冷挤压模具工艺

第六章 冷挤压模具设计

本章通过一些典型的冷挤压模具结构，介绍冷挤压模具的特点、其工作零件及其它主要零部件的设计要点及步骤等。

第一节 冷挤压模具的结构及分类

一、概述

冷挤压是在常温下对金属材料进行塑性变形，其单位挤压力相当大，同时由于金属材料的激烈流动所产生的热效应可使模具工作部分温度高达200℃以上，加上剧烈的磨损和反复作用的载荷，模具的工作条件相当恶劣。因此冷挤压模具应具有以下特点：

(1)模具应有足够的强度和刚度，要在冷热交变应力下正常工作；

(2)模具工作部分零件材料应具有高强度、高硬度、高耐磨性，并有一定的韧性；

(3)凸、凹模几何形状应合理，过渡处尽量用较大的光滑圆弧过渡，避免应力集中；

(4)模具易损部分更换方便，对不同的挤压零件要有互换性和通用性； (5)为提高模具工作部分强度，凹模一般采用预应力组合凹模，凸模有时也采用组合凸模；

(6)模具工作部分零件与上下模板之间一定要设置厚实的淬硬压力垫板，以扩大承压面积，减小上下模板的单位压力，防止压坏上下模板；

(7)上下模板采用中碳钢经锻造或直接用钢板制成，应有足够的厚度，以保证模板具有较高的强度和刚度。

典型的冷挤压模具由以下几部分组成：

1．工作部分 如凸模、凹模、

钢筋套筒冷挤压连接是钢筋混凝土结构施工中钢筋连接的一项新技术。目前在我国已建和在建工程中都得到了广泛的运用。 关键词 钢筋套筒 冷挤压 施工技术

一、概述

钢筋套筒冷挤压连接是钢筋混凝土结构施工中钢筋连接的一项新技术。目前在我国已建和在建的几个大的水电工程三峡水电站、小浪底工程、公伯峡水电站、拉西瓦导流洞中都得到了广泛的运用。为了使这项新的施工技术在拉西瓦工程中得到合理的使用，下面就对钢筋套筒冷挤压技术作些简要的介绍。

1、钢筋套筒冷挤压技术的特点

（1）钢筋套筒冷挤压连接技术施工工艺简单，容易掌握。 （2）钢筋套筒冷挤压连接技术施工快，在施工中较传统的焊接方法可以节省大量的时间。

（3）钢筋套筒冷挤压连接技术较传统钢筋焊接连接施工可以降低工程成本。

（4）钢筋套筒冷挤压连接技术适用于钢筋混凝土结构中钢筋直径为φ16-φ40的带肋钢筋的径向挤压连接。

2、钢筋套筒冷挤压技术技术要求

带肋钢筋挤压连接施工中必须采用合适的挤压工艺和合理的验收标准，以确保施工的质量完全达到设计要求。具体使用该项技术时应符合《GB1499-91》、《GB13014-91》《GBJ10-89》、《GB50204-

挤压工艺及模具习题库

1. 反挤压进入稳定挤压状态时，可将坯料的变形情况分为几个区域？

2. 三向应力为何可以提高被挤压材料的塑形？ 3. 什么是挤压变形的附加应力？它是如何形成的？

4. 根据正挤压实心件的坐标网格，分析实心件正挤压的金属流动特点。

5. 什么是残余应力？附加应力和残余应力有何危害性？ 6. 分析正挤压、反挤压缩孔产生的原因。 7. 挤压分别对金属组织和力学性能有何影响？

8. 冷挤压常用原材料的形态有哪有种？各使用在哪些场合？ 9. 冷挤压坯料为何要进行软化处理？

10. 碳钢和合金钢坯料冷挤压前采用何种表面处理？这种表面处理为何能提高冷挤压零件的表面质量和模具使用寿命？ 11. 奥氏体不锈钢和硬铝坯料在冷挤压前要进行何种表面处理？ 12. 计算冷挤压力有何意义与作用？

