斜楔机构的受力分析和设计

3. 夹紧力的大小
夹紧力的大小可根据切削力和工件重力的大小、 方向和相互位置关系具体计算。为安全起见，计算 出的夹紧力应乘以安全系数K，故实际夹紧力一般比 理论计算值大2～3倍。
进行夹紧力计算时，通常将夹具和工件看做一 刚性系统，以简化计算。根据工件在切削力、夹紧 力(重型工件要考虑重力，高速时要考虑惯性力)作用 下处于静力平衡，列出静力平衡方程式，即可算出
的原始夹紧行程增加的倍数等于夹紧力的增力倍
数，即夹紧行程增大多少倍，夹紧力就增加多少
倍。
0.017455 0.052408 0.087489
0.12278 0.15838 0.19438
0.23087 0.26795 0.30573
0.34433
2、选用斜楔夹紧工件时，只要升角 取得合适， 就能实现夹紧机构的自锁。
3. 偏心夹紧机构是由偏心件作为夹紧元件，直接 夹紧或与其他元件组合实现对工件的夹紧。常用的
图3-35是一种常见的偏心轮—压板夹紧机构。 当顺时针转动手柄使偏心轮绕轴转动时， 偏心轮的 圆柱面紧压在垫板上，由于垫板的反作用力，使偏 心轮上移，同时抬起压板右端，而左端下压夹紧工
图3-35 偏心轮—压板夹紧机构
斜楔夹紧机构受力分析
夹紧力 Fc 是由作用在斜楔上的外力 Fe,x 产生的。
工件对它的反作用力 Fr1 和由此引起的摩 擦力 Ff1 、夹具体对它的反作用力 Fr2 和 由此引起的摩擦力 Ff 2 。
夹紧时，存在如下关系 考虑X方向上的受力平衡
将上述参数代入上式，可得斜楔所产生的夹紧力
由上式得如下结论
图3-43 先定位后夹紧联动机构
图3-43 先定位后夹紧联动机构
(2) 夹紧与移动压板联动机构。 如图3-44所示，逆时针扳动手柄，先是拨销1拨 动压板2上的螺钉3，使压板左移到夹紧位置，继续 逆时针扳动手柄，偏心轮5顶起压板夹紧工件。松开 时，顺时针扳动手柄，偏心轮5的作用先松开工件， 继而拨销1拨动螺钉4

凸轮退回力的计算
回弹力计算式
1.水平作动 F=µ×W 2.倾斜作动 F=µ×W2+W1 W1=W×sinθ W2=W×cosθ 3.逆倾斜作动 F=µ×W2-W1
F:滑动块退回所需要的力(弹簧所用的力) µ:滑动面的摩擦系数（0.25） W:凸轮的重量（组立后的总重） θ:倾斜角 W1：滑动块自重下滑之力 W2：滑动块垂直滑动面正压力
凸轮滑动块
凸轮滑动块
凸轮滑动块
谢谢大家！
双动斜楔
斜楔部的导板尽可能是一体，但当行程过 长时需要分解，如右图所示。 平面耐磨板的安装原则
(3)耐磨板长宽满足 L1+L2+L3+L4>2/5L 分块位置不要到角部
（1）安装耐磨 板一边为底板。
（2）有斜楔导块和导 板的下面设耐磨板。
凸轮退回力的计算
斜楔滑块回位状态下， 有如下所示力:
1.水平斜楔:（斜楔滑块总重量×1.0）以上 2.倾斜斜楔:（斜楔滑块总重量×1.5）以上 3.切边、冲孔加工，无斜楔顶出器时（除 翻边加工）除上述情况之外，斜楔开始返 回（咬边脱离时），加脱模力。
注意行程先后顺序,先母斜楔到位, 然后是上模压料芯,再是斜楔压料 芯,最后才是翻边刀块或整型刀块.
驱动块
母斜楔需前 气缸：
（1）零件投入时，稳 定性不好； （2）零件投入时，定 位不好及考虑零件 变形时。
子斜楔
母斜楔
当要侧冲 孔、侧剪 边时，需 要加V型 导板 保证受力的下面有耐磨板支 撑,模座上相应也应有筋支撑, 能够保证力直接传递到床台 母斜楔在设计中，记 得考虑其强度问题
双动斜楔
适用范围:
(1)倾斜角θ≤30时,可 以使用双动斜楔,当 θ>30时,只能用吊楔; (2)逆向倾斜角θ≤20时, 可以使用双动斜楔,这种 逆向倾斜很少使用,做工 法尽量避免!

