在铜管的冷加工过程中，铜管的拉伸在生产过程中占有举足轻重的地位，充分利用紫铜的延展性、大变形量冷加工，以期获得内外表面质量优异、尺寸高精度的铜管才，在冷加工中起到不可替代的作用。
1.拉伸的定义:
拉伸是对金属坯料施以拉力，使之通过模孔、在内表面芯头作用下，以获得与模孔尺寸、形状相同并具有一定性能、状态制品的塑性加工方法。 用拉伸的方法可以生产管、棒、线、型材制品。
2、拉伸时变形指数的表示方法
2.1延伸系数(λ)
延伸系数是指拉伸前的断面积(F0)与拉伸后的断面积(Fk)的比值,一般用λ来表示:
F0
λ= (1-----1)
Fk
式中: F0-------拉伸前坯料的断面积,mm2
Fk-------拉伸后坯料的断面积,mm2
由于拉伸过程中金属的体积不变，则有：
F0.L0= Fk.Lk (1----2)
则λ的另一种表示方法为：
λ= F0 /Fk =Lk /L0 (1----3)
式中： L0 ---------拉伸前坯料的长度，mm
Lk ---------拉伸后坯料的长度，mm
λ= （D0 –t0）*t0 / （Dk –tk）*tk (1----4) 辽宁中医药大学图书馆
式中：D0 、t0 -------分别为拉伸前坯料的外径、壁厚，mm
Dk 、tk -------分别为拉伸后坯料的外径、壁厚，mm
2.2加工率：（ε）
加工率是指拉伸前、后断面积的差值（F0 -Fk）与拉伸前断面积F0比值的百分率，一般用ε来表示。
ε=（F0 -Fk）/ F0 ×100% (1----5)
对于管材：ε= 〔（D0 –t0）*t0 -（Dk –tk）*tk 〕/（D0 –t0）*t0
(1----6) 机器人避障问题
2.3延伸率(δ)
延伸率是与加工率相对应的一个变形指标，它是指拉伸前、后断面积的差值（F0 -Fk）与拉伸后断面积(Fk)比值的百分率，一般用δ来表示：
δ=（F0 -Fk）/ Fk ×100% (1----7)
2.4断面减缩系数（ψ）
断面缩减系数是与延伸系数相对应的一个变形指标，它是指拉伸后的断面积(Fk) 与拉伸前的断面积(F0)的比值，一般用ψ 表示：
δ=Fk/ F0 (1----8)
λ、ε与 δ 、ψ之间的相互关系如表1-1所示：
变形指数 | 符号 | 断面积F0 、Fk | 延伸系数 | 加工率 | 延伸率 | 断面减缩系数 |
延伸系数 | λ | F0 /Fk | λ | 1/(1-ε) | 1+δ | 1/ψ |
加工率 | ε | (F0 -Fk )/F0 | (λ-1)/λ | 水在时间之下ε | δ/(1+δ) | 1-ψ |
延伸率 | δ | (F0 -Fk )/Fk | λ-1 | ε/(1-ε) | δ | (1-ψ)/ ψ |
断面减缩系数 | ψ | Fk /F0 | 1/λ | 1-ε | 1/(1+δ) | ψ |
| | | | | | |
在拉伸管材时，为了计算方便，常采用“减壁”、“减径”两个变形指数，它们对于变形的大小程度提供了近似的概念。
减径量是指每个拉伸道次后管材内径的减少量，即：
△d=d0-dk (1------9)
减壁量是指每个拉伸道次后管材壁厚的减少量，即：t=t0-tk
管材的拉伸方法
管材的拉伸可以根据芯头形状的不同分为空拉（无芯头拉伸），固定长短芯头拉伸，游动芯头拉伸，活动芯杆拉伸和扩径拉伸几种方法。
1.空拉（无芯头拉伸）
空拉又称无芯头拉伸，它的特点是拉伸时管坯内部没有放置芯头，通过模子后外径和内径均缩减而长度增加，管壁厚略有增加、减少或不变。
空拉包括减径、整径和成型拉伸三种基本形式。减径的目的是将与成品壁厚相近而直径大于成品的管坯，用空拉的方法减缩其直径达到接近成品的要求；整径是拉伸工序中最后一个拉伸道次，通过整径使管材的外径尺寸符合产品标准的要求；成型拉伸时用合适直径的、圆形管坯，通过过渡模和成型模，使其形成所需要的方形、矩形、六角形、椭圆形以及异型断面的管材。
空拉时可以一次通过一个模子，也可以一次通过两个和两个以上的模子，即习惯上称为“倍模”拉伸。
1.1空拉时注意的事项
1.1.1空拉时出现沿纵向凹陷的现象
当壁厚特别薄的管材空拉时，如果道次减径量过大，容易出现沿纵向凹陷的现象，即所谓的“失稳”。为了保障拉伸的稳定性，当t/D≤0.04时，空拉直径变形量不得大于允许的变形量。
临界变形量（εd临）可按以下公式进行计算：
εd ≤εd临 =2.8×10 4（t/D）2 （2----1）
