由挤压时不锈钢管穿孔芯棒的工作条件可以看出,芯棒在开始时承受压缩和纵向弯曲力作用,而在挤压时承受拉伸力。穿孔芯棒的拉伸状态,与穿孔速度和挤压速度的大小有关,如不锈钢管穿孔速度大于挤压速度,则拉伸就可能转为压缩状态。
在分析芯棒的稳定性时必须采用固定一端的条件和施加负荷的方法。对于现代挤压机的不锈钢管穿孔芯棒,为了确定稳定性系数,可以采取以下两种情况(图7-20):(1)一端刚性固定,另一端自由状态(图7-20(a)),此时稳定性系数
当纵向压力p等于Pkp时,可能产生纵向弯曲,此弯曲在进一步稍增加压力时,可导致工具的破坏。因此,Pkp可看作破坏力。在稳定条件下所允许的负荷由下式确定:
计算时,应考虑所采用芯棒的材料(5CrNiW、4Cr8W2、4CrW2Si、3Cr2W8V),在不超过600~800MPa的单位压力下,有满意的使用寿命。当单位压力大于1000MPa时,使用寿命显著下降。
在芯棒端部固定、顶杆为不变的圆截面时,按尤拉公式确定临界力,即
表 7-3 和表 7-4 是对以下尺寸的不锈钢管穿孔芯棒进行纵向弯曲校核的结果:直径Dur 分别为 1.5cm、2.0cm、3.0cm、5.0cm、10.0cm,长度 l 分别为 30.0cm、45.0cm、50.0cm、60.0cm、75.0cm。