不銹鋼管擠壓模的孔型設計包括壓縮區AB段的形狀設計（圖7-27),過渡半徑的選擇，定徑帶長度ln的確定（圖7-27(a)).壓縮區的形狀按照作圖的法則確定。同時，還要從模孔中的速度、應力、變形或其他參數的分布情況出發，得到具有凹面的、凸面的、S形或其他形狀的壓縮區形狀的不銹鋼管擠壓模（圖7-27).

  不(bu)銹鋼管擠壓模最主要的部(bu)分是定(ding)徑帶，其決定(ding)了金屬流動(dong)過程的動(dong)力學。

  根據金屬在“整個(ge)高度上壓(ya)縮(suo)不(bu)變”的(de)條件，壓(ya)縮(suo)錐的(de)形狀可以用(yong)以下等(deng)式來描述：

   無論是(shi)凸面的(de)或者是(shi)凹面的(de)擠壓模的(de)喇(la)叭口形狀，都可(ke)以(yi)用由相應(ying)的(de)點以(yi)求出的(de)半徑R畫圓弧的(de)方(fang)法得到(dao)（圖(tu)7-27(f)、圖(tu)7-27(d)、圖(tu)7-27(e)).

  根據(ju)前蘇(su)聯中央黑色冶金科學研究院的(de)(de)(de)(de)資料(liao)，通過各(ge)種試(shi)驗的(de)(de)(de)(de)結果證明(ming)，采(cai)用凹面的(de)(de)(de)(de)和(he)凸面喇(la)(la)叭口(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)子(zi)(zi)擠(ji)(ji)壓時(shi)，具有(you)以下規律：采(cai)用凹面喇(la)(la)叭口(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)子(zi)(zi)擠(ji)(ji)壓時(shi)，在變(bian)形區內具有(you)最大的(de)(de)(de)(de)液體單(dan)位壓力，這對(dui)擠(ji)(ji)壓低(di)塑(su)性材料(liao)時(shi)是(shi)很有(you)利(li)的(de)(de)(de)(de)；而(er)當采(cai)用凸面喇(la)(la)叭口(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)子(zi)(zi)擠(ji)(ji)壓時(shi)，變(bian)形區內最大壓應(ying)力來(lai)自擠(ji)(ji)壓桿方面，制品上的(de)(de)(de)(de)變(bian)形強(qiang)度分布(bu)得不均勻(yun)，經凸形喇(la)(la)叭口(kou)(kou)母線的(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)子(zi)(zi)擠(ji)(ji)壓時(shi)比(bi)較小，從模(mo)(mo)(mo)(mo)子(zi)(zi)壓縮區過渡到定徑帶時(shi)，模(mo)(mo)(mo)(mo)子(zi)(zi)承受的(de)(de)(de)(de)正應(ying)力較低(di)，這對(dui)模(mo)(mo)(mo)(mo)子(zi)(zi)使用壽(shou)命的(de)(de)(de)(de)提高(gao)是(shi)有(you)利(li)的(de)(de)(de)(de)。

 按照“最小能量(liang)定律”實現塑性(xing)變(bian)形過程的條件(jian)下，得到的擠壓(ya)模喇(la)叭口形狀的方程式(shi)如下：

  S形(xing)(xing)(xing)喇叭(ba)(ba)口(kou)擠(ji)壓(ya)模(mo)(mo)入(ru)口(kou)錐形(xing)(xing)(xing)狀的(de)(de)作圖，以連接相應的(de)(de)曲率半徑所畫的(de)(de)圓弧即可得(de)到(dao)。從擠(ji)壓(ya)過程動力學和擠(ji)壓(ya)制品的(de)(de)質量來衡(heng)量，S形(xing)(xing)(xing)擠(ji)壓(ya)模(mo)(mo)的(de)(de)入(ru)口(kou)錐形(xing)(xing)(xing)狀孔型設計是最(zui)合適的(de)(de)。其集中了凹形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)和凸形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)喇叭(ba)(ba)口(kou)模(mo)(mo)子(zi)的(de)(de)優點。

