4－13镦粗直螺纹钢筋接头连接工艺标准 （SEJ/BZ－0413－2002） 1范围 本工艺标准适用于工业与民用建筑现浇钢筋混凝土结构中直径16～40mm的HRB335（Ⅱ级钢）、HRB400（Ⅲ级钢）同级钢筋的同径或异径热轨带肋钢筋制作的镦粗直螺纹钢筋连接接头。 2施工准备 2.1材料及主要机具： 2.1.1钢筋：钢筋的级别、直径必须符合设计要求及国家标准，应有出厂质量证明及复试报告。 2.1.2连接套应满足下列要求： 1套筒与锁母材料宜使用优质碳素结构钢或合金结构钢。应有供货单位质量保证书。 2表面无裂纹和其他缺陷，应进行表面防锈处理。 3外形尺寸，包括套筒内螺纹直径及套筒长度应满足产品设计要求。 4套筒两端应加塑料保护塞。 5常用连接套筒规格尺寸见表1。
6根据不同的使用要求，镦粗直螺纹钢筋接头的型式分类见表2。 2.1.3主要机具：切割机、镦粗机、GSJ-40套丝机、普通板手、测力板手。 2.2作业条件： 2.2.1操作工人必须经过专门培训，并经考试合格后方可上岗。 2.2.2镦粗机、GSJ-40套丝机等设备是否正常，经试运转符合要求后方可作业。 2.2.3熟悉图纸，做好技术交底。接头的位置应符合设计要求或规范规定。 3操作工艺 3.1工艺流程： 钢筋翻样→切割断料→液压镦粗→切削螺纹→钢筋连接→检查验收 3.2切割断料： 钢筋切割断料的机械设备宜采用砂轮切割机，以满足加工精度的要求，不能使用刀片式切断机和氧气切割。钢筋端部应先调
直再下料，切口端面应与钢筋轴线垂直，不得有马蹄形或挠曲。 3.3 液压镦粗： 3.3.1钢筋镦粗一般采用液压式镦粗机，镦粗头与钢筋轴线不得有大于4°的偏斜，不得有与钢筋轴线相垂直的横向表面裂缝。 3.3.2镦粗压力应根据钢筋直径采用不同的参数，见表3。 注：此表压力仅供参考，压力不小与母材有关。 3.3.3镦粗头的基园直径应大于丝头螺纹外径，长度应大于1/2套筒长度，见表4，粗细过渡段坡度应≤1:3。 3.3.4为了便于操作和加快加工速度，钢筋镦粗和螺纹切削可采用两套设备相对错开摆放，中间搭设钢筋操作平台。
实验报告 实验名称EFORM-3D镦粗仿真实验实验课程锻造工艺及模具设计 指导教师 专业班级 姓名 学号 2013年4月 1 日
实验一DEFORM-3D镦粗仿真实验 1 实验目的与内容 实验目的 通过DEFORM软件平台实现镦粗过程的仿真模拟实验。了解材料在不同工艺条件下的变形流动情况，熟悉镦粗变形工艺特点。掌握圆柱体镦粗过程的应力应变场分布特点。 实验内容 运用DEFORM模拟如图1所示的圆柱坯压缩过程。 图1 镦粗实验模型 （一）工艺条件 上模：Φ200×50，刚性材料，初始温度200℃； 下模：200×200×40。 工件：16钢，尺寸如表1所示。 序号圆柱体直 径，mm 圆柱体高 度，mm 摩擦系数， 滑动摩擦 加热温 度℃ 锤头运动速度， mm/s 镦粗行程 1 80 150 0 900 500 40 2 80 150 1200 500 40 3 80 250 0 900 500 40 4 80 250 1200 500 40 （二）实验要求
（1）运用三维如阿健绘制各模具部件及棒料的三维造型，以stl格式输出； （2）设计模拟控制参数； （3）DEFORM前处理与运算； （4）DEFORM后处理，观察圆柱体压缩变形过程，载荷曲线图； （5）比较方案1与2、3与4、1与3和2与4的模拟结果，找出圆柱体变形后的形状差别，说明原因； （6）提交分析报告及分析日志文件（log）。 2 实验过程 1）建模 通过UG将压缩的模型绘制出来，分别为坯料圆柱直径80mm高150mm和圆柱直径80mm高250mm,并将它们各自的三部分分别导出为stl格式，并保存。2）镦粗模拟 a. 打开一个deform软件，新建一个文件。（Insert object）添加坯料Workpiece，上模Top Die，下模Bottom Die，并导入相应的之前保存的stl格式文件（Import）； b. 