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(bu)銹鋼管擠壓模（圖7-27).

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

  根據(ju)金屬在“整(zheng)個高度上壓縮不變”的條件，壓縮錐的形狀(zhuang)可(ke)以用以下等(deng)式(shi)來描述：

   無論是凸面的(de)(de)或者(zhe)是凹面的(de)(de)擠壓模的(de)(de)喇叭口形狀，都(dou)可(ke)以(yi)(yi)用由相應的(de)(de)點以(yi)(yi)求出的(de)(de)半徑R畫圓弧的(de)(de)方法得到（圖(tu)7-27(f)、圖(tu)7-27(d)、圖(tu)7-27(e)).

  根據(ju)前蘇聯中央黑(hei)色冶(ye)金科學(xue)研究院的(de)(de)(de)(de)(de)資料，通過各種試驗的(de)(de)(de)(de)(de)結果證明，采(cai)用(yong)凹(ao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)和凸面(mian)喇叭(ba)口的(de)(de)(de)(de)(de)模子擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)時(shi)，具有(you)以下規律：采(cai)用(yong)凹(ao)面(mian)喇叭(ba)口的(de)(de)(de)(de)(de)模子擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)時(shi)，在變(bian)形(xing)區內(nei)具有(you)最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)液體單位(wei)壓(ya)(ya)(ya)力，這對擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)低(di)塑性材料時(shi)是很有(you)利(li)的(de)(de)(de)(de)(de)；而當采(cai)用(yong)凸面(mian)喇叭(ba)口的(de)(de)(de)(de)(de)模子擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)時(shi)，變(bian)形(xing)區內(nei)最(zui)大(da)壓(ya)(ya)(ya)應力來自(zi)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿方面(mian)，制品上的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)形(xing)強(qiang)度分布得不均(jun)勻，經凸形(xing)喇叭(ba)口母線的(de)(de)(de)(de)(de)模子擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)時(shi)比(bi)較小，從模子壓(ya)(ya)(ya)縮區過渡到定徑帶時(shi)，模子承受(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)正應力較低(di)，這對模子使用(yong)壽(shou)命的(de)(de)(de)(de)(de)提高是有(you)利(li)的(de)(de)(de)(de)(de)。

 按(an)照“最小能量定律”實現塑性變形(xing)過程的(de)條件下(xia)(xia)，得(de)到的(de)擠壓模喇叭口(kou)形(xing)狀(zhuang)的(de)方程式(shi)如下(xia)(xia)：

  S形(xing)喇(la)叭口(kou)(kou)擠(ji)壓(ya)模(mo)(mo)入口(kou)(kou)錐(zhui)形(xing)狀的(de)(de)作圖，以(yi)連接相應的(de)(de)曲率半徑所畫的(de)(de)圓弧即可得(de)到。從擠(ji)壓(ya)過(guo)程動力學和(he)擠(ji)壓(ya)制品的(de)(de)質量來衡(heng)量，S形(xing)擠(ji)壓(ya)模(mo)(mo)的(de)(de)入口(kou)(kou)錐(zhui)形(xing)狀孔型設計(ji)是(shi)最合適的(de)(de)。其集中(zhong)了(le)凹形(xing)的(de)(de)和(he)凸形(xing)的(de)(de)喇(la)叭口(kou)(kou)模(mo)(mo)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(fa)國工程師(shi)賽(sai)茹爾內建議采(cai)用(yong)第一個定徑孔直(zhi)徑比第二個定徑孔直(zhi)徑大1.5mm的擠(ji)壓(ya)模。因(yin)為(wei)這樣可(ke)以(yi)將潤滑劑(ji)保(bao)持在圓(yuan)環(huan)的槽(cao)內。為(wei)此建議采(cai)用(yong)帶有同(tong)心圓(yuan)槽(cao)子的圓(yuan)錐形(xing)入(ru)口的擠(ji)壓(ya)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)).

在有玻璃潤(run)滑(hua)劑擠壓的條件下，過程動力學取決于自(zi)然(ran)的喇(la)叭口(kou)(kou)形狀(zhuang)。此喇(la)叭口(kou)(kou)在潤(run)滑(hua)墊(dian)的厚(hou)度(du)內形成自(zi)然(ran)喇(la)叭口(kou)(kou)的形狀(zhuang)。除了模(mo)子的錐角之外，還(huan)與玻璃潤(run)滑(hua)劑的性質(zhi)、玻璃墊(dian)的厚(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：