式中： εd临 -------管材直径的临界变形量，%；
t--------空拉前管材的壁厚，mm；
掘金黑客 D-------空拉前管材的外径，mm;
εd=(D－d)/ D ×100% （2----2）
d-------空拉后管材的外径，mm；
比较简单的计算方法是当拉伸模角为10~150并满足以下关系式时拉伸过程即为稳定：
以车代磨
D－d=δt
拉伸模角的大小对临界稳定值稍有影响，一般当拉伸模角增大时，临界变形略有下降。
1.1.2空拉时对管材壁厚的影响
在空拉时，管材的壁厚由于不同因素的影响可以增厚，不变，也可以减薄。一般说来，影响空拉时管材壁厚变化的一个最主要因素是管坯几何尺寸D/t的值，可以用以下关系式粗略地考虑管材壁厚的变化情况：
D/t＞5~6时，管材的壁厚增加
D/t＜5~6时，管材的壁厚减薄
a、硬合金管材比软合金管材的壁厚增加量大；
b、冷作硬化的管材坯料比退火的管材坯料的壁厚增加量大；
c、道次变形量增大，壁厚增加量减少；
d、拉伸模角增大，壁厚增加量减少；
e、倍模拉伸使壁厚增加量减少。
1.1.3空拉的优缺点
空拉的优点是可以减少管材壁厚的不均匀程度，这是由于壁厚较薄部分的横向变形应力较大而使壁厚增加的趋势较大的缘故。
偏心管材空拉时，假定在同一圆周上径向压应力σr均匀分布，则在不同的壁厚处产生的周向压应力σθ将会不同，厚壁处σθ的小于薄壁处的σθ ，因此薄壁处要首先发生塑性变形，即周向压缩，径向延伸，使壁厚增厚，轴向延伸。
空拉的主要缺点是管材的内表面随着拉伸量增加而变得粗糙无光，甚至产生纵向裂纹；对于晶粒粗大的管材，空拉时其内表面的粗糙程度更为严重。
2.游动芯头拉伸
游动芯头拉伸是管材拉伸中较为先进的方法，目前已在铜、铝和其它塑性较好的金属及合金管材拉伸中日益广泛应用。这种方法是在拉伸前，预先把芯头装入管材内，并使其处于夹头附近，为了避免在拉伸开始时芯头后退脱落，可以在芯头后端相应部位的管材打上一凹坑，以限制芯头的后退。
在拉拔时，芯头不固定，依靠自身的形状和芯头与管子接触面间力平衡使之保持在变形区
内。
3.1芯头在变形区内的稳定条件，游动芯头在变形区内的稳定位置取决于芯头作用力的轴向平衡。当芯头处于平衡位置时，作用在芯头上的力如下图（3-1）所示，其力的平衡方程为：
（3-1）游动芯头拉伸示意图
∑N1sinα1－∑T1cosα1－∑T2 =0
∑N1（sinα1 －fcosα1）=∑T2
由于∑N1＞0和∑T2＞0，故：
sinα1 －fcosα1＞0 sinα1＞fcosα1
所以：tanα1＞f=tanβ
α1＞β
式中α1------芯头轴线与锥面间的夹角成为芯头的锥角；
f-------芯头与管坯间的摩擦系数；
β-------芯头与管坯间的摩擦角；
N1-------加工管材作用在芯头斜面上的正压力；
N2-------加工管材作用在芯头定径段上的正压力；
T1--------加工管材作用在芯头斜面上的正压力产生的摩擦力；
T2--------加工管材作用在芯头定径段上的正压力产生的摩擦力。
上述的α1＞β，即游动芯头锥面与轴线之间的夹角必须大于芯头与管坯间的摩擦角，它是芯头稳定在变形区内的条件之一。若不符合此条件，芯头将被深深地拉入模孔，造成断管或被拉出模孔。
为了实现游动芯头拉拔，还应满足α1≤α，即游动芯头的锥角α1小于或等于拉模的模角α，它是芯头稳定在变形区内的条件之二，若不符合此条件，在拉拔开始时，芯头上尚未建立起与∑T2 方向相反的推力之前，使芯头向模子出口方向移动挤压管子造成拉拔断管。
另外，游动芯头轴向移动的几何范围有一定的限度。芯头向前移动超出前极限位置，其圆锥段可能切断管子；心头后退超出后极限位置，则将使其游动芯头拉拔过程失去稳定性。轴向上的力的变化将使芯头在变形区内往复移动，使管子内内表面出现明暗交替的环纹。
3.2游动芯头拉拔时管材变形过程：游动芯头拉拔时，管材在变形区的变形过程与一般衬拉不同，变形区域可分5部分。如下图（3-2）所示：吴郡四姓
1------空拉区域，在此区管子内表面不与芯头接触。管子与芯头繁荣间隙C以及其它条件相同情况下，游动芯头拉拔时的空拉区长度比固定芯头的要长，故管坯增厚量也比较大。空拉区的长度可近似的用下式确定：
L=C/（tanα1 –tanα）
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