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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& Y8 v  P% h* }- K7 e( 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

l 斜楔机构的组成

5 ~7 W, U5 e+ @' o2 _; E4 X( b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。

2 斜楔机构的类型

' N" v0 E, A: K9 y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。

# b7 A% g. x) d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)。
2 F  O1 J2 Q6 Q3 ~
( E% F0 j% v% o' a* S6 U: C3 斜楔机构的运动和受力分板
6 A( C  n( W! U' T$ G* k
9 w- ]9 X! r3 a/ W2 o+ t& W1 R3.1 斜楔机构运动分析
: J, Q# h$ [+ G6 ~# E4 ?; Z" k

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。

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）。
2 \/ P1 F( a& e: O! |# f
如图△ABC中：∠ABC=θ；∠ABC=α
  Z  h' p5 U, i  d) p根据正弦定律得：S/sinθ=L/sinaα
∵θ-β=90·-α；θ<=90·
7 {+ d0 f) m( x7 `% D- \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
9 v. A9 W+ I0 M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。
( W" x! h7 p: F. t
9 f2 P, I& J6 x# h. v0 d1 d0 a3.2 斜楔机构的受力分析

5 d% x9 `" S5 S9 t( H% I如图3b所示，由力矢图可得出：Q=F/sinα;Q=P/sinθ
P=Fcos(α-β)/sinα;V=F/tanα
' h2 z  {- n# k. a+ A0 I" D/ Q
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。
2 e7 ]6 j# Q8 J6 U- m3 A
4 斜楔机构的效率分析
: M+ N6 @8 _0 ~" M. t6 o+ |
8 g% h$ k5 P5 Y8 H) ]% t9 a, G滑块的工作效率。
! M/ a9 p2 d1 W) h% J# N
7 }3 _% l2 m2 X# ~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

5 机构选择原则

: x, P; q2 p# a0 h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。
; O4 _, |5 G8 ~; t) s) |(2)当β＞20度时,应虑使用吊楔机构。
7 Q. T5 B% V3 G4 x/ ]7 r(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。
(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。

. X9 r5 u; Q' I2 B0 C" ~+ p6 结束语
" x' i+ ~, o% c& C6 V- W5 V3 s
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。