13. 影响单位冷挤压力的主要因素有哪些？影响情况如何？ 14. 冷挤压工艺对压力机的特殊要求有哪些？选择冷挤压设备的原则是什么？

15. 冷挤压模具有哪些特点？

16. 为何要采用预应力组合凹模？其有什么优点？

1

17. 组合凹模的压合工艺有哪几种？

18. 对冷挤压模工作零件有哪些要求？工作零件常用的材料有哪些？ 19. 热挤压时钢的加热缺陷有哪些？

挤压工艺及模具测试题(一),带答案

挤压工艺及模具测试题（一）

一、多选题。

1、 正挤压时坯料大致分为（ABCD ）

A．变形区 B.待变形区 C.已变形区 D.死区 2、挤压件的常见缺陷有 （ABCD）

A.表面折叠 B.表面折缝 C.缩孔 D.裂纹 3、硬铝的表面处理方法有 （ABC）

A.氧化处理 B.磷化处理 C.氟硅处理 D.皂化处理

4、冷挤压力与行程的关系一般可以分为以下几个阶段 （BCD）

A.塑形变形阶段 B.墩粗与充满阶段 C.稳定挤压阶段 D.非稳定挤压阶段 5、影响单位冷挤压力p的因素主要有 （ABCD）

A.冷挤压用材料 B.变形程度 C.变形速度 D.摩擦与润滑 二、填空题

1、挤压的基本方法包括----------、------------、------------、-----------、------------、-------------。 2、反挤压变形分区分为以下-----------、------------、----------、------------、------------。 3、在塑形成形中，变形区内的金属受拉应力的影响越----

挤压工艺及模具测试题（一）

一、多选题。

1、 正挤压时坯料大致分为（ABCD ）

A．变形区 B.待变形区 C.已变形区 D.死区 2、挤压件的常见缺陷有 （ABCD）

A.表面折叠 B.表面折缝 C.缩孔 D.裂纹 3、硬铝的表面处理方法有 （ABC）

A.氧化处理 B.磷化处理 C.氟硅处理 D.皂化处理

4、冷挤压力与行程的关系一般可以分为以下几个阶段 （BCD）

A.塑形变形阶段 B.墩粗与充满阶段 C.稳定挤压阶段 D.非稳定挤压阶段 5、影响单位冷挤压力p的因素主要有 （ABCD）

A.冷挤压用材料 B.变形程度 C.变形速度 D.摩擦与润滑 二、填空题

1、挤压的基本方法包括----------、------------、------------、-----------、------------、-------------。 2、反挤压变形分区分为以下-----------、------------、----------、------------、------------。 3、在塑形成形中，变形区内的金属受拉应力的影响

钢筋套筒冷挤压连接是钢筋混凝土结构施工中钢筋连接的一项新技术。目前在我国已建和在建工程中都得到了广泛的运用。 关键词 钢筋套筒 冷挤压 施工技术

一、概述

钢筋套筒冷挤压连接是钢筋混凝土结构施工中钢筋连接的一项新技术。目前在我国已建和在建的几个大的水电工程三峡水电站、小浪底工程、公伯峡水电站、拉西瓦导流洞中都得到了广泛的运用。为了使这项新的施工技术在拉西瓦工程中得到合理的使用，下面就对钢筋套筒冷挤压技术作些简要的介绍。

1、钢筋套筒冷挤压技术的特点

（1）钢筋套筒冷挤压连接技术施工工艺简单，容易掌握。 （2）钢筋套筒冷挤压连接技术施工快，在施工中较传统的焊接方法可以节省大量的时间。

（3）钢筋套筒冷挤压连接技术较传统钢筋焊接连接施工可以降低工程成本。

（4）钢筋套筒冷挤压连接技术适用于钢筋混凝土结构中钢筋直径为φ16-φ40的带肋钢筋的径向挤压连接。

2、钢筋套筒冷挤压技术技术要求

带肋钢筋挤压连接施工中必须采用合适的挤压工艺和合理的验收标准，以确保施工的质量完全达到设计要求。具体使用该项技术时应符合《GB1499-91》、《GB13014-91》《GBJ10-89》、《GB50204-

挤压工艺及模具测试题(一),带答案

挤压工艺及模具测试题（一）

一、多选题。

1、 正挤压时坯料大致分为（ABCD ）

A．变形区 B.待变形区 C.已变形区 D.死区 2、挤压件的常见缺陷有 （ABCD）

A.表面折叠 B.表面折缝 C.缩孔 D.裂纹 3、硬铝的表面处理方法有 （ABC）

A.氧化处理 B.磷化处理 C.氟硅处理 D.皂化处理

4、冷挤压力与行程的关系一般可以分为以下几个阶段 （BCD）

A.塑形变形阶段 B.墩粗与充满阶段 C.稳定挤压阶段 D.非稳定挤压阶段 5、影响单位冷挤压力p的因素主要有 （ABCD）

A.冷挤压用材料 B.变形程度 C.变形速度 D.摩擦与润滑 二、填空题

1、挤压的基本方法包括----------、------------、------------、-----------、------------、-------------。 2、反挤压变形分区分为以下-----------、------------、----------、------------、------------。 3、在塑形成形中，变形区内的金属受拉应力的影响越----

daffg

·42

·

daffg

1．2

弹塑性有限元分析及结果利用

传统的低周疲劳寿命分析采用线弹性分析应力结

果，在此基础上对其进行塑性修正，常用的Nuber公式为

εσ=K2

t

eS

(1)

