不銹鋼管擠壓模的孔型設(shè)計(jì)包括壓縮區(qū)AB段的形狀設(shè)計(jì)（圖7-27),過(guò)渡半徑的選擇，定徑帶長(zhǎng)度ln的確定（圖7-27(a)).壓縮區(qū)的形狀按照作圖的法則確定。同時(shí)，還要從模孔中的速度、應(yīng)力、變形或其他參數(shù)的分布情況出發(fā)，得到具有凹面的、凸面的、S形或其他形狀的壓縮區(qū)形狀的不銹鋼管擠壓模（圖7-27).

  不銹鋼管擠壓模最主要的部分是定徑帶，其決定了金屬流動(dòng)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)。

  根據(jù)金屬在“整個(gè)高度上壓縮不變”的條件，壓縮錐的形狀可以用以下等式來(lái)描述：

   無(wú)論是凸面的或者是凹面的擠壓模的喇叭口形狀，都可以用由相應(yīng)的點(diǎn)以求出的半徑R畫圓弧的方法得到（圖7-27(f)、圖7-27(d)、圖7-27(e)).

  根據(jù)前蘇聯(lián)中央黑色冶金科學(xué)研究院的資料，通過(guò)各種試驗(yàn)的結(jié)果證明，采用凹面的和凸面喇叭口的模子擠壓時(shí)，具有以下規(guī)律：采用凹面喇叭口的模子擠壓時(shí)，在變形區(qū)內(nèi)具有最大的液體單位壓力，這對(duì)擠壓低塑性材料時(shí)是很有利的；而當(dāng)采用凸面喇叭口的模子擠壓時(shí)，變形區(qū)內(nèi)最大壓應(yīng)力來(lái)自擠壓桿方面，制品上的變形強(qiáng)度分布得不均勻，經(jīng)凸形喇叭口母線的模子擠壓時(shí)比較小，從模子壓縮區(qū)過(guò)渡到定徑帶時(shí)，模子承受的正應(yīng)力較低，這對(duì)模子使用壽命的提高是有利的。

 按照“最小能量定律”實(shí)現(xiàn)塑性變形過(guò)程的條件下，得到的擠壓模喇叭口形狀的方程式如下：

  S形喇叭口擠壓模入口錐形狀的作圖，以連接相應(yīng)的曲率半徑所畫的圓弧即可得到。從擠壓過(guò)程動(dòng)力學(xué)和擠壓制品的質(zhì)量來(lái)衡量，S形擠壓模的入口錐形狀孔型設(shè)計(jì)是最合適的。其集中了凹形的和凸形的喇叭口模子的優(yōu)點(diǎn)。

  玻璃或者類似的材料制作的潤(rùn)滑墊的應(yīng)用，對(duì)模孔的孔型設(shè)計(jì)提出了自己的要求。要求主要包括在壓縮區(qū)變形輪廓的研究和選擇上，看其是否能夠保持得住變形區(qū)內(nèi)的潤(rùn)滑劑，確保在整個(gè)擠壓周期中形成連續(xù)的潤(rùn)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(shí)際生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用（圖7-27(a)~圖7-27(c)).在采用玻璃潤(rùn)滑劑的擠壓過(guò)程中，具有角度2α_m=90°~180°的擠壓模在擠壓難變形材料時(shí)應(yīng)用；而角度2α_m>120°的擠壓模在擠壓有足夠塑性的金屬時(shí)應(yīng)用。

  法國(guó)工程師賽茹爾內(nèi)建議采用第一個(gè)定徑孔直徑比第二個(gè)定徑孔直徑大1.5mm的擠壓模。因?yàn)檫@樣可以將潤(rùn)滑劑保持在圓環(huán)的槽內(nèi)。為此建議采用帶有同心圓槽子的圓錐形入口的擠壓模。

