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(gang)管擠壓模（圖7-27).

  不銹鋼(gang)管擠(ji)壓模最主要的(de)(de)部分(fen)是定徑帶，其決定了金屬流動過程的(de)(de)動力學。

  根據金屬在“整個高度上壓縮不(bu)變”的條件，壓縮錐的形狀可以用以下等式來描述(shu)：

   無論是凸(tu)面的(de)或(huo)者(zhe)是凹(ao)面的(de)擠壓模的(de)喇(la)叭口形狀，都(dou)可以(yi)用由相應的(de)點以(yi)求出的(de)半(ban)徑R畫(hua)圓(yuan)弧的(de)方(fang)法得(de)到（圖(tu)7-27(f)、圖(tu)7-27(d)、圖(tu)7-27(e)).

  根據前蘇聯中(zhong)央黑色冶金科學研(yan)究院的(de)(de)資料(liao)，通過各種試(shi)驗的(de)(de)結果(guo)證明，采用凹(ao)面(mian)的(de)(de)和凸面(mian)喇叭口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)模(mo)子擠(ji)(ji)壓(ya)時(shi)，具有(you)以下規律：采用凹(ao)面(mian)喇叭口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)模(mo)子擠(ji)(ji)壓(ya)時(shi)，在變形區內具有(you)最大(da)的(de)(de)液體單位(wei)壓(ya)力，這(zhe)(zhe)對擠(ji)(ji)壓(ya)低(di)塑(su)性(xing)材(cai)料(liao)時(shi)是(shi)很有(you)利的(de)(de)；而當采用凸面(mian)喇叭口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)模(mo)子擠(ji)(ji)壓(ya)時(shi)，變形區內最大(da)壓(ya)應力來(lai)自擠(ji)(ji)壓(ya)桿(gan)方面(mian)，制品上的(de)(de)變形強度(du)分布得(de)不均勻，經凸形喇叭口(kou)(kou)(kou)母線(xian)的(de)(de)模(mo)子擠(ji)(ji)壓(ya)時(shi)比較小，從模(mo)子壓(ya)縮區過渡到定徑帶(dai)時(shi)，模(mo)子承受的(de)(de)正應力較低(di)，這(zhe)(zhe)對模(mo)子使用壽命的(de)(de)提高(gao)是(shi)有(you)利的(de)(de)。

 按(an)照(zhao)“最小能量(liang)定律”實現塑性變形過(guo)程的(de)條件下，得到的(de)擠壓模喇(la)叭口形狀的(de)方程式如下：

  S形(xing)喇叭口(kou)(kou)(kou)擠壓(ya)(ya)模入(ru)口(kou)(kou)(kou)錐(zhui)(zhui)形(xing)狀(zhuang)的(de)(de)作圖，以連接(jie)相應的(de)(de)曲率半(ban)徑所畫(hua)的(de)(de)圓(yuan)弧即可得到。從擠壓(ya)(ya)過程動力學和擠壓(ya)(ya)制(zhi)品的(de)(de)質量(liang)來衡量(liang)，S形(xing)擠壓(ya)(ya)模的(de)(de)入(ru)口(kou)(kou)(kou)錐(zhui)(zhui)形(xing)狀(zhuang)孔(kong)型設計(ji)是最(zui)合適(shi)的(de)(de)。其(qi)集中了(le)凹形(xing)的(de)(de)和凸形(xing)的(de)(de)喇叭口(kou)(kou)(kou)模子的(de)(de)優(you)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。

  法國工程師賽茹爾內建(jian)(jian)議采用(yong)第(di)一個(ge)定徑孔直(zhi)徑比第(di)二個(ge)定徑孔直(zhi)徑大1.5mm的(de)擠(ji)(ji)壓模。因為這(zhe)樣可以將潤滑劑保(bao)持在圓環的(de)槽內。為此建(jian)(jian)議采用(yong)帶(dai)有同心(xin)圓槽子的(de)圓錐形入口的(de)擠(ji)(ji)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(zai)有玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)劑擠壓的(de)(de)條件下，過(guo)程(cheng)動(dong)力學取決于自(zi)(zi)然(ran)的(de)(de)喇(la)叭(ba)(ba)口(kou)形狀。此喇(la)叭(ba)(ba)口(kou)在(zai)潤(run)滑(hua)墊的(de)(de)厚(hou)度(du)內(nei)形成自(zi)(zi)然(ran)喇(la)叭(ba)(ba)口(kou)的(de)(de)形狀。除了模子的(de)(de)錐角之外(wai)，還與玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)性質(zhi)、玻(bo)璃(li)墊的(de)(de)厚(hou)度(du)及其(qi)密度(du)有關。

