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

  I$ _) e  ^' \5 L% L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。
[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
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% e& m5 y, y* d0 M1 k9 x) Il 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。

9 T* r- v$ _3 }: k2 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；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)。

: y9 x& Q4 p3 p! H3 斜楔机构的运动和受力分板

, z% D4 z2 k- K! @3.1 斜楔机构运动分析
" g: h* _" Z8 z0 }

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。
- R/ x" }2 j% |( h, E' ~
  d: a* q7 ~3 E. |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）。

! E: j, l( D: R; T/ q9 \如图△ABC中：∠ABC=θ；∠ABC=α
) ^6 j) ^7 J$ h5 E$ X根据正弦定律得：S/sinθ=L/sinaα
∵θ-β=90·-α；θ<=90·
# s8 N; s3 Q; U/ b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
" x, Q  H# G0 `* R2 J; I2 }% R当α角增大，S为定值，则L增大
) Z+ E, [1 f! g  m. r/ M$ A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。
/ Z0 ~6 j' J" |+ m+ r& I* n
' Y2 \% X* x' |" _3.2 斜楔机构的受力分析
- ^! p: K' s9 X5 R" |% s
9 G% \3 P/ P( R2 d如图3b所示，由力矢图可得出：Q=F/sinα;Q=P/sinθ
- H: w' U+ k. y+ ]. g& I! P/ n  GP=Fcos(α-β)/sinα;V=F/tanα

+ x( ?- f) M* b  t- `; B2 a+ r: ]1 ]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。

3 x- V* T; S6 z+ M5 H- ?7 @( O4 斜楔机构的效率分析
6 K! X+ j, j3 H
滑块的工作效率。

" a7 r8 Q% `( y6 l- x/ V8 e考虑到摩擦的影响，设斜楔和滑块之间的摩擦角为φ。
: r, F3 X; U5 U" d& ~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

5 机构选择原则

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：

( H! ^! ]) x" ]; ~8 O(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。
3 T  w" @8 M2 Y+ E(2)当β＞20度时,应虑使用吊楔机构。
) V$ |3 k- \1 S) N: l3 s4 u(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 ]) E1 G8 m0 {' }" W' }% G8 Q(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。

) I: f& `$ `: b5 ~6 结束语

* z! ^1 F" h# T5 A: u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。