冲模斜楔机构的角度优化[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。

2 斜楔机构的类按滑块的附着方式．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3.1 斜楔机构运动分析在图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）。

如图△ABC中：∠ABC=θ；∠ABC=α根据正弦定律得：S/sinθ=L/sinaα∵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如图3b所示，由力矢图可得出：Q=F/sinα;Q=P/sinθP=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。

在夹具的各种夹紧机构中，以斜楔、螺旋、偏心、铰链机构以及由它们组合而成的夹紧装置应用最为普遍。

一、斜楔夹紧机构1．夹紧力计算图3-10夹紧受力图由上面受力图可知，斜楔静力平衡条件为：F1＋FRX ＝FQ其中：F1＝FW tanφ1 ； FRX＝FW tan(α＋φ2)代入上式计算得：式中：FW 斜楔对工件夹紧力α 斜楔升角FQ 原始作用力φ1 斜楔与工件之间的摩擦角φ2 斜楔与夹具体之间的摩擦角2．增力比计算增力比iF＝夹紧力／原始作用力如果不考虑摩擦影响理想增力比（即忽略摩擦角）：3．夹紧行程比计算图3-11 夹紧受力工件所要求的夹紧行程h与斜楔相应移动的距离s之比成为行程比iS。

由上图可知：夹紧行程＝工件被夹紧行程h/斜楔移动距离S4．自锁条件图3-12自锁受力上图为原始作用力FQ停止作用后斜楔的受力情况。

斜楔楔入后，原始力去除，斜楔体自锁条件为F1>FRXFW tanφ1> FW tan(α-φ2)φ1> α-φ2或α〈φ1 ＋φ2因此自锁条件是斜楔升角小于斜楔与工件、与夹具体之间的摩擦角之和，钢件：f＝0.1～0.15摩擦角φ＝5°43′～8°30′，故α<10°～17°5．升角α的选择手动夹紧α＝6°～8°，机动夹紧α≤12°，不需要自锁α＝15°～30°6．结构设计包括：手动夹紧机构、气动或液压夹紧、斜楔与压板与螺旋等组合结构。

斜楔夹紧机构的计算见下表二、螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构在生产中使用极为普遍。

螺旋夹紧机构结构简单、夹紧行程大，特别是它具有增力大、自锁性能好两大特点，其许多元件都已标准化，很适用于手动夹紧。

它主要有两种典型的结构形式。

1.单个螺旋夹紧机构下图a所示为GB/T2161-91六角头压紧螺钉，它是螺钉头部直接压紧工件的一种结构。

下图b所示在螺钉头部装上摆动压块，可防止螺钉转动时损伤工件表面或带动工件转动。

导向 C2插刀开始接触
C2到位
数据：
侧成型部分
回退部分
C1运动
适用 角度 范围
结构 类型
结构 类型
下置-20——30； 上置0——70
悬吊斜楔或下置 斜楔 可使用标准斜楔
-20——30
压料
C1行程包含实际 侧成型
侧翻行程和C2回
退行程两部分
斜导板直
接驱动
注意此段，侧成型 刀块还要在回退块 上被带回一定距离
置斜楔
动，需要转换块
结构 可使用标准斜 类型 楔
三、详解
6、小旋转斜楔
三、详解
设计注意事项：
6、小旋转斜楔
1、正常的运动顺序为，回退部分首先到达工作位置，然 后压料芯、侧圧芯压料，最后侧成型斜楔才成型；但此
类斜楔常出现压料芯压料后斜楔回退块才进入工作状态。
2、回转块的半径和旋转轴的位置确定需要仔细考虑 3、此类旋转斜楔设计时要保证上模侧成型回程弹簧力量 要比下模回程弹簧力量大才能实现回退部分先到位。
三、总结
2、回退块的分割线确认（制件能取出、强度、加工方便性）
回退块分割线设计要点：1 、保证回退块退回以后，制件能顺利的取出； 2 、保证盖板、回退块的强度（角度和厚度）；3、尽量规整，有利于加工精 度的保证；4、结构设计应尽量减少配合面，并且增加滑配导板来便于现场调整
NG
OK
OK
干涉部分 加工掉
减少配合面、 增加滑配导板
三、总结
3、运动顺序
正确的运动顺序： 1、回退部分首先到达工作位置， 2、压料芯压料、 3、侧圧芯压料， 4、最后侧成型斜楔才成型；
三、总结
4、斜楔基准面的设置
加工时在此面放置 辅助块将斜楔抵死 在到底位置

