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).

  不銹(xiu)鋼管擠壓模最主要的部分是定(ding)徑帶(dai)，其(qi)決定(ding)了金屬(shu)流動過(guo)程的動力(li)學(xue)。

  根(gen)據金(jin)屬在“整個高度上壓(ya)縮不(bu)變”的條件，壓(ya)縮錐(zhui)的形狀可(ke)以用(yong)以下等式來描述：

   無論是凸面(mian)的或(huo)者是凹面(mian)的擠(ji)壓模的喇叭口形狀(zhuang)，都可以用由相應(ying)的點以求(qiu)出的半徑R畫圓弧的方法得到(dao)（圖7-27(f)、圖7-27(d)、圖7-27(e)).

  根(gen)據前蘇聯中央黑色(se)冶金科學研(yan)究(jiu)院的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)資料，通過各種試(shi)驗的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果證明(ming)，采用(yong)凹面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)和凸(tu)(tu)面(mian)(mian)喇叭口(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)子(zi)擠壓(ya)(ya)(ya)時(shi)，具有(you)以下規律：采用(yong)凹面(mian)(mian)喇叭口(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)子(zi)擠壓(ya)(ya)(ya)時(shi)，在(zai)變(bian)形(xing)(xing)區(qu)內具有(you)最大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液體單位壓(ya)(ya)(ya)力(li)，這(zhe)對擠壓(ya)(ya)(ya)低(di)塑性材料時(shi)是很有(you)利(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)；而(er)當采用(yong)凸(tu)(tu)面(mian)(mian)喇叭口(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)子(zi)擠壓(ya)(ya)(ya)時(shi)，變(bian)形(xing)(xing)區(qu)內最大(da)壓(ya)(ya)(ya)應力(li)來(lai)自擠壓(ya)(ya)(ya)桿方(fang)面(mian)(mian)，制品上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)強度分布得(de)不均勻，經(jing)凸(tu)(tu)形(xing)(xing)喇叭口(kou)母線的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)子(zi)擠壓(ya)(ya)(ya)時(shi)比(bi)較(jiao)小(xiao)，從模(mo)(mo)子(zi)壓(ya)(ya)(ya)縮區(qu)過渡到(dao)定徑帶時(shi)，模(mo)(mo)子(zi)承受(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)正應力(li)較(jiao)低(di)，這(zhe)對模(mo)(mo)子(zi)使用(yong)壽命(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高是有(you)利(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。

 按照“最小能量定(ding)律”實(shi)現塑性(xing)變形過程(cheng)的(de)(de)條件(jian)下(xia)，得到的(de)(de)擠壓模喇叭口形狀的(de)(de)方程(cheng)式如下(xia)：

  S形喇叭口(kou)擠(ji)壓模入口(kou)錐(zhui)形狀(zhuang)的(de)作圖(tu)，以連(lian)接相應的(de)曲率半徑所(suo)畫的(de)圓弧即可得到。從擠(ji)壓過(guo)程動力學(xue)和擠(ji)壓制品的(de)質量來衡量，S形擠(ji)壓模的(de)入口(kou)錐(zhui)形狀(zhuang)孔型設計(ji)是最合(he)適的(de)。其集(ji)中(zhong)了凹(ao)形的(de)和凸形的(de)喇叭口(kou)模子的(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。

  法國工程(cheng)師賽茹爾內(nei)建(jian)議(yi)采(cai)用(yong)第一個定(ding)徑(jing)孔直徑(jing)比第二個定(ding)徑(jing)孔直徑(jing)大1.5mm的(de)擠(ji)壓模。因為這(zhe)樣(yang)可以(yi)將潤滑劑保持在(zai)圓環的(de)槽內(nei)。為此建(jian)議(yi)采(cai)用(yong)帶有(you)同心(xin)圓槽子的(de)圓錐形入口的(de)擠(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)).

