选用尽量大的尺寸公差，既可确保热挤压件的成品合格率，同时又可延长模具的使用寿命。事实表明，4Cr5MoSiV1钢模具的使用寿命比3Cr2W8V钢提高2～3倍，而且没有发现尖角裂纹，具有耐磨性好，型腔工作带的沟槽浅，麻点少和表面粗糙度值低等优点。模具必须进行良好的润滑和冷却，良好的润滑不仅可提高热挤压件的表面质量，减小挤压力，也可保证模具的表面粗糙度。......
2023-08-18
挤压计算的实用方法
【摘要】：例如，图5-8给出了销钉承受挤压力作用的情况，挤压力以Fjy表示。当挤压力超过一定限度时，连接件或被连接件在挤压面附近将产生明显的塑性变形，称为挤压破坏。由于剪切和挤压问题的复杂性，很难得出与实际情况相符的理论分析结果，所以工程中主要是采用以试验为基础而建立起来的实用计算方法。四个铆钉受挤压力为F，每个铆钉所受到的挤压力Fjy为由于挤压面为半圆柱面，则挤压面积应为其投影面积，即故挤压应力为拉杆的强度计算。
一般情况下，连接件在承受剪切作用的同时，在连接件与被连接件之间传递压力的接触面上还发生局部受压的现象，称为挤压。例如，图5-8（b）给出了销钉承受挤压力作用的情况，挤压力以Fjy表示。当挤压力超过一定限度时，连接件或被连接件在挤压面附近将产生明显的塑性变形，称为挤压破坏。在有些情况下，构件在剪切破坏之前可能首先发生挤压破坏，所以需要建立挤压强度条件。图5-8（a）中销钉与被连接件的实际挤压面为半个圆柱面，其上的挤压应力也不是均匀分布的，销钉与被连接件的挤压应力在弹性范围内的分布情况如图5-9（a）所示。
图5-9 挤压应力的分布情况
与上面解决抗剪强度的计算方法相同，按构件的名义挤压应力建立挤压强度条件
式中 Ajy——挤压面积，等于实际挤压面的投影面（直径平面）的面积，见图5-9（b）；
σjy——挤压应力；
[σjy] ——许用挤压应力。
由图5-8（b）可见，在销钉中部m-n 段，挤压力Fjy等于F，挤压面积Ajy等于2td；在销钉端部两段，挤压力均为
，挤压面积为td。
许用应力值通常可根据材料、连接方式和载荷情况等实际工作条件在有关设计规范中查得。一般许用切应力[τ] 要比同样材料的许用拉应力[σ] 小，而许用挤压应力[σjy] 则比许用拉应力[σ] 大。
对于塑性材料：
对于脆性材料：
本单元所讨论的剪切与挤压的实用计算与其他单元的一般分析方法不同。由于剪切和挤压问题的复杂性，很难得出与实际情况相符的理论分析结果，所以工程中主要是采用以试验为基础而建立起来的实用计算方法。
案例5-1 截面为正方形的两木杆的榫接头如图5-10 所示。已知木材的顺纹许用挤压应力[σbs]=8 MPa，顺纹许用剪切应力[τ]=1 MPa，顺纹许用拉应力[σt]=10 MPa。若P=40 kN，作用于正方形形心，试设计b、a 及l。
图5-10 案例5-1图
分析：（1）顺纹挤压强度条件为
所以
（2）顺纹剪切强度条件为
（3）顺纹拉伸强度条件为
联立式（a）、式（b）、式（c），解得
案例5-2 在图5-11 中，已知钢板厚度t=10 mm，其剪切极限应力τb=300 MPa。若用冲床将钢板冲出直径d=25 mm 的孔，问需要多大的冲剪力F？
图5-11 案例5-2图
分析：剪切面就是钢板内被冲头冲出的圆柱体的侧面，如图5-11（b）所示。其面积为
冲孔所需的冲力应为
案例5-3 电瓶车挂钩用插销连接，如图5-12（a）所示。已知t=8 mm，插销材料的许用切应力[τ]=30 MPa，许用挤压应力[σbs]=100 MPa，牵引力F=15 kN。试选定插销的直径d。
图5-12 案例5-3图
分析：插销的受力情况如图5-12（b），可以求得
先按抗剪强度条件进行设计
再用挤压强度条件进行校核
所以挤压强度条件也是足够的。查《机械设计手册》，最后采用d=20 mm 的标准圆柱销钉。
案例5-4 如图5-13（a）所示拉杆，用四个直径相同的铆钉固定在另一个板上，拉杆和铆钉的材料相同，试校核铆钉和拉杆的强度。已知F=80 kN，b=80 mm，t=10 mm，d=16 mm，[τ]=100 MPa，[σjy]=300 MPa，[σ]=150 MPa。
图5-13 案例5-4图
分析：根据受力分析，此结构有三种破坏可能，即铆钉被剪断或产生挤压破坏，或拉杆被拉断。
（1）铆钉的抗剪强度计算。
当各铆钉的材料和直径均相同，且外力作用线通过铆钉组剪切面的形心时，可以假设各铆钉剪切面上的剪力相同。所以，对于图3-7（a）所示铆钉组，各铆钉剪切面上的剪力均为
相应的切应力为
（2）铆钉的挤压强度计算。
四个铆钉受挤压力为F，每个铆钉所受到的挤压力Fjy为
由于挤压面为半圆柱面，则挤压面积应为其投影面积，即
故挤压应力为
（3）拉杆的强度计算。
其危险面为1-1 截面，所受到的拉力为F，危险截面面积为A1=（b-d）t，故最大拉应力为
根据以上强度计算，铆钉和拉杆均满足强度要求。
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当挤压力超过一定限度时，连接件或被连接件在挤压面附近产生明显的塑性变形，称为挤压破坏。在有些情况下，构件在剪切破坏之前可能首先发生挤压破坏，所以需要建立挤压强度条件。所以，对于图10-5所示铆钉组，各铆钉剪切面上的剪力均为相应的切应力为铆钉的挤压强度计算。四个铆钉受挤压力为F，每个铆钉所受到的挤压力Fbs为图10-5例10-3图由于挤压面为半圆柱面，则挤压面积应为其投影面积，即Abs＝td故挤压应力为拉杆的强度计算。......
2023-06-16
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