双斜楔结构锁绳器各楔块角度及摩擦系数分析双楔复式机构已广泛应用于单纯锁绳的卡绳器和首绳调换装置中，其自动化程度高的优势普遍被市场所采纳。

以往的设计均参照《》进行，未曾精确计算，且在实际使用中也出现过不少问题。

本文以两斜楔之间滚动体（圆柱滚子）为受力分析的着力点，尝试为此种结构提供科学、可靠的理论依据，为广大同行带来便利，为多绳摩擦系统首绳的维护和更换工作的安全高效提供必要的技术支持。

1、由卡绳自锁条件计算卡楔角度α的取值范围以内卡楔为对象，对其进行受力分析，其受力如图1所示。

图1 内卡楔受力分析图本图中1f ——钢丝绳对卡楔的摩擦力，其由钢丝绳对卡楔的正压力产生，111f N μ=，10.2μ=； 1N ——钢丝绳对卡楔的正压力；2f ——滚动体对卡楔的摩擦力，其方向暂不确定，理论上由滚动体对卡楔的正压力产生， 222f N μ=，20.020.04μ=（钢对钢滚动摩擦时的系数，最终取值取决于计算结果）； 2N ——滚动体与卡楔的正压力；α——内卡楔两受力面之间的夹角。

其可靠锁住钢丝绳的条件是，111f N μ≤（即卡楔对钢丝绳的摩擦力大于等于钢丝绳的终端载荷） 考虑到2f 方向的不确定性，其受力分析可有两种情况1）2f 方向与图中一致，则122122cos sin sin cos N N f f N f αααα=-=+，亦即121tan 1tan μαμμα-≤+…………………………（公式1） 2）2f 方向与图中方向相反，则 122122cos sin sin cos N N f f N f αααα=+=-，亦即121tan 1tan αμμμα-≥+…………………………（公式2） 欲使上列两式有合理的解，其必须满足条件1tan 0μα-≥，亦即1arctan 11.31αμ≤=︒。