修改坯料的General，其中设定Object Type为plastic，AssignTemperature 为给定的900/1200；(Mesh)将坯料分为20000/40000份，并预览（Preview），General Mesh；选择坯料的材料（Material）为16号钢；在Property中计算坯料的体积，选择自动计算（Active）; c. 修改Top Die的General，其中设定Object Type 为Rigid，Assign Temperature 为200；设定其Movement 速度为500in/sec; d. 设定Bottom Die 的General ，其中设定Object Type 为Rigid，Assign Temperature 为200； e. 设定Simulation Control 中的Units为SI，Step中的Starting Step Number 为-1，Number of Simulation Steps 为40，Step Increment to Save 为1，Primary Die 为Top Die ,With Constant Die Displacement为1in.，然后点击OK。 f. 设置摩擦系数，分别为0和 g. 保存并检核（Check），然后退出 h. 运行（Run） 3）后处理 可以通过选择查看压缩的每一步的变形过程，Damage ，Strain-Effective ，Strain Rate -Effective ，Stress Effective ，Stress Max-Principal ，Temperature ，以及载荷行程曲线等。通过这些参数来检查所设定的这些数据是否合理。 3 实验结果及讨论 1）变形过程（抓取6步） 第一组数据：
一、编制目的 编制镦粗直螺纹钢筋连接施工方案的目的就是为了更好的指导施工生产，使现场作业人员能够规范施工。 二、编制依据 《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》 TB10753-2010 《高速铁路桥涵施工质量验收标准》TB10752-2010 《镦粗直镦粗直螺纹钢筋接头》 JG 171 《钢筋机械连接技术规程》 JGJ 107 三、适用范围 适用于宝兰客专桥梁、隧道工程所采用的镦粗直螺纹钢筋连接施工工程。 四、施工准备 1、材料要求： 钢筋及套筒进场后，必须检查产品合格证、附件清单和有关材质报告单或检查报告，并进行外观检查。上报驻地办进行抽检，合格后方能使用。 （1）钢筋： a、应具有出厂合格证和力学性能检验报告，其结果均应满足GB 1499的规范和设计要求。 b、每批热轧钢筋应由同一牌号,同一炉罐号、同一规格、同一交货状态组成，并不得大于60吨作为一次抽检。检查每批钢筋的外观质量。热轧钢筋表面不得有裂纹、结疤；表面的突块和其它缺陷的深度和高度不得大于所在部位尺寸的允许偏差（带肋钢筋为横肋的高度）。 c、在经外观检查合格的每批钢筋中任选两根钢筋,在其上各截取1组试样,每组试样各制2根试件,分别做拉伸(含抗拉强度\屈服点\伸长率)和冷弯试验。当试样中有1个试验项目不符合要求时，应另取2倍数量的试件对不合格项目做第2次试验。当仍有1根试件不合格时，则该批钢筋应判为不合格。 （2）套筒： a、连接套筒所用材料使用优质碳素结构钢，所供材料应有供货单位提供质量保证书，并符合GB/T 699《优质碳素结构钢》中的相关规定； b、套筒宜在工厂加工，且应有产品合格证；套筒两端应用塑料密封塞扣紧；包
钢筋镦粗直螺纹连接施工作业指导书 一、工艺概述 本工艺适用于钢筋机械连接中镦粗直螺纹连接施工。 二、作业内容 本工艺主要作业内容有：钢筋端部打磨、钢筋镦粗、钢筋车丝、钢筋连接等。 三、质量标准及检验方法 《钢筋机械连接技术规程》（JGJ107-2010） 《钢筋机械连接用套筒》（JG/T 163-2013） 四、工艺流程图 钢筋丝头加工： 钢筋连接： 图1钢筋镦粗直螺纹连接施工工艺流程图 五、工艺步骤及质量控制 1．钢筋端部平头 钢筋调直后用砂轮切割机切割下料。要求钢筋端面垂直于钢筋轴线，端头不得有挠曲，不得有马蹄形斜切面，如端部不直应调整后下料。 2．端头镦粗 镦粗前镦粗机应先退回零位，再把钢筋从前端插入、顶紧，然后给油泵上压。镦粗压力由试验确定。在钢筋进场前应做镦粗试验，并以镦粗量合格来确定最佳的镦粗压力及镦粗后的缩短量。镦粗后钢筋直径不小于原钢筋直径与两个牙口深度之和。镦粗头不合格时应切掉重镦（钢筋加持段及镦粗段均应切掉），严禁二次镦粗。镦粗头的基
