3.3游动芯头轴向移动范围
3. 3.1 变形区的特征
当游动芯头在模孔中处于稳定位置时，管材的变形区可以分为6部分，如图3-2所示。
图3-2 游动芯头拉管变形区的特征
I——非接触变形区。管材在拉模接触之前就已经开始减径。当采用大模角拉制厚壁管时，该区十分明显，因此拉模人口处的直径略小于管坯外径，也可以顺利地实现拉伸。在工程计算中往往咯去此区，而假定变形是从A-A断面开始的。
Ⅱ——空拉区。管材在该区实现空拉减径，对一般规格的管材而言，壁厚略有增加。在该区的最终断面上管材与芯头接触。空拉区的长度随芯头的锥角及间隙C的增大而增大，其数值可由下式近似确定：
上式表明，当管材与芯头的间隙相同时，游动芯头拉管的空拉区长度大干固定芯头。
Ⅲ——减径区。管坯在该区产生较大的减径和较小的减壁。
Ⅳ——第二段空拉区。芯头强制管材改变流动方向，此时由于拉伸力的作用，管材内表面稍稍离开芯头。
V——减壁区。在该区实现主要的壁厚变形。
Ⅵ——定径区。管材不产生塑性变形，该区的作用是规整管材的形状和尺寸。
变形区的这种划分可从磨损后的芯头表面得到证实。芯头磨损主要发生在圆锥面和靠近交接线的定径圆柱面上。管材与芯头锥面开始接触时，管材的断面积较大，轴向拉应力较小，径向压力较大，造成该处芯头磨损比较严重。而更为严重的是发生减壁变形的芯头圆柱前段。芯头柱面与锥面的连接处很少磨损，还能保留润滑油，证明Ⅳ区确实存在。
拉伸过程中，游动芯头并非固定不动的。管材壁厚变化、摩擦条件变化等因素将使芯头从原来的平衡位置前移或后退，因此图3-2历示变形区各段的长度也会发生相应的变化，甚至消失。例如，当芯头处于后极限位置时，管材完全脱离芯头锥面，Ⅲ、Ⅳ区消失，V区加长。此时已相当于固定短芯头拉伸，如图3_3所示。
当芯头处于前极限位置时，Ⅲ区增长，减径与减壁均发生在该区，V区消失。芯头再向前移动超出前极限位置，其锥形段将使管材进一步变薄，以致切断管材。
图3-3 芯头在变形区内的位置
a—芯头在后极限位置;b一芯头在前极限位置;c—头超出前极限位置
3.3.2芯头轴向移动范围的确定
芯头最前、最后位置之间的距离，即为芯头允许的轴向移动量，以L允表示，其数值可由图3-4确定。
图3-4 芯头轴向移动的范围
a一拉模无过谴圆弧;b—拉模有过谴圆弧
芯头在前极限位置时，OD=OE=S，式中S为拉伸后管材的壁厚。
芯头在后极限位置时，如图3-4中虚线所示，BC=So，式中岛为拉伸前管材的壁厚。
如果拉模圆锥段与圆柱段交接处有一过渡圆弧r，则
芯头轴向允许移动的范围，是表示游动芯头拉管过程稳定性的基本指数。该数值越大，说明拉伸过程越容易稳定。公式3-16表明，该范围随芯头锥角
的增大而减小，随管材壁厚延伸系数的增加而加大。因此在工具模角一定的条件下，必须有一定的壁厚延伸系数才能保证稳定的拉伸过程，过小的减壁量极易产生“跳车”(即芯头前、后窜动使管内产生环状痕)。
3.3.3游动芯头大头直径的确定
芯头在前极限位置时，管材与芯头开始接触处芯头的直径为：
为了保证正常的拉伸过程，应当避免管材首先接触芯头的后圆柱段，即变形从芯头锥面上开始。因此从事工艺设计时，应首先根据减壁量计算管材与芯头开始接触时的直径
，芯头的大头直径应大于
。另一方面，前一道拉伸后管材的内径也必须大于芯头大头的直径。上述两点在进行薄壁管材拉仲工艺设计时容易办到。但对于厚壁管(例如;空心导线)而言，由于减壁量绝对值大，如果按公式(3-18)设计芯头后圆柱段直径，将导致很大的减径量和道次加工率，甚至无法实现拉伸。
实际拉伸过程中，芯头并不处于前极限位置，按公式3-18计算的
值偏大。正常的工艺条件下，按道次减壁量检查芯头大、小圆柱段直径差的经验公式是：
式中 D——芯头的后圆柱段直径，mm;
d——芯头定径段直径，m;
△S——该道次的减壁量，mm。
拉制薄壁管时，这一条件均能满足，无需校验。但对于厚壁管而言，此校验则是必需的。
管材与芯头锥面最终接触处芯头的直径为：
3.3.4 芯头在模孔中的实际位置
芯头在模孔中的实际位置，若以其与前极限位置的距离表示，如图3-5所示，则可根据管材与芯头锥面实际接触长度确定。
图3-5 芯头在拉横中的实际位置确定
式中 :△L——矗茎头与其前极限位置的距离;
△S——该道拉伸的减壁量，△S=S0—S;
L—一管材与芯头圆锥面实际接触区的长度。
3.3.5影响芯头在变形区位置的主要因素
芯头在变形区的实际位置，取决于它所受外力的平衡条件(见图3-1)，平衡方程式3-12可改写为如下形式：
公式3-22表明：
(1)当作用在芯头上的正压力之比N1/N2及芯头的长度L不变时，随着
数值增大，d’加大，即芯头向前移动。这使得芯头与管材的接触面积增大，并使拉伸力上升。反之，
数值减小，芯头后退，拉伸力下降。随着摩擦系数减小和芯头锥角加大，芯头愈接近于其后极限位置，拉伸力也越小，这是所希望的。
(2)极限情况下，f2=0，d’=d但实际上摩擦系数不可能为零，因此游动芯头也必须有锥形段，即：d’>d。
(3)在其他条件不变时，随着摩擦系数加大，芯头在变形区前移，芯头号管材开始接触处的直径d’加大，但芯头不能超过其前极限位置，即：d’不能大于按公式3 -18计算出来的？，否则管材将被切断。当N1与N2之比确定时，采用公式3-22可以反推导出游动芯头拉管时管材内壁与芯头接触面之间的摩擦系数。