  玻璃或者類似的材料制作的潤滑墊的應用，對模孔的孔型設計提出了自己的要求。要求主要包括在壓縮區變形輪廓的研究和選擇上，看其是否能夠保持得住變形區內的潤滑劑，確保在整個擠壓周期中形成連續的潤滑膜。平面模或具有入口錐角度2α_m=90°~180°的錐形模在很大程度上符合此要求，因而在實際生產中得到了廣泛的應用（圖7-27(a)~圖7-27(c)).在采用玻璃潤滑劑的擠壓過程中，具有角度2α_m=90°~180°的擠壓模在擠壓難變形材料時應用；而角度2α_m>120°的擠壓模在擠壓有足夠塑性的金屬時應用。

  法國(guo)工程(cheng)師賽茹爾內建議采用第一(yi)個定(ding)徑孔(kong)直(zhi)徑比(bi)第二(er)個定(ding)徑孔(kong)直(zhi)徑大1.5mm的擠壓模。因為這樣可以將潤滑劑(ji)保持(chi)在圓環的槽(cao)內。為此建議采用帶有同心圓槽(cao)子的圓錐形入口的擠壓模。

  由于使用平面模時可能會形成金屬的環狀裂紋，所以用具有平錐形孔型的擠壓模。在模子與擠壓筒的連接處，將模子做成有角度2α_m=90°~120°的圓錐形（圖7-27(b)和圖7-27(c)).

  俄羅斯巴爾金中央黑色冶金科學研究院在擠壓不銹鋼、鎳基高溫合金和難熔金屬試樣時，所進行的具有圓錐孔型的擠壓模的試驗中可以確定：最小的擠壓力是發生在采用角度2αm=90°~120°的模子的情況下，模子的角度在這個范圍內無論是向小還向大的方面變化，都會使擠壓力平均增加10%~15%.同時，擠壓初始的峰值負荷也更高。在小角度的條件下，會引起坯料前端更加變冷，而在較大的角度（2α_m=180°)時將引起擠壓開始階段的不利的動力學條件。隨著角度2αm從60°增大到180°,表面質量有所改善，這與潤滑膜厚度的減小有關。

  從模子圓錐部分到定徑孔的過渡半徑r_m的大小變化不會影響擠壓力的大小，但是制品的表面質量隨著r_m的增大明顯地惡化。當r_m從1mm增到30mm時，表面粗糙度數值從15μm增加到24μm,這也是與潤滑膜厚度的變化有關。

  對擠壓模定徑帶的寬度大小的研究表明，此參數無論是對過程的力學性能參數還是對制品的表面質量都沒有明顯的影響。因此在孔型設計的三個基本要素中，第一個要素（α_m)既影響力的參數，又影響表面質量；第二要素（r_m)只影響質量；而第三個要素（l_n)對這些參數都表現出中性（圖7-27(a)).

在有玻(bo)璃(li)潤滑(hua)劑擠壓的條件下，過程動力學取決于自(zi)然的喇叭口形狀。此喇叭口在潤滑(hua)墊的厚度內形成(cheng)自(zi)然喇叭口的形狀。除了模子的錐(zhui)角之(zhi)外(wai)，還(huan)與玻(bo)璃(li)潤滑(hua)劑的性質、玻(bo)璃(li)墊的厚度及其(qi)密度有關(guan)。

