組成,分類,運動受力,效率分析,機構選擇原則,
組成
斜楔機構是通過斜楔和滑塊的配合使用,變垂直運動為水平運動或傾斜運動的機械機構。斜楔也稱主動斜楔,工作中起施力體作用;滑塊——工作斜楔,受力體;附屬裝置——反側塊、壓板,導板(導軌)、防磨板、彈簧、螺釘等,起斜模附著、導向及力平衡作用的裝置。
分類
按滑塊的附著方式,常用斜楔機構可分為3種類型:
- 普通斜楔機構,滑塊附著於下模,稱為平楔,如圖1所示;
- 滑塊附著於上模,模具工作完後隨上模上行,稱為吊楔機構,如圖2所示;
- 雙動斜楔機構,即是圖1中的斜楔(件2)製成以面為斜面,反側塊(件1)也做成滑塊,當斜楔運動時可帶動飄滑塊,能實現一次完成板料負角彎曲。
普通斜楔機構,滑塊一般附著於下模(見圖1),使設計和運動相對比較簡單,但有些情況,滑塊附著於下模時,製件的送入和取出不方便,或影響模具其它功能的實現,此時應考慮吊楔機構。按滑塊的運動方式,斜楔機構又分為平斜楔機構和傾斜式斜楔機構(模具本體與滑塊接觸而為斜面)。
![通斜楔機構 通斜楔機構](/img/b/5f6/nBnaugzNhV2MwcjZwkTY0EDMiJWN1MjNzYmYwMmZmNmNyIDO5E2M0UDN2I2LtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
![楔機構 楔機構](/img/9/5c6/nBnauAzMlZTMxcTZkRWNlVzM3gTNiZ2MlR2NkBTNilDOzkjYlJjZyEDZ3MzLtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
![吊楔機構運動受力分析圖 吊楔機構運動受力分析圖](/img/a/2ea/nBnauIGM1AjYmFGNmBDNhZWY4UTNkJmN4ATM3MTMxQmY0QWYzQTMkVTO5M2LtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
運動受力
斜楔機構運動分析
在圖3中,θ為斜楔角,β為滑塊工作角度;α為斜楔與滑塊夾角。
隨著斜楔向下運動,斜楔上一點A動動到C(AC=L為斜楔行程或壓機行程);對於滑塊,則斜楔上一點A隨滑塊滑動移到B(S為滑塊行程或工作行程)。
如圖△ABC中:∠ABC=θ;∠ABC=α
根據正弦定律得:S/sinθ=L/sinaα
∵θ-β=90·-α;θ<=90·
故β<α;則:S/L=sinθ/sinaα=cos(α-β)/sinα
當β=0時,為平動式斜楔機構(圖1);則:S/L=cotα
當α角增大,S為定值,則L增大
當β不等於0時,α角增大,S與L和斜楔機構運動關係如圖3c所示。
斜楔機構的受力分析
如圖3b所示,由力矢圖可得出:Q=F/sinα;Q=P/sinθ
P=Fcos(α-β)/sinα;V=F/tanα
當β角和沖裁力F為定值時,α角增大,Q減小、P減小 、V減小,可見α角增大斜楔機構可更省力,斜楔和滑塊上所受的摩擦力也減小,從而使斜楔及滑塊磨損減小,但由於α角增大,S/L減小,則當滑塊工作行程S為一定時,斜楔行程L則增大,存在角度最大化問題。
效率分析
滑塊的工作效率η=![](/img/3/950/3edff3f06a5e37acaaefb15d1cac.jpg)
![](/img/3/950/3edff3f06a5e37acaaefb15d1cac.jpg)
![](/img/1/888/ca7e59849ed4997b71e2f6facdf3.jpg)
考慮到摩擦的影響,設斜楔和滑塊之間的摩擦角為φ。
將前面的有關式子代入η式,將θ視為自變數,建立如下關係式:
η=[sinθ/cos(θ-β)]×[cos(θ-β+2φ)/sin(θ+2φ)]
對η式求導,令dη/dθ=0。
得:θ=39°17’+β/2
當β=0時,為平動式斜楔機構,θ=39°17’;α=90°-θ=50°43’。
為了設計製造方便,實際工作中通常取接近這一數值的整數如α=45°、50°、55°。
當β≠0時,為傾斜式斜楔機構。θ=40°+β/2;α=90°-(θ-β)=50°+β/2。
機構選擇原則
綜合考慮斜楔的行程、工作效率。模具的布局及性能,斜楔角θ的選定有如下規律:
- 當β≤20°時,θ=40°+β/2,模具設計可根據具體情況選用普通斜楔機構或吊楔機構。
- 當β>20°時,應慮使用吊楔機構。
- 當β>45°,使用吊楔機構,斜楔角θ通常取90°,此時斜楔與滑塊的接觸面為水平而。
- 普通斜楔機構與吊楔機構的運動分析及受力分析完全一樣,所不同的是普通斜楔機構滑塊附著於下模,而吊楔機構的滑塊附著於上模,模具工作完後隨上模上行。