2、根据自锁条件计算滚动体与卡楔和楔背之间的摩擦系数2μ的取值以滚动体（圆柱滚子）为对象，对其进行受力分析，其受力如图2所示。

斜楔的自锁条件
斜楔的自锁条件一般来说有以下两个主要条件：
摩擦角条件：斜楔的自锁要求摩擦角大于楔角。

摩擦角是指斜楔和其接触面之间的摩擦角度，楔角是指斜楔的夹角。

当斜楔受到外力作用时，摩擦力会增大，只有摩擦力大于或等于斜楔受到的外力分量的正弦分力时，斜楔才能自锁住。

垂直力条件：斜楔的自锁还要求斜楔所受的垂直力大于或等于斜楔受到的外力分量的余弦分力。

这是因为垂直力能够产生法向分力，使斜楔更牢固地嵌入或压紧被锁定的物体中，增加摩擦力，提高自锁性能。

通过满足以上两个自锁条件，斜楔能够在受力的情况下自动锁紧并保持稳定。

这使得斜楔在各种工程和机械装置中得以广泛应用，例如用于固定和支撑构件、提供阻力或防止松动等。

请注意，具体的应用和自锁条件可能因斜楔的设计和使用环境而有所不同，因此在具体情况下需要进行详细的工程分析和计算。

定位，N为销定位） 3、常用的各类斜楔的优缺点
a、水平斜楔：需要充分考虑制件的取出问题； b、悬吊斜楔：作业性好，但是刃口研配困难； c、双动斜楔：占用空间比较大，而且结构复杂，对于模具的强度有影响（旋 转斜楔替代）；
4、斜楔模具斜楔行程设计时应表达的内容 1)斜楔滑块的行程:ST 2)斜楔行程:L 3)斜楔作业行程:W 4)斜楔压料板行程:C 5)斜楔角度:θ 6)上压料芯动作开始点:P 7)上下模导向啮合点:G
滑块受力不平衡
滑块受力不平衡
2020/4/23
彭勇慧
滑块受力比较好
滑块受力比较好
标准斜楔模的设计
E）根据斜楔滑块和冲 头固定座的固定位置和 截面图，确定斜楔的安 装高度和平面位置，尽 量保证斜楔的安装高度 和平面坐标尺寸为整数 （末尾0、5）。
2020/4/23
彭勇慧
通过截面和冲 头固定座 与滑块的 固定位置， 确定斜楔 的平面位 置和安装 高度
普通斜楔机构，滑块一般附着与下模，使设计和运动相对比较简单，但有些情况， 滑块附着与下模时，制件的送入和取出不方便，或者影响模具其他功能的实现， 此时应考虑采用吊楔机构，按照滑块的运动方式，斜楔机构又可以分为水平斜楔 机构和倾斜式斜楔机构（模具本体与滑块接触面为斜面）。
2、斜楔的名称 代码-工作安装面（W）-行程（ST）-斜楔的角度（θ ）-固定方式（K为键
作用主要是将垂直方向的力转变为与冲压方 向成一定角度的力。因为制件形状复杂多变， 不可能在同一方向实现完全的加工，有时候当 工作内容与总体模具的冲压方向成一定角度的 时候，必须采用一种可以把冲压方向的力改变 方向的机构就是所谓的斜楔机构。
2020/4/23
彭勇慧
驱动块
标准斜楔模的设计

图 ２ 移 动 楔块 受 力分 析 图
由 中 国重 型 机 械 研 究 院 设 计 的成 套 攀 华 １ ４ ５ ０ ｍ ｍ 五机 架 冷连 轧 机组 和 海南 海 协 １ ２ ０ ０ ｍｍ
两轧一平 整机组 ， 均采 用下置无 极斜楔调整装 置来 实
２ ． １ 斜楔调整装置调整范围
轧制生产过程中辊系需要磨削，辊径发生了变
第一作者简介 ： 苏明（ １ ９ ８ Ｏ 一） ， 男， 主要从 事冷 轧板 带轧机 的
设 计 工作 ， 工程 师 。Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： ｘ ｚ ｓ Ｏ １ ５ ＠１ ２ ６ ． ｃ ｏ ｍ
・ ４ ８・
山 西 冶 金
Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｓ ｘ ｙ ｊ ｈ ｊ ｂ ＠１ ２ ６ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
１ 一编码器 ； ２ － 丝杠 ； ３ 一固定楔块一 ； ４ 一 移动楔块一 ； ５ 一 螺母 ； ６ 一 移动楔块二 ． ７ 一 固定楔块二 ； ８ 一 马达
图１ 下置斜楔调整装 置结构示意图
且根据轧机结构 的不同 ，调整装置可在机架上方安 装， 也可在机架下方布置 。 牟 Ｌ 线调整装置有 以下作用 ， 】 ： 调整轧辊的水平位置（ 调整辊缝 ） ， 以保证轧件按给 定 的压下 量轧 出所要求 的断 面尺寸 ；调整 轧 辊与 辊
第３ ７卷
凡
为径向轴承摩擦力矩 ，由于移动楔块与固定楔块面 之间为面接触受力 ， 因此丝杠径 向不受力 ， ， 为０ 。
… 一
…
…
…
坛 的计算公 ］ 为：
１
． Ｉ…
Ｍ ｏ ＝ ÷ ／ ａ ｎ （ Ａ 印） ． ５
．
（ １ Ｏ ）
一
式中： ｄ 为丝杠公称直径 ， 在海南海协 １ ２ ０ ０ ｍ ｍ两轧 平整机组项 目中，取丝杠公称直径为 １ ４ ０ ｍ ｍ； Ａ 为螺旋线升角 ， 最大为 ４ ． ５ 。； ｐ 为 当量摩擦角 ， 最大