為了更加準確地分析金屬的流動情況，必須采用的不是設計的模子角度α_m,而是提出的自然喇叭口的角度α_Bo、α_B可以由下式確定：

 在擠壓(ya)(ya)型(xing)材(cai)(cai)時，模子(zi)的(de)孔(kong)(kong)型(xing)設計具(ju)有(you)特別重要的(de)意義，因為沿(yan)截(jie)面上金屬(shu)(shu)流(liu)動(dong)的(de)最大不(bu)均(jun)勻(yun)(yun)性(xing)(xing)是型(xing)材(cai)(cai)模所固有(you)的(de)特點(dian)。型(xing)材(cai)(cai)各(ge)部(bu)分(fen)之間(jian)金屬(shu)(shu)流(liu)動(dong)速(su)度(du)(du)的(de)不(bu)均(jun)勻(yun)(yun)性(xing)(xing)，使得型(xing)材(cai)(cai)擠壓(ya)(ya)尺寸不(bu)精確，金屬(shu)(shu)中有(you)高的(de)殘余應力，出(chu)現了(le)縱向和(he)橫向的(de)彎曲以及模子(zi)上高的(de)局部(bu)磨損。由于在擠壓(ya)(ya)過程中諸多的(de)不(bu)利影(ying)響(xiang)，異形(xing)材(cai)(cai)模子(zi)孔(kong)(kong)型(xing)設計時的(de)主要任務就在于達(da)到擠壓(ya)(ya)金屬(shu)(shu)、流(liu)動(dong)的(de)最小不(bu)均(jun)勻(yun)(yun)性(xing)(xing)。同時，孔(kong)(kong)型(xing)設計當(dang)確保擠壓(ya)(ya)型(xing)材(cai)(cai)的(de)線尺寸和(he)角度(du)(du)的(de)精確度(du)(du)。流(liu)動(dong)速(su)度(du)(du)的(de)不(bu)均(jun)勻(yun)(yun)性(xing)(xing)的(de)降低(di)，由模子(zi)平面上孔(kong)(kong)型(xing)布置的(de)正(zheng)確選擇(ze)和(he)異形(xing)模孔(kong)(kong)各(ge)部(bu)分(fen)工作帶(dai)大小的(de)選擇(ze)來(lai)達(da)到。模子(zi)上孔(kong)(kong)型(xing)的(de)正(zheng)確布置不(bu)僅(jin)僅(jin)確保擠壓(ya)(ya)制(zhi)品(pin)具(ju)有(you)最小的(de)彎曲度(du)(du)，而且也減少了(le)制(zhi)品(pin)薄壁部(bu)分(fen)擠不(bu)出(chu)的(de)可能性(xing)(xing)。

在選擇(ze)擠壓模上孔(kong)型布置時，要遵循以(yi)下原則：

  1. 當型(xing)材具有兩個對(dui)稱軸時(shi)，其重心與模子的幾何(he)中心重合(he)。

  2. 當型材具有一個(ge)對稱(cheng)軸且型材各部分的(de)厚度彼此無明顯(xian)差別時(shi)，也使其重心(xin)(xin)與(yu)模(mo)子(zi)的(de)幾何中心(xin)(xin)重合。

  3. 型材不對稱的(de)斷(duan)面和具有(you)一個對稱軸(zhou)，但各部分厚(hou)度有(you)明顯差(cha)異的(de)斷(duan)面，其孔型應布置得使厚(hou)的(de)部分最大限度地接近模(mo)子中(zhong)心(xin)。

  型(xing)材(cai)(cai)各部(bu)(bu)分(fen)流出(chu)(chu)速度不(bu)均勻性(xing)(xing)的(de)充分(fen)減小(xiao)，可以采用入口(kou)錐和定(ding)(ding)(ding)徑(jing)帶(dai)長度的(de)改變來達(da)到。對(dui)于型(xing)材(cai)(cai)質(zhi)量(liang)較(jiao)大的(de)部(bu)(bu)分(fen)，定(ding)(ding)(ding)徑(jing)帶(dai)長度取得較(jiao)大，使得這部(bu)(bu)分(fen)流出(chu)(chu)時的(de)能量(liang)損失增加，和型(xing)材(cai)(cai)質(zhi)量(liang)較(jiao)小(xiao)部(bu)(bu)分(fen)的(de)金(jin)屬流動速度增加。最(zui)小(xiao)的(de)定(ding)(ding)(ding)徑(jing)帶(dai)寬(kuan)(kuan)度，由其足夠的(de)耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)決定(ding)(ding)(ding)，該耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)保證了(le)型(xing)材(cai)(cai)的(de)輪廓尺(chi)寸(cun)和壁厚的(de)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)；而最(zui)大的(de)定(ding)(ding)(ding)徑(jing)帶(dai)寬(kuan)(kuan)度，由不(bu)發生擠壓(ya)金(jin)屬脫離定(ding)(ding)(ding)徑(jing)帶(dai)的(de)條(tiao)件來決定(ding)(ding)(ding)。

  擠壓模足夠長的工(gong)作帶分(fen)成兩部(bu)分(fen)：其母(mu)線與(yu)擠壓軸的傾(qing)角為3°~6°的錐度部(bu)分(fen)和定徑(jing)帶圓(yuan)柱部(bu)分(fen)。