平而。
7 B' H# R, `" k7 P(4)普通斜楔机构与吊楔机构的运动分析及受力分析完全一样，所不同的是普通斜楔机构滑块附着于下模，而吊楔机构的滑块附着于上模，摸具工作完后随上模上行。

6 结束语

2 g. W" q5 n; F$ G- n+ @本文对斜楔机构的运动、受力及效率作了较详细的分析，并通过效率分析得出斜楔的优化角度平动斜楔机构，θ角一般取35度、40度、45度；对于倾斜斜楔机构，θ=40度+β/2。