其中:ε为应变幅值;σ为应力幅值;Kt为应力强度集中因子;e为名义应力幅值;S为名义应变幅值。对于发生较大范围塑性的情况，特别是试件存在缺口的情况适用Mertens－Dittmann法，即将式(1)坐标原点建

)

)

在σ=σe/ap，ε=εe/ap处，并令Kt=1得:

)

)

)

)

(σe－σ)(εp－ε)=(σ－σ)(ε－ε)

(2)

其中:εe，σe分别为弹性应变和弹性应力;εp为塑性应变幅;ap=Lp/Ly塑性集中系数或形状因子;Ly为引起第一次屈服的载荷;Lp为发生塑性失效时的载荷。

与采用线性结果进行修正相比，采用弹塑性有限元分析可以获得完整的模具应变－时间曲线。1．3循环应力应变曲线的获得

疲劳分析中使用的材料应变寿命公式为:

ε=ε+ε'b

tep=［σf(2Nf)］/E+ε'f(2Nf)

c

(3)

其中，εe为弹性应变幅值;2Nf为以反向计数的疲劳寿命;E为弹性模量，其他参数定义如下段分析。获得应变－寿命曲线的方法主要有常规实验法、四点关联法和通用斜率法等，但

个人总结,仅供参考

挤压工艺及模具习题库参考答案

1. 答：反挤压进入稳定阶段，坯料的变形情况可分为以下几个区域：已变形区、变形区、过渡区、死区、待变形区。

2. 答：三向应力之所以可以提高被挤压材料的塑形，归纳起来主要原因是：第一：三向压应力状态能遏制晶间相对移动，阻止晶间变形。第二：三向压应力状态有利于消除由于塑性变形所引起的各种破坏。第三：三向压应力状态能使金属内某些夹杂物的危害程度大为降低。第四：三向压应力状态可以抵消获减小由于不均匀变形而引起的附加应力，从而减轻了附加应力所造成的破坏作用。

3. 答：在塑形变形过程中，变形金属内部除了存在着与外力相应的基本应力以外，还由于物体内各层的不均匀变形受到变形体整体性的限制，而引起变形金属内部各部分自相平衡的应力，称为附加应力。

4. 答：实心件正挤压的金属流动特点：坯料除了受凹模工作表面的接触摩擦影响外，还受到芯棒表面接触摩擦的影响，因而坯料上的横向坐标线向后弯曲，不再有产生超前流动的中心区域，这说明正挤压空心件的金属流动比正挤压实心件均匀一些。在进入稳定流动时，剧烈变形区也是集中在凹模锥孔附近高度很小的范围之内，金属在进入变形区以前或离开变形区以后几乎不发生塑性变形，仅作刚性平移。

个人总结,仅供参

挤压工艺及模具习题库参考答案

1. 答：反挤压进入稳定阶段，坯料的变形情况可分为以下几个区域：已变形区、变形区、过渡区、死区、待变形区。

2. 答：三向应力之所以可以提高被挤压材料的塑形，归纳起来主要原因是：第一：三向压应力状态能遏制晶间相对移动，阻止晶间变形。第二：三向压应力状态有利于消除由于塑性变形所引起的各种破坏。第三：三向压应力状态能使金属内某些夹杂物的危害程度大为降低。第四：三向压应力状态可以抵消获减小由于不均匀变形而引起的附加应力，从而减轻了附加应力所造成的破坏作用。

3. 答：在塑形变形过程中，变形金属内部除了存在着与外力相应的基本应力以外，还由于物体内各层的不均匀变形受到变形体整体性的限制，而引起变形金属内部各部分自相平衡的应力，称为附加应力。

4. 答：实心件正挤压的金属流动特点：坯料除了受凹模工作表面的接触摩擦影响外，还受到芯棒表面接触摩擦的影响，因而坯料上的横向坐标线向后弯曲，不再有产生超前流动的中心区域，这说明正挤压空心件的金属流动比正挤压实心件均匀一些。在进入稳定流动时，剧烈变形区也是集中在凹模锥孔附近高度很小的范围之内，金属在进入变形区以前或离开变形区以后几乎不发生塑性变形，仅作刚性平移。

1

5. 答：附加应力不