圆直径d1（见图1）应满足丝头螺纹加工的要求，长度L0应大于1/2套筒长度，冷镦粗过渡段坡度不大于1:5。镦粗头不得有横向表面裂纹。 图1 镦粗头示意图 3．钢筋套丝 加工钢筋丝头时，应采用水溶性切削液，当气温低于0℃时应掺入15%～20%的亚硝酸钠，严禁用机油作切削液或不加切削液的情况下套丝。钢筋丝头的螺纹应与连接套筒的螺纹相匹配。完整螺纹部分牙形饱满，牙顶宽度超过0.25P(螺距)，秃牙部分累计长度不宜超过一个螺纹周长。钢筋丝头检验合格后应尽快套上连接套筒或塑料保护帽保护，并按规格分类堆放整齐 4．钢筋连接 连接接头应使用管钳或专用扳手拧紧，使两个钢筋丝头在套筒中间顶紧，钢筋镦粗完成后，应在距钢筋边1/2套筒长度的位置画线，控制车丝和连接。连接完成后，套筒两端不得有一扣以上的完整丝扣外露。对已经检查拧紧的接头作出标记。各种直径钢筋连接组装后应用扭力扳手校核，扭紧力矩值应符合表1的规定： 表2 接头组装时的最小扭矩值
基于DEFORM的长径比对热镦GCr15球坯质量影响的模拟研究 绪论 对于GCr15轴承钢的制造而言，直径在25mm以下时通常采用冷镦工艺，当直径超过25~28mm时，由于变形抗力过大，模具损坏严重，通常采用热镦或热轧工艺，以减小变形抗力，提高尺寸精度，保证机械性能。因此，本文中直径为45mm的GCr15钢球制造采用热镦工艺。长径比，即圆棒料的长度和直径之比（L/D），在轴承钢球热镦工艺设计中是一项重要的参数。长径比过大时，坯料长而细，锻压时容易产生弯曲，造成局部应力过大，模具损坏严重，甚至有“闷车”危险；长径比过小时，坯料粗而短，锻造完成后两极组织疏松，赤道组织致密，造成整体致密度不均与，光球和研磨后圆度合格率不高。根据实际生产工艺手册，对于热镦轴承钢球的制造，圆棒料段长径比一般取1.8~2.3，获得最好的球坯质量。实际生产也别是热镦成型，如果把多个不同长径比的料段分别实验，则耗资耗时。因此利用有限元模拟软件DEFORM-3D进行模拟仿真，结合实际生产的钢球球坯，以及热镦Φ45mm GCr15轴承钢球坯为例，综合了球坯成型情况，温度场、应力场、最大主应力场分布、锻压力五个指标，探讨最佳的棒料段长径比。 1. 模拟准备工作 本次模拟是对经验工艺手册的检测，验证根据经验制定的生产工艺是否真正的是最合理的。此次模拟选用的例子是已经批量生产的一个零件———轴承滚子，其是通过热模锻的方法加工成球坯，然后经过一系列工序完成成品的生产。滚子直径为45mm，其球坯工艺图和三维图如图1、2所示，球坯选取的材料为AI-SI-52100[1650~2200F(900-1200°C)](中国牌号GCr15），工艺为热锻工艺，模具材料选用AI-H-13[1450~1850F（800-1000°C）]（中国牌号4Cr5MoSiV1），整个热镦过程持续时间为1s。
镦粗 镦粗是指用压力使坯料高度减小而直径（或横向尺寸）增大的工序。这是塑性成形工步中最基本的成形方式。例如拔长、冲孔、模锻、挤压以及轧制等工序，都有镦粗的作用在内。 镦粗时应注意：镦粗部分的长度与直径之比应小于2.5，否则容易镦弯；坯料端面要平整且与轴线垂直，锻打用力要正，否则容易锻歪；镦粗力要足够大，否则会形成细腰形或夹层。镦粗时要考虑金属塑性的高低，控制其变形程度，对于硬度高的金属，强烈镦粗会产生纵向裂纹。[1] 镦粗的种类和方法 镦粗分局部镦粗和完全镦粗两种： 局部镦粗 为了使坯料的一部分横截面增大，采用对坯料局部加热进行的镦粗方法。根据镦粗部位不同，局部镦粗可分为两端镦粗和中间镦粗两种。局部镦粗法有很大的经济价值，它省工、生料、纤维组织流向符合零件形状，很多机型零件的生产采用这种方法。 完全镦粗 就是将坯料全部加热后，垂直立在砧子上，用大锤打击至要求高度，然后再拔长至所需形状尺寸，镦粗过程需要大力打击。 镦粗时产生的缺陷 一、弯曲和歪料，原因如下： 1、镦粗时坯料长度与直径之比大于2.5-3. 2、镦粗坯料端面于轴线不垂直。 3、打击力不正。 4、没有转动坯料，或转动不均匀。 5、坯料加热不均匀。 二、表面裂纹和折叠 弯曲歪斜的坯料如不及时校直而继续镦粗时，就会使弯曲更加严重，以致无法镦粗。这时再校直就会从弯曲处严重拉裂，造成表面裂纹；有的坯料尽管尺寸符合要求，但表面不光滑，有明显的锤花印迹，在镦粗时也会形成折叠。 镦粗的操作规程 1、坯料镦粗部分的长度与直径之比应小于2.5-3。 2、坯料端面平整，并垂直坯料轴线。
