斜楔滑块导向结构的设计应用

斜楔滑块导向结构的设计应用

安文宝 李宏荣 杨双林 赵花玲

(西安航光模具标准件研究所)

【摘要】: 重点介绍了斜楔装置中滑块主要的几种导向结构形式，并分析了它们的优缺点。 关键词: 斜楔装置 滑块 导向结构形式

1 前 言

在大中型汽车冲模的设计中，往往要借助斜楔装置（Cam Units）来完成具有空间立体曲面的汽车覆盖件不同方向的冲孔、翻边、修边、整形等工序，从而达到简化工序，降低成本，提高工效的目的。但由于斜楔装置中滑块导向结构形式的不同，以致其适用对象、导向定位精度、使用寿命等亦不相同。作为标准化、系列化的斜楔装置，必须充分考虑顾客的不同需求，从结构的先进性、安全性，以及生产制造的工艺性、经济性等方面进行综合分析研究，以期达到性能优异、安全可靠、经济适用的目标。下面介绍几种本所采用的滑块导向定位结构形式，供参考。

图1 中心导杆式斜楔装置(吊装式)

1.滑座

2.滑块镶板

3.弹簧

4.滑块

5.斜楔

6.凸V型

7.返楔拉板

8. 导杆

9.限位螺钉

图3 滑槽导板式斜楔装置(吊装式)

1.滑座

2.斜楔

3. 滑块

4.导板2 滑块导向结构形式

滑块是斜楔装置中的主要元件之一。它与滑座、斜楔的配合运动，可改变压力机传递力的运动方向以符合模具工作零件的冲压方向,且在工作中做往复运动。因此，要求其既要有良好的导向，又要有精确的定位。滑块导向结构形式虽有多种（详见图1～6），但主要应考虑导向定位精度和制造工艺性。通常滑块与导向件（如导板、滑座）之间采用H7/g6的配合,一般配合间隙取0.01～0.07mm。当滑块与斜楔接合面仅用平面导向时(见图3)，由于其不具有定心性，滑块与导向件间的间隙应取小值；当结合面采用V型导向副时，因具有良好的定心性，故滑块间隙可取大值，以利于装配、节省调整时间.

图2 中心导杆式斜楔装置(平动式)

1.斜楔

2.滑块

3.导杆

4.滑块镶板

5.滑座

图4 滑槽导板式斜楔装置(倾斜式)

1.斜楔

2.滑块

3. 导板

4.滑座

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图5 镶块导板式斜楔装置

1.滑座

2.滑块

3.斜楔

4.滑块镶块

5.导板

2.1 中心导杆式：

考虑滑块与导杆配合导向槽的加工工艺性，可将滑块分为上下两部分，通过螺钉将滑块镶板与滑块连接起来。导杆截面形状一般为矩形(详见图1,图2),也可为圆形，导向槽设在滑块中央。该种结构不仅适用平动式、倾斜式，也适用于吊装式。

中心导杆式斜楔装置结构简单紧凑，安装方便，导向精度高，工艺性好。但由于导杆自身结构尺寸的限制，仅适用于额定载荷不大于39.2KN(4.0tonf），安装面宽度≤80mm 的小型斜楔装置。 2.2 滑槽导板式：

此类结构的滑座一般为通槽。滑块采用整体结构，截面形状呈“凸”字形(见图3,图4)，强度大，运动平稳，且相应的导滑面均可磨削加工，配合间隙易于控制。两导板既用于滑块定位，又用于导滑。该种形式具有结构简单，导向精度高，装配方便，工艺性好等优点。其适用安装面宽度：W=100～600mm,额定载荷9.8～37.3KN （1.0～14.0tonf）。

此种结构形式的主要缺点是滑块磨损后，不易修复.如结构尺寸允许可采用图8形式维修。 2.3 镶块导板式：

滑块导滑部分作成分体“T”字型镶块结构（详见

图5），以利于精加工和回程弹簧的布置。采用该种结构时，滑块导向配合间隙≤0.1mm 即可,其导向定位精度主要依赖于V 型导向副保证。

此种形式结构复杂，零件多，装配工作量大。但其最大的优点在于半封闭滑座槽不需精加工。对于安装面宽度较大（W200～600mm）的吊装式斜楔装置而言是非常可取的。

2.4 侧导板式:

