铜盘管拉伸时的应力与应变

采用圆盘拉伸机、游动芯头拉伸是现代铜盘管生产的主要方式。圆盘拉伸与直线拉伸的重要区别是:管材在卷筒上产生弯曲，弯曲应力将与拉伸应力叠加，沿管材纵向各断面的应力状态并不相同。与此同时，管材受到卷筒反力的作用，其横断面的形状可能产生畸变，即由圆形变成椭圆，沿横断面的应力分布也会发生变化。

管材横断面上的应力

圆盘拉伸开始时，管头由夹钳夹持，管材通过模孔后卷曲开始之前，其横断面上的应力状态与直线拉伸一样，如图3-17所示。但是从管材开始接触卷筒的那一瞬间起，就产生了拉伸应力与弯曲应力的叠加，管材的外层受到附加拉应力的作用，总的拉应力增大，而内层受压应力，总的拉应力下降。公式所表示的安全系数应改写为以下形式:

因此在其他条件相同时，铜盘管拉伸时的道次加工率要小于直线拉伸。管材外层由于弯曲而产生的附加拉应力的大小随卷筒直径的减小而加大，随道次拉伸力的增加而加大。为了实现理想的道次加工率，应选用较大的卷筒直径。但卷筒直径过大将加大盘拉机主轴传递的力矩，高速拉伸时其动平衡要求更加严格，因而将使盘拉机的造价昂贵。此外盘卷太大，运输不便，占用很大的生产面积，也不经济。目前普遍使用的盘拉机直径为2100mm左右。

通过拉模后的管材，在卷筒上弯曲成盘，此时管材横断面上的中性轴下移。如果管材变为椭圆，则作用于管材上的轴向应力б1和周向应力б0将重新分布，如图3-18所示。

拉伸卷筒和开卷机配置方式对管材横断面上应力分布及管材的性能有重要的影响，如图3-19所示。图3-19α所示的方式显然优于图3-19β，因为前一道拉伸后管材的内侧变为下一道拉伸时的外侧，夹变的应力分布使管材的性能比较均匀。图3-19c所示的方式用在卧式圆盘拉伸机中，拉伸后盘卷的回弹往往造成严重的磕碰伤，小规格管材则容易乱卷，拉伸时连续落料也难以实现。

沿管材纵向的应力变化

稳定的拉伸过程中，成盘拉管的拉力是由管材与卷筒之间的摩擦力产生的。拉伸力在管材与卷筒开始接触时达到极大值，因此当卷筒直径太小或道次加工率过大时，管材往往在刚刚接触到卷筒的一瞬间拉断。随后拉伸力沿管材纵向逐渐减小，直到可忽略不计。因此当管材在卷筒上缠绕的圈数足够多时，管材的头部可以自由落下，实现连续拉伸。作用在管材上的拉力与管材在卷筒上的包角之间的关系见图3-20及公式3-29。

为了产生必要的拉力，管材在卷筒上要缠数圈，此时

式中n—管材缠绕的圈数。