合。
铜合金
具有较好的导热性和耐磨性， 适用于需要良好散热性能的场
合。
工程塑料
具有重量轻、耐腐蚀、绝缘性 好等优点，适用于对重量和绝
缘性能要求较高的场合。
03 标准斜楔模的设计流程
设计前的准备
需求分析
明确设计目标、功能需求和使用场景，确保设计符合 实际需求。
技术调研
了解相关技术、标准和行业最佳实践，为设计提供依 据和参考。
组装和调试过程需确保各部分之间的协调 性和整体性能的稳定性。
质量检测与控制
尺寸检测
对斜楔模的各个部分进行尺寸检测，确保其符合 设计要求。
性能测试
对斜楔模进行性能测试，如压力测试、耐磨性测 试等，以确保其满足使用要求。
ABCD
表面质量检测
检查斜楔模的表面质量，如是否有划痕、气孔、 裂纹等缺陷。
质量记录与追溯
详细设计
1 2
结构设计
对斜楔模的各个部件进行详细的结构设计，确保 结构合理、稳定、易于制造和装配。
材料选择
根据设计要求和制造工艺，选择合适的材料，确 保满足强度、刚度和耐久性等要求。
3
工艺设计
根据制造工艺和实际生产条件，进行工艺流程和 工艺参数的设计，确保制造过程高效、稳定。
设计评审与优化
内部评审
02
斜楔模具有结构简单、操作方便 、制造成本低等优点，适用于中 小批量、形状简单的零件生产。
斜楔模的应用领域
汽车制造
用于汽车覆盖件、结构件等的冲压成 形。
家用电器
建筑行业
用于金属板材的弯曲、剪切等加工。
用于金属外壳、支架等的冲压成形。
斜楔模的设计原则
符合冲压工艺要求
斜楔模的设计应满足冲压工艺 的要求，保证零件的成形质量

定心夹紧机构主要是利用其斜面移动时所产生的压力直接或间接的夹紧工件。

将工件装入，推动斜楔大头，夹紧工件；加工完毕，推动斜楔小头，使工件松开。

生产中很少单独使用斜楔夹紧机构。

但由斜楔与其他机构组合而成的夹紧机构却在生产中得到广泛应用。

斜楔夹紧机构：工作原理：结构简单、操作方便，但夹紧行程短，传力系数小，自锁能力差。

斜楔夹紧机构：斜楔夹紧机构的特点（1）夹紧力的计算若以FQ力作用于斜楔的大端，则楔块产生的夹紧力F J 为：F J =F Q /（tan +tan( + )）式中：F J ——斜楔对工件产生的夹紧力（N）；——斜楔升角；F Q ——作用在斜楔大端的原始作用力（N）；——斜楔与工件间的摩擦角；——斜楔与夹具体间的摩擦角。

1φα2φα1φ2φ（2）自锁条件当用人力作用于斜楔时，要求斜楔能实现自锁。

其自锁条件为：α1φ2φ≤ +一般为了自锁可靠，手动夹紧机构取=60～80。

由于手动单一斜楔夹紧机构的夹紧力小，波动大，敲击费时费力，因此，直接用斜楔夹紧工件的情况很少，而普遍应用斜楔与其它机构组合对工件实现夹紧。

是指螺旋副与其他元件（压板、垫片、螺钉等等）相结合，对工件实施夹紧的机构。

螺旋夹紧机构在生产中使用极为普遍，螺旋夹紧机构结构简单，具有较大的夹紧行程，且自锁性能好，是手动夹紧中用的最多的一种夹紧机构。

斜楔夹紧机构：螺旋夹紧机构的特点常用的夹紧形式有：单个螺旋夹紧机构 螺旋压板夹紧机构定心夹紧机构能使工件的定位与夹紧同时完成，例如车床上的三爪卡盘、弹簧夹头等。

其特点是定位与夹紧是同一个元件，利用该元件的等速趋近或退离，完成工件的定位夹紧或松开。

液性塑料心轴定心夹紧机构1-夹具体;2-加压螺钉;3-栓塞;4-密封圈;5-薄壁弹性套;6-止动螺钉;7-螺钉;8-端盖;9-螺塞;10-钢球;11、12-调整螺钉；13-过渡盘1.定心夹紧机构主要适用于几何形状对称，并以对称轴线、对称中心或对称瞳面为工序基准的工件的定位夹紧。

斜楔自锁条件的应用分析某压铸罐的罐体和罐盖之间由图1所示的夹紧机构夹紧密封，共19个，一次泄爆事故后，发现其中有两个压块的螺牙被拉光，压块脱出，并且从现场种种迹象表明，这里极可能是事故的引发原因，因此，压块螺纹的安全性成为分析事故原因的重点。