图6 侧导板式斜楔装置

1.滑座

2.斜楔

3.滑块

4.侧滑板

滑块导滑部分作成“T”字型（详见图6），与固定

于滑座两侧的导板滑动配合。由于滑块与斜楔以V 型导

向副配合滑动，且有强制复位板联接控制，导向定心性好。因此，滑块与两侧导板之间的配合间隙可取0.03～0.07mm 。 此类结构的斜楔装置零件结构简单，易加工，装配

间隙易调整控制。使用中当滑块磨损后，只需对两侧导板进行修磨，即可使其重新投入使用，延长了使用寿命，降低了生产成本。 总之，不论采用何种导向形式，都应保证滑块运行平稳、顺畅，滑动表面粗糙度不大于Ra1.6，导向精度

和使用寿命要求高的，除提高表面质量外，还应在表面进行特殊含油处理，以保证在不加油的条件下能够实现自润滑，防止咬卡、爬行现象发生。 3 滑块导向机构的安全设计

3.1 滑块回程装置

滑块的自动回程复位装置，必须安全可靠。一般多采用强力弹簧和刚性复位板（返楔拉板）的“双保险”

结构（详见图1）。

此种结构的特点是弹簧置于滑块内部，即使发生断裂，也可避免伤人或损伤其它器械。弹簧窝孔内表面应

光滑，并设置导杆，以保证弹簧正常工作。为了减小噪音，应在滑块或挡板上设计安装聚氨脂缓冲垫。 刚性复位板的设置主要是利用斜楔返程动力，将工

作滑块强制复位，可避免凸模进入凹模后，由于卸料力不足造成的卡滞现象，以保证弹簧的正常复位。这里要注意刚性复位板除满足强度要求外，还要具有良好的耐磨性和韧性，在冲击载荷下不能产生断裂失效。

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图7吊装式斜楔装置

1.滑座

2.斜楔

3.滑块

4.限位安全螺钉

3.2 滑块限位装置

滑块的正常运行必须限定在设计规定的行程范围内，若超行程运行，将产生严重后果。为了避免意外，应设置限位安全螺钉（详见图1）。

由于吊装式斜楔装置的驱动斜楔装于下模，而滑块及其导向件等装于上模，当结构尺寸较大（W≥100mm），滑块自重较大时，除考虑滑动导板强度外，还应在滑座上设置承受拉应力和剪应力的带衬套限位安全螺钉（详见图7）。 3.3 起吊装置

当斜楔、滑块、滑座三大件自重超过25Kg 时应 在适当位置设置起吊孔或吊环螺钉孔(见图3)。

4 滑动摩擦副偶件材料的选择

由于斜楔、滑块和滑座均是受力元件，同时又互为滑动摩擦副的偶件。所以在材料选择上，一方面应有足够的强度和刚性，另一方面还应有减摩、耐磨和自润滑等特性，力求选用摩擦系数小的最佳组合。斜楔、滑块和滑座，通常选用灰铸铁HT250或HT300; 结构尺寸小且

承受载荷大的，可选用ZG310～570或球墨铸铁QT600-3。

图8（a ）下座式 （b ）吊装式

1.滑座

2.滑块

3.侧导板

4.导板

5.导板

中心导杆、滑板、导板、镶块等可选用铜合金并作特殊 的含油处理。为了提高导向精度和使用寿命，也可在上

述三大件滑动部位加装铜合金含油导向件（详见图8）。

综上所述，可以说斜楔装置的设计制造是一个系统

工程，它既需要设计理论的指导，也需要多门类科学技术成果的积累，更需要相关科技产品开发研制的实践经验。在斜楔装置的设计生产中，应不断总结经验，开拓创新，在现有的基础上，充分吸纳当代先进科技成果，力求使产品既具有结构的先进性和安全性，又具有生产制造的工艺性和经济性，以最大限度地满足市场需求。

参 考 文 献

1 现代模具技术编委会，汽车覆盖件模具设计与制造，国防工业

出版社,1998.1.

2 (日)三协工业株式会社，SANKYO OILLESS ‘97//‘98 制品イ

ンデックス，ヵムユニット，平成9 年1月.

3 (日)荻原铁工所株式会社，

OGIS （DESIGN），No.6，Cam Die,Die Design Standard.

4 （美）NAAMS AERIAL CAM 2000.9.22