  由于使用平面模時(shí)可能會(huì)形成金屬的環(huán)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(xué)研究院在擠壓不銹鋼、鎳基高溫合金和難熔金屬試樣時(shí)，所進(jìn)行的具有圓錐孔型的擠壓模的試驗(yàn)中可以確定：最小的擠壓力是發(fā)生在采用角度2αm=90°~120°的模子的情況下，模子的角度在這個(gè)范圍內(nèi)無(wú)論是向小還向大的方面變化，都會(huì)使擠壓力平均增加10%~15%.同時(shí)，擠壓初始的峰值負(fù)荷也更高。在小角度的條件下，會(huì)引起坯料前端更加變冷，而在較大的角度（2α_m=180°)時(shí)將引起擠壓開始階段的不利的動(dòng)力學(xué)條件。隨著角度2αm從60°增大到180°,表面質(zhì)量有所改善，這與潤(rùn)滑膜厚度的減小有關(guān)。

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

  對(duì)擠壓模定徑帶的寬度大小的研究表明，此參數(shù)無(wú)論是對(duì)過(guò)程的力學(xué)性能參數(shù)還是對(duì)制品的表面質(zhì)量都沒(méi)有明顯的影響。因此在孔型設(shè)計(jì)的三個(gè)基本要素中，第一個(gè)要素（α_m)既影響力的參數(shù)，又影響表面質(zhì)量；第二要素（r_m)只影響質(zhì)量；而第三個(gè)要素（l_n)對(duì)這些參數(shù)都表現(xiàn)出中性（圖7-27(a)).

在有玻璃潤(rùn)滑劑擠壓的條件下，過(guò)程動(dòng)力學(xué)取決于自然的喇叭口形狀。此喇叭口在潤(rùn)滑墊的厚度內(nèi)形成自然喇叭口的形狀。除了模子的錐角之外，還與玻璃潤(rùn)滑劑的性質(zhì)、玻璃墊的厚度及其密度有關(guān)。

為了更加準(zhǔn)確地分析金屬的流動(dòng)情況，必須采用的不是設(shè)計(jì)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：

 在擠壓型材時(shí)，模子的孔型設(shè)計(jì)具有特別重要的意義，因?yàn)檠亟孛嫔辖饘倭鲃?dòng)的最大不均勻性是型材模所固有的特點(diǎn)。型材各部分之間金屬流動(dòng)速度的不均勻性，使得型材擠壓尺寸不精確，金屬中有高的殘余應(yīng)力，出現(xiàn)了縱向和橫向的彎曲以及模子上高的局部磨損。由于在擠壓過(guò)程中諸多的不利影響，異形材模子孔型設(shè)計(jì)時(shí)的主要任務(wù)就在于達(dá)到擠壓金屬、流動(dòng)的最小不均勻性。同時(shí)，孔型設(shè)計(jì)當(dāng)確保擠壓型材的線尺寸和角度的精確度。流動(dòng)速度的不均勻性的降低，由模子平面上孔型布置的正確選擇和異形模孔各部分工作帶大小的選擇來(lái)達(dá)到。模子上孔型的正確布置不僅僅確保擠壓制品具有最小的彎曲度，而且也減少了制品薄壁部分?jǐn)D不出的可能性。

在選擇擠壓模上孔型布置時(shí)，要遵循以下原則：

  1. 當(dāng)型材具有兩個(gè)對(duì)稱軸時(shí)，其重心與模子的幾何中心重合。

  2. 當(dāng)型材具有一個(gè)對(duì)稱軸且型材各部分的厚度彼此無(wú)明顯差別時(shí)，也使其重心與模子的幾何中心重合。

  3. 型材不對(duì)稱的斷面和具有一個(gè)對(duì)稱軸，但各部分厚度有明顯差異的斷面，其孔型應(yīng)布置得使厚的部分最大限度地接近模子中心。

  型材各部分流出速度不均勻性的充分減小，可以采用入口錐和定徑帶長(zhǎng)度的改變來(lái)達(dá)到。對(duì)于型材質(zhì)量較大的部分，定徑帶長(zhǎng)度取得較大，使得這部分流出時(shí)的能量損失增加，和型材質(zhì)量較小部分的金屬流動(dòng)速度增加。最小的定徑帶寬度，由其足夠的耐磨性決定，該耐磨性保證了型材的輪廓尺寸和壁厚的穩(wěn)定性；而最大的定徑帶寬度，由不發(fā)生擠壓金屬脫離定徑帶的條件來(lái)決定。

  擠壓模足夠長(zhǎng)的工作帶分成兩部分：其母線與擠壓軸的傾角為3°~6°的錐度部分和定徑帶圓柱部分。