压块是一斜楔，楔角 =9 ，按斜楔自锁条件，这里的斜楔应该会自锁：钢对钢无润滑状态静摩擦系数为 =0.15；楔角=arctan0.15+arctan0.15=8.53 +8.53 =17.06 ；而斜楔自锁条件是arctan 1+arctan 2。

如果斜楔自锁了，螺纹就不会受力，螺杆完全可以撤去。

但是这不能解释螺纹被拉脱的现象。

另外，在罐内充气的过程中，U形卡有向后倾倒的趋势，U形卡保持力矩平衡才能保证夹具的正常工作。

根据力和力矩平衡式计算得：F=90kN。

说明螺杆的螺纹受到了拉力，斜楔没有自锁。

解剖压块后显示，有一半的压块螺纹被破坏，也证明事故由螺杆多年受力磨损所致。

受以上分析的启示，进一步分析了斜楔自锁条件的推导过程。

图2(a)为一翻转式钻模，设斜楔为脱离体，楔角为 ，原始力为F s，斜楔的受力如图2(b)所示，与工件接触的一面受到工件对它的反作用力F j（夹紧力）和摩擦力F M1，二者合力为F R1；与夹具体接触的斜面受到夹具体对它的反作用力F N和摩擦力F M2，合力为F R2;F R2的水平分力为F R x，垂直分力为F Ry。

撤除原始力F s后斜楔受力如图2(b)图所示，斜楔仍不松开工件实现自锁，必须满足条件F M1≥F Rx，即F j tan 1 ( 2)，即自锁条件为： 1+ 2，设斜楔与工件和夹具体之间的最大静摩擦系数分别为 1和 2，则1=arctan(F M1/F j)=arctan 1, 2=arctan(F M2/F N)=arctan 2，所以自锁条件可表示为 arctan 1+arctan 2。

这一斜楔自锁条件是以斜楔的平衡式推导的，其中默认夹具和工件处于平衡状态。

斜楔夹具的原理和应用1. 斜楔夹具的原理斜楔夹具是一种常用的夹具，其原理基于斜坡的力学原理。

通过将工件与夹具斜坡接触，斜楔夹具能够通过斜坡的倾斜角度和工件受力的方向来实现夹持和固定。

斜楔夹具的原理主要包括以下几个方面：1.斜坡设计：斜楔夹具通常使用具有倾斜角度的斜坡来实现夹持。

斜坡的倾斜角度决定了夹具对工件的固定力度。

设计师需要根据工件的特点和夹持要求来确定斜坡的倾斜角度。

2.摩擦力：斜楔夹具通过摩擦力来提供夹持力。

当工件施加力来脱离夹具时，摩擦力会阻止工件的移动，从而实现夹持。

因此，夹具的表面材料和处理方式对摩擦力有着重要影响。

3.力学平衡：斜楔夹具要保持稳定的夹持力，需要满足力学平衡的条件。

夹具斜坡的倾斜角度、工件施加力的方向和大小、夹具的摩擦力等因素都会影响夹持力和力学平衡的实现。

2. 斜楔夹具的应用斜楔夹具广泛应用于各个领域的制造工艺中，特别是与自动化生产线和机器人技术相结合时，能够极大地提高生产效率和品质。

以下是斜楔夹具的几个常见应用场景：•加工与制造：在金属加工、机械制造、模具制造等行业中，斜楔夹具被广泛应用于固定工件、固定夹具等环节。

其设计合理的斜坡角度和摩擦力，能够确保工件在加工过程中的稳定夹持，提高工作效率和产品质量。

•装配与测试：在产品装配和测试的过程中，斜楔夹具可以用于固定零部件或组件，保证装配的准确性和稳定性。

同时，斜楔夹具能够快速地夹持和释放工件，提高生产效率和灵活性。

•自动化生产线：随着自动化生产线的发展，斜楔夹具在工件传送和处理过程中发挥着重要作用。

夹具的稳定夹持能力可以保证工件的准确传送和定位，避免了产生误差和损坏的风险。

•运输与固定：在工件运输和固定的过程中，斜楔夹具能够提供牢固的夹持力，确保工件不会滑动或移动。

尤其在海上运输或风险较高的环境下，斜楔夹具的固定能力尤为重要。

•装卸与维修：在装卸和维修重型设备或工件时，斜楔夹具可以提供额外的支撑和固定力，确保装卸和维修过程的安全性。

斜楔式冲孔模设计Design of Wedge Piercing Die摘要模具工业是现代工业的基础产业，是我国现代工业的基础产业之一，对我国国民经济的持续快速健康发展起着支柱的作用。

