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?？字械乃俣?、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(huà)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(huà)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(lèi)似的材料制作的潤(rùn)滑墊的應(yīng)用，對(duì)?？椎目仔驮O(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?；蚓哂腥肟阱F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(kāi)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?？赘鞑糠止ぷ鲙Т笮〉倪x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(chēng)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(chēng)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(chēng)的斷面和具有一個(gè)對(duì)稱(chēng)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。