 在擠壓(ya)(ya)型(xing)材(cai)(cai)時，模(mo)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)孔(kong)型(xing)設計具有(you)(you)(you)特(te)別重要的(de)(de)(de)意義，因為(wei)沿截面上金屬(shu)流動的(de)(de)(de)最(zui)大不(bu)均(jun)勻(yun)性(xing)是型(xing)材(cai)(cai)模(mo)所固有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)特(te)點。型(xing)材(cai)(cai)各部(bu)分之間金屬(shu)流動速(su)度的(de)(de)(de)不(bu)均(jun)勻(yun)性(xing)，使(shi)得型(xing)材(cai)(cai)擠壓(ya)(ya)尺(chi)寸(cun)不(bu)精(jing)確，金屬(shu)中有(you)(you)(you)高的(de)(de)(de)殘余應力，出現了縱向和(he)(he)橫向的(de)(de)(de)彎曲以及模(mo)子(zi)(zi)上高的(de)(de)(de)局部(bu)磨損。由于在擠壓(ya)(ya)過程中諸多的(de)(de)(de)不(bu)利影(ying)響，異(yi)(yi)形(xing)材(cai)(cai)模(mo)子(zi)(zi)孔(kong)型(xing)設計時的(de)(de)(de)主(zhu)要任務就在于達到(dao)擠壓(ya)(ya)金屬(shu)、流動的(de)(de)(de)最(zui)小(xiao)(xiao)(xiao)不(bu)均(jun)勻(yun)性(xing)。同時，孔(kong)型(xing)設計當確保(bao)擠壓(ya)(ya)型(xing)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)線尺(chi)寸(cun)和(he)(he)角(jiao)度的(de)(de)(de)精(jing)確度。流動速(su)度的(de)(de)(de)不(bu)均(jun)勻(yun)性(xing)的(de)(de)(de)降低，由模(mo)子(zi)(zi)平(ping)面上孔(kong)型(xing)布置的(de)(de)(de)正(zheng)確選擇和(he)(he)異(yi)(yi)形(xing)模(mo)孔(kong)各部(bu)分工(gong)作帶(dai)大小(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)選擇來達到(dao)。模(mo)子(zi)(zi)上孔(kong)型(xing)的(de)(de)(de)正(zheng)確布置不(bu)僅僅確保(bao)擠壓(ya)(ya)制(zhi)品具有(you)(you)(you)最(zui)小(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)彎曲度，而且也減少了制(zhi)品薄壁部(bu)分擠不(bu)出的(de)(de)(de)可能性(xing)。

在選(xuan)擇擠壓模上(shang)孔(kong)型布置(zhi)時(shi)，要遵循(xun)以(yi)下原則：

  1. 當(dang)型材(cai)具有(you)兩(liang)個對(dui)稱軸時(shi)，其重(zhong)心與模子(zi)的(de)幾何中(zhong)心重(zhong)合。

  2. 當型材具有一個對稱軸且(qie)型材各部(bu)分的厚度彼此(ci)無明(ming)顯差別時(shi)，也使其重心與模子(zi)的幾何中心重合。

  3. 型(xing)材(cai)不(bu)對(dui)稱(cheng)的斷(duan)面和具(ju)有(you)一個對(dui)稱(cheng)軸，但各(ge)部分(fen)厚度(du)有(you)明顯差異的斷(duan)面，其孔型(xing)應布置得使厚的部分(fen)最(zui)大限(xian)度(du)地接(jie)近(jin)模子中心。

  型(xing)材各部(bu)(bu)分流(liu)出速度不(bu)均勻性(xing)的(de)(de)(de)(de)充(chong)分減小，可以采用入口錐和定徑帶(dai)長度的(de)(de)(de)(de)改(gai)變來(lai)達到(dao)。對于(yu)型(xing)材質量較大的(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)分，定徑帶(dai)長度取得較大，使得這部(bu)(bu)分流(liu)出時(shi)的(de)(de)(de)(de)能量損失增(zeng)加，和型(xing)材質量較小部(bu)(bu)分的(de)(de)(de)(de)金屬流(liu)動速度增(zeng)加。最小的(de)(de)(de)(de)定徑帶(dai)寬(kuan)度，由其足夠的(de)(de)(de)(de)耐磨(mo)性(xing)決定，該(gai)耐磨(mo)性(xing)保證了型(xing)材的(de)(de)(de)(de)輪廓尺寸和壁厚的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)；而最大的(de)(de)(de)(de)定徑帶(dai)寬(kuan)度，由不(bu)發生擠壓金屬脫離定徑帶(dai)的(de)(de)(de)(de)條件來(lai)決定。

  擠(ji)壓(ya)模足夠(gou)長的(de)工(gong)作帶(dai)分(fen)成(cheng)兩部分(fen)：其(qi)母線與擠(ji)壓(ya)軸的(de)傾(qing)角(jiao)為3°~6°的(de)錐度部分(fen)和定徑帶(dai)圓柱部分(fen)。