3、坯料镦粗前应均匀加热至允许最高温度。 4、坯料表面光滑，不允许有明显锤印。 5、方坯应倒棱成园坯再镦粗。 6、镦粗过程中及时校直弯曲，坯料应不断均匀转动。 墩，就是把钢筋头子局部变粗以形成锚固端（供张拉锚固用）。液压冷墩、冷冲镦粗、电热镦粗就是能达到这个目的的不同工艺方法。要使钢材变形必须施加静力或施加冲力、亦或在高温状态下施加力。液压——油泵加压，电热——通电升温。
实验报告 实验名称 EFORM-3D镦粗仿真实验实验课程锻造工艺及模具设计 指导教师 专业班级 姓名 学号 2013年 4月 1 日
实验一 DEFORM-3D镦粗仿真实验 1 实验目的与内容 实验目的 通过DEFORM软件平台实现镦粗过程的仿真模拟实验。了解材料在不同工艺条件下的变形流动情况，熟悉镦粗变形工艺特点。掌握圆柱体镦粗过程的应力应变场分布特点。 实验内容 运用DEFORM模拟如图1所示的圆柱坯压缩过程。 图1 镦粗实验模型 （一）工艺条件 上模：Φ200×50，刚性材料，初始温度200℃； 下模：200×200×40。 工件：16钢，尺寸如表1所示。 序号 圆柱体 直径，mm 圆柱 体高度， mm 摩擦系 数，滑动摩 擦 加 热温 度℃ 锤头运动速 度，mm/s 镦粗行 程 180150090 50040 28015012 00 50040 38025009050040
（二）实验要求 （1）运用三维如阿健绘制各模具部件及棒料的三维造型，以stl格式输出； （2）设计模拟控制参数； （3）DEFORM前处理与运算； （4）DEFORM后处理，观察圆柱体压缩变形过程，载荷曲线图； （5）比较方案1与2、3与4、1与3和2与4的模拟结果，找出圆柱体变形后的形状差别，说明原因； （6）提交分析报告及分析日志文件（log）。 2 实验过程 1）建模 通过UG将压缩的模型绘制出来，分别为坯料圆柱直径80mm高150mm和圆柱直径80mm高250mm,并将它们各自的三部分分别导出为stl格式，并保存。 2）镦粗模拟 a. 打开一个deform软件，新建一个文件。（Insert object）添加坯料Workpiece，上模Top Die，下模Bottom Die，并导入相应的之前保存的stl格式文件（Import）； b. 修改坯料的General，其中设定Object Type为plastic，AssignTemperature为给定的900/1200；(Mesh)将坯料分为20000/40000份，并预览（Preview），General Mesh；选择坯料的材料（Material）为16号钢；在Property中计算坯料的体积，选择自动计算（Active）; c. 修改Top Die的General，其中设定Object Type 为Rigid，Assign Temperature 为200；设定其Movement 速度为500in/sec; d. 设定Bottom Die 的General ，其中设定Object Type 为Rigid，Assign Temperature 为200； e. 设定Simulation Control 中的Units为SI，Step中的Starting Step Number为-1，Number of Simulation Steps 为40，Step Increment to Save 为1，Primary Die 为 Top Die ,With Constant Die Displacement为1in.，然后点击OK。 f. 设置摩擦系数，分别为0和 g. 保存并检核（Check），然后退出 h. 运行（Run） 3）后处理