在有玻璃(li)潤(run)滑(hua)劑擠壓的(de)條件下，過程(cheng)動力學取決于自(zi)(zi)然(ran)的(de)喇叭(ba)口形狀。此(ci)喇叭(ba)口在潤(run)滑(hua)墊的(de)厚(hou)度(du)內形成自(zi)(zi)然(ran)喇叭(ba)口的(de)形狀。除了模(mo)子的(de)錐(zhui)角之外(wai)，還與玻璃(li)潤(run)滑(hua)劑的(de)性(xing)質、玻璃(li)墊的(de)厚(hou)度(du)及其密度(du)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(zai)(zai)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)型(xing)(xing)材(cai)時，模子的(de)(de)(de)孔(kong)型(xing)(xing)設計具有(you)特(te)別重(zhong)要的(de)(de)(de)意義，因為(wei)沿(yan)截(jie)面(mian)上(shang)金屬流(liu)(liu)動(dong)的(de)(de)(de)最大不(bu)(bu)均勻(yun)(yun)性(xing)是(shi)型(xing)(xing)材(cai)模所固有(you)的(de)(de)(de)特(te)點。型(xing)(xing)材(cai)各部(bu)分之間金屬流(liu)(liu)動(dong)速度(du)(du)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)均勻(yun)(yun)性(xing)，使得型(xing)(xing)材(cai)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)尺(chi)寸不(bu)(bu)精確(que)(que)，金屬中有(you)高(gao)的(de)(de)(de)殘余應力，出(chu)現了縱向和橫向的(de)(de)(de)彎曲以及模子上(shang)高(gao)的(de)(de)(de)局(ju)部(bu)磨損。由于在(zai)(zai)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)過程中諸多的(de)(de)(de)不(bu)(bu)利影(ying)響，異形材(cai)模子孔(kong)型(xing)(xing)設計時的(de)(de)(de)主要任務就在(zai)(zai)于達到(dao)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)金屬、流(liu)(liu)動(dong)的(de)(de)(de)最小不(bu)(bu)均勻(yun)(yun)性(xing)。同(tong)時，孔(kong)型(xing)(xing)設計當確(que)(que)保擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)型(xing)(xing)材(cai)的(de)(de)(de)線尺(chi)寸和角(jiao)度(du)(du)的(de)(de)(de)精確(que)(que)度(du)(du)。流(liu)(liu)動(dong)速度(du)(du)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)均勻(yun)(yun)性(xing)的(de)(de)(de)降低，由模子平面(mian)上(shang)孔(kong)型(xing)(xing)布置的(de)(de)(de)正(zheng)確(que)(que)選擇和異形模孔(kong)各部(bu)分工作帶大小的(de)(de)(de)選擇來達到(dao)。模子上(shang)孔(kong)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)正(zheng)確(que)(que)布置不(bu)(bu)僅僅確(que)(que)保擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)制(zhi)品(pin)具有(you)最小的(de)(de)(de)彎曲度(du)(du)，而且也減少了制(zhi)品(pin)薄壁部(bu)分擠(ji)(ji)(ji)(ji)不(bu)(bu)出(chu)的(de)(de)(de)可能性(xing)。

在選擇擠(ji)壓模上孔(kong)型布置時，要(yao)遵循以下原則(ze)：

  1. 當型材具有兩個對稱軸(zhou)時，其重(zhong)心與模子的幾何(he)中心重(zhong)合。

  2. 當型材具有一個對稱軸且(qie)型材各部分的厚度彼此(ci)無明顯(xian)差別時，也使其重心與模(mo)子的幾何中心重合。

  3. 型(xing)(xing)材不(bu)對(dui)稱(cheng)的(de)斷面和具有(you)一個對(dui)稱(cheng)軸，但(dan)各部分厚(hou)度有(you)明顯(xian)差異的(de)斷面，其孔型(xing)(xing)應布置得使厚(hou)的(de)部分最大限度地接近模子中心。

  型(xing)材各(ge)部(bu)分流出(chu)速(su)(su)度(du)(du)不均勻(yun)性的(de)充分減小，可以(yi)采用(yong)入(ru)口(kou)錐和定(ding)(ding)徑(jing)帶(dai)(dai)長度(du)(du)的(de)改變來達到。對于型(xing)材質(zhi)量較(jiao)大的(de)部(bu)分，定(ding)(ding)徑(jing)帶(dai)(dai)長度(du)(du)取得較(jiao)大，使得這部(bu)分流出(chu)時的(de)能量損失增加，和型(xing)材質(zhi)量較(jiao)小部(bu)分的(de)金(jin)屬(shu)流動速(su)(su)度(du)(du)增加。最小的(de)定(ding)(ding)徑(jing)帶(dai)(dai)寬度(du)(du)，由其足夠的(de)耐磨性決(jue)定(ding)(ding)，該耐磨性保證了型(xing)材的(de)輪(lun)廓(kuo)尺寸和壁厚的(de)穩定(ding)(ding)性；而最大的(de)定(ding)(ding)徑(jing)帶(dai)(dai)寬度(du)(du)，由不發生擠壓金(jin)屬(shu)脫離定(ding)(ding)徑(jing)帶(dai)(dai)的(de)條件(jian)來決(jue)定(ding)(ding)。

  擠(ji)壓模(mo)足夠(gou)長的工作帶分成兩部分：其母線與擠(ji)壓軸的傾角為3°~6°的錐度部分和定(ding)徑帶圓柱部分。