发展世界领先的模具加工制造技术和扩大模具工业的规模经济效益已经成为我国发展现代工业的一个推动点之一。

模具工业在现代市场经济中的作用日益受到了人们的广泛关注，越来越多的行业都日益把业务延伸到模具上来。

例如现代经济中的汽车、飞机、高速列车制造、建筑设备、电器、五金等各类各行业几乎都相应地派生出了自己专门的模具生产部门，建立了相应的行业模具生产制造基地。

模具工业对国民经济和社会的发展，起着越来越重要的作用。

随着美国次贷危机引起的经济危机后的经济的日渐复苏，国际国内市场的日益好转及市场对模具需求的进一步扩大，模具工业进入快速发展的阶段，市场将会进一步的拓展，模具生产制造规模和从业人员会进一步的扩张，国际国内的企业交流合作也会不断扩大，前景一片光明。

但同时随着国际市场竞争的进一步激烈，我国模具工业的发展也面临着严峻的挑战。

我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。

大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。

大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，我国主要汽车模具企业，已能生产部分轿车覆盖件模具。

用模具生产所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工方法所不能比拟的。

随着消费结构和产业结构的加快升级，必将对先进模具制造技术和先进生产装备提出更高的要求。

本课题设计就是在AutoCAD平台上对斜楔式冲孔模具进行设计及二维图形绘制。

在设计过程中，通过了解和掌握冲压模具材料及斜楔式冲孔模具设计的有关知识，主要完成了模具的工作零件、定位零件、导向零件和装配零件的设计，并利用AutoCAD 软件进行二维图形及装配过程的设计。

在设计的过程中，掌握了冲压模具的基本设计过程和设计要领，并了解了冲压模具的成型原理，及AutoCAD和二维图形软件的实体建模、装配建模、制图基础、工作过程图形设计等各个环节的基本操作规则及运用方法，从而可以利用软件AutoCAD或其它二维图形设计软件完成模具的整体设计。

优化设计
合理设计斜楔模，可以将加工过 程中的废料量减至最低，从而降 低能源消耗。
材料回收
斜楔模材料可以回收再利用，减 少环境污染和资源浪费。
总结和展望
总结
• 斜楔模是一种重要的工业模具。 • 设计规范和质量对成型压力和成型质量起着
决定性的影响。
展望
• 斜楔模应用领域将不断拓宽，如3D打印和 成型工艺创新等。
斜楔模的基本原理
斜楔原理
通过斜楔的力学原理，实现对工 件的加工和成型。
结构图示
成型原理图
斜楔模的结构压模区可以分为上、 下模夹紧装置、成型区、成型衬 套等几大部分。
斜楔模的主要成型原理是通过当 模具内腔闭合压紧时，将材料进 入斜角空间，形成所需成型的工 件。
斜楔模的设计要点
1 斜角设计
斜角应充分利用支持基础材料的特点，以增 加模具的稳定性和加工质量。
热疲劳问题
2
够；解决方法：更换相应材料，增加模 具支撑等。
原因：模具在长时间的高温状态下，易
产生热疲劳；解决方法：减小加工工件
的尺寸，改善模具的冷却方式等。
3
生产效率问题
原因：主要是加工工艺不合理、模具精 度不够等；解决方法：优化加工工艺， 提高模具的精度等。
斜楔模的应用领域和案例分析
汽车零部件制造
• 斜楔模在实现环保方面有着重要的作用。
斜楔模在汽车制造领域中得到了广泛应用，如车门板、车身管线、车标、方向盘等。
航空航天制造
斜楔模在航空航天制造领域中也得到了广泛的应用，如各类零部件的成型等。
家电产品制造
斜楔模在大家电和小家电生产制造领域中也有重要的应用，如洗衣机壳体、电饭煲、扫地机 器人等。
斜楔模设计的环保意义