工艺流程 切割下料→液压镦粗→加工螺纹→安装套筒→调头→液压镦粗→加工螺纹→安装保护套→做标识→分类堆放→现场安装 施工过程 1、材料准备 钢筋原材料所有检验结果均应符合先行施工规范的规定和设计要求。为避免钢筋端部成马蹄形或挠曲，施工中使用砂轮切割机切割使钢筋满足其平直度要求。镦粗前要对钢筋端头逐一进行检查，发现不合格端头及时切除。连接套筒使用前必须认真检查产品出厂合格证，并检查连接套筒，每一百个为一组，抽查10%，若发现不合格套筒，应对全部套筒逐一检查，并剔除不合格品。 2、液压镦粗 现场质检员应从以下三个方面检查钢筋镦头。 1）镦粗头的外形尺寸标准 2）检查镦粗头与钢筋轴线是否大于4°的偏斜，大于4°的视为不合格。 3）镦粗头不得出现与钢筋轴线相垂直的横向表面裂纹。 3.3钢筋端头螺纹加工 1）工人每加工一批丝头，必须进行自检，剔除不合格丝头。不
合格丝头不能在原有丝头上重新套丝，只能切除丝头后重新镦粗、套丝。 2）自检合格的丝头，由质检员进行专检，随机抽样10%。一旦发现不合格丝头，应对全部丝头逐个进行检查，并剔除不合格丝头。 3）加工的钢筋丝头应加盖塑料帽保护，以防丝扣在操作之中遭到损坏，从而影响与套筒的连接力。 3.4现场钢筋连接 由于丝头螺纹与套筒内的螺纹严格匹配，现场只要用普通扳手即可拧紧，拧紧后必须用防水笔作上拧紧标志，以便质检人员检查。拧紧的套筒，不能有超过一个完整的丝扣外露才算合格。 4、型式试验和现场验收 应用等强直螺纹接头之前，应具备有效的型式试验报告，并对使用的各种规格接头，均应做不少于3根的单向拉伸试验，接头的现场检验按验收批进行，同一施工条件下采用同一批材料的同等级别、同规格接头，以500个为一个验收批进行验收。对接头的每一验收批，必须在工程结构中随机抽取3个试件做单向拉伸试验。当3个试件的抗拉强度值都能发挥钢筋母材强度或大于1.1倍钢筋抗拉强度标准值时，该验收批为合格。有一个试件的抗拉强度不符合要求实施，应再取6个试件进行复检，复检中如仍有1个试件不符合要求时，则该验收批为不合格。
5-19 钢筋镦粗直螺纹连接工艺标准（519-2007） 1 适用范围 本工艺标准适于现浇钢筋混凝土结构中钢筋直径为16～40mm 的热轧HRB335，HRB400级竖向或水平钢筋的连接施工。 标准型套筒用于正常情况下连接钢筋。加长型套筒用于转动钢筋较困难的场合，通过转动套筒连接钢筋，扩口型套筒用于钢筋较困难对中的场合。异径型套筒用于连接不同直径的钢筋。正反丝扣型套筒用于两端钢筋均不能转动而要求调节轴向长度的场合。加锁母型套筒用于钢筋完全不能转动，通过转动套筒连接钢筋，用索姆锁定套筒。 2 施工准备 2.1材料要求 2.1.1 钢筋：钢筋的级别（牌号）、直径必须符合设计要求及《钢筋混凝土用钢第2部分热轧带肋钢筋》GB1499.2-2007标准、《钢筋混凝土用余热处理钢筋》GB13014的要求，应有出厂证明及复试报告。钢筋应平直、无损伤：表面没有裂纹、颗粒状或片状老锈。 2.1.2 钢套筒：对HRB335级钢筋，采用45号优质碳素钢；对HRB400级钢筋，采用45号经调质处理或用其性能不能低于HRB400钢筋性能的其他钢种，应符合《优质碳素结构钢》GB/T699标准及JGH107的有关规定，应有厂家提供的对应型式检验报告和质量证明资料。套筒表面没有裂纹，螺牙饱满，无其他缺陷。 2.2主要机具 钢筋镦粗机、钢筋套丝机、螺纹环规（通规、止规）、专用扳手及管钳、砂轮切割机、钢筋切断机、直尺、卡具、钢丝刷、钢筋支架、镦粗模具等。 2.3作业条件 2.3.1操作工人（包括套丝的工人）必须经专门培训，并经考试合格后持证上岗。 2.3.2钢筋镦粗机、套丝机经检查和空车调试合格，运转正常，其技术参数满足使用要 求。 2.3.3模具已具备，确认模具上有相对应的需镦粗钢筋规格标记，满足钢筋镦粗要求。 2.3.4接头位置符合设计要求及施工规范的规定。 2.3.5 镦粗直螺纹套筒外观检查合格。 3 操作工艺 3.1工艺流程 钢筋下料→冷镦扩粗→切削螺纹→丝头检验→戴塑料保护帽→运送至现场→钢筋接头工艺检验→连接施工→→质量检查