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(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)型(xing)材(cai)時，模(mo)子的(de)(de)(de)(de)孔型(xing)設(she)(she)計具有(you)特別重要的(de)(de)(de)(de)意義(yi)，因為沿截面(mian)上(shang)金屬流動的(de)(de)(de)(de)最大(da)不均(jun)勻(yun)性(xing)是(shi)型(xing)材(cai)模(mo)所固(gu)有(you)的(de)(de)(de)(de)特點。型(xing)材(cai)各部(bu)分(fen)之間(jian)金屬流動速(su)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)不均(jun)勻(yun)性(xing)，使得型(xing)材(cai)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)尺寸不精確，金屬中有(you)高(gao)的(de)(de)(de)(de)殘余應(ying)力(li)，出現(xian)了(le)縱(zong)向和橫向的(de)(de)(de)(de)彎(wan)曲(qu)以及模(mo)子上(shang)高(gao)的(de)(de)(de)(de)局部(bu)磨損(sun)。由于在擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)過程(cheng)中諸(zhu)多的(de)(de)(de)(de)不利(li)影響(xiang)，異形材(cai)模(mo)子孔型(xing)設(she)(she)計時的(de)(de)(de)(de)主要任務就在于達(da)到擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)金屬、流動的(de)(de)(de)(de)最小不均(jun)勻(yun)性(xing)。同時，孔型(xing)設(she)(she)計當確保擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)型(xing)材(cai)的(de)(de)(de)(de)線尺寸和角度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)精確度(du)(du)。流動速(su)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)不均(jun)勻(yun)性(xing)的(de)(de)(de)(de)降低，由模(mo)子平(ping)面(mian)上(shang)孔型(xing)布置的(de)(de)(de)(de)正確選擇和異形模(mo)孔各部(bu)分(fen)工作帶(dai)大(da)小的(de)(de)(de)(de)選擇來(lai)達(da)到。模(mo)子上(shang)孔型(xing)的(de)(de)(de)(de)正確布置不僅僅確保擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)制品(pin)具有(you)最小的(de)(de)(de)(de)彎(wan)曲(qu)度(du)(du)，而且也(ye)減少了(le)制品(pin)薄(bo)壁(bi)部(bu)分(fen)擠(ji)(ji)(ji)(ji)不出的(de)(de)(de)(de)可能性(xing)。

在選擇擠壓模(mo)上孔(kong)型(xing)布置時，要遵循以下原(yuan)則：

  1. 當型材具有(you)兩個對(dui)稱(cheng)軸時，其重心與模子的幾何中心重合(he)。

  2. 當型(xing)材具有一個對稱(cheng)軸(zhou)且型(xing)材各(ge)部分的(de)厚度彼此無(wu)明顯差別(bie)時，也使其重(zhong)心與模(mo)子的(de)幾(ji)何(he)中心重(zhong)合。

  3. 型材不對(dui)稱的斷面和具有(you)一(yi)個對(dui)稱軸(zhou)，但各部(bu)分(fen)厚度有(you)明顯(xian)差(cha)異的斷面，其孔(kong)型應(ying)布置得使厚的部(bu)分(fen)最大限度地接近模(mo)子中心。

  型材(cai)(cai)各部(bu)分(fen)流(liu)出(chu)速度(du)不均勻性(xing)(xing)的(de)(de)充(chong)分(fen)減(jian)小(xiao)(xiao)，可以采(cai)用入口(kou)錐和定徑帶(dai)長度(du)的(de)(de)改變來達(da)到。對于型材(cai)(cai)質量較大的(de)(de)部(bu)分(fen)，定徑帶(dai)長度(du)取(qu)得較大，使得這部(bu)分(fen)流(liu)出(chu)時的(de)(de)能量損(sun)失(shi)增加，和型材(cai)(cai)質量較小(xiao)(xiao)部(bu)分(fen)的(de)(de)金(jin)屬(shu)流(liu)動速度(du)增加。最(zui)小(xiao)(xiao)的(de)(de)定徑帶(dai)寬(kuan)度(du)，由(you)其足夠的(de)(de)耐磨(mo)性(xing)(xing)決定，該耐磨(mo)性(xing)(xing)保證(zheng)了型材(cai)(cai)的(de)(de)輪廓尺(chi)寸(cun)和壁(bi)厚的(de)(de)穩定性(xing)(xing)；而最(zui)大的(de)(de)定徑帶(dai)寬(kuan)度(du)，由(you)不發(fa)生擠壓金(jin)屬(shu)脫離(li)定徑帶(dai)的(de)(de)條件來決定。

  擠壓模足夠(gou)長(chang)的工作帶分(fen)成兩部分(fen)：其(qi)母線與擠壓軸(zhou)的傾角為3°~6°的錐度部分(fen)和定徑帶圓柱部分(fen)。