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(bu)銹鋼管擠壓模(mo)最主要的部分是定(ding)徑(jing)帶，其(qi)決定(ding)了金屬流動過程的動力學。
根據金屬在“整個高度上壓縮(suo)不變(bian)”的(de)條件，壓縮(suo)錐的(de)形狀可以用以下等式來描述：
無論是凸面的(de)(de)或者是凹面的(de)(de)擠(ji)壓模的(de)(de)喇叭(ba)口形狀，都可以(yi)用由相應(ying)的(de)(de)點以(yi)求出(chu)的(de)(de)半徑R畫圓弧的(de)(de)方法得(de)到（圖(tu)7-27(f)、圖(tu)7-27(d)、圖(tu)7-27(e)).
根據前(qian)蘇(su)聯中央黑色冶金科學研(yan)究院(yuan)的(de)(de)(de)資料，通過各種試驗的(de)(de)(de)結果證明，采(cai)用(yong)凹面的(de)(de)(de)和凸(tu)面喇叭口(kou)的(de)(de)(de)模(mo)(mo)子(zi)擠壓(ya)(ya)時(shi)，具有(you)(you)以下規律：采(cai)用(yong)凹面喇叭口(kou)的(de)(de)(de)模(mo)(mo)子(zi)擠壓(ya)(ya)時(shi)，在變(bian)形(xing)(xing)區內具有(you)(you)最(zui)(zui)大的(de)(de)(de)液體單(dan)位壓(ya)(ya)力，這對(dui)擠壓(ya)(ya)低(di)塑性材料時(shi)是(shi)很有(you)(you)利的(de)(de)(de)；而當采(cai)用(yong)凸(tu)面喇叭口(kou)的(de)(de)(de)模(mo)(mo)子(zi)擠壓(ya)(ya)時(shi)，變(bian)形(xing)(xing)區內最(zui)(zui)大壓(ya)(ya)應力來自擠壓(ya)(ya)桿方面，制品上的(de)(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)強(qiang)度(du)分布得不均勻，經凸(tu)形(xing)(xing)喇叭口(kou)母線的(de)(de)(de)模(mo)(mo)子(zi)擠壓(ya)(ya)時(shi)比較(jiao)小，從模(mo)(mo)子(zi)壓(ya)(ya)縮區過渡到定徑帶時(shi)，模(mo)(mo)子(zi)承受(shou)的(de)(de)(de)正(zheng)應力較(jiao)低(di)，這對(dui)模(mo)(mo)子(zi)使用(yong)壽命(ming)的(de)(de)(de)提高是(shi)有(you)(you)利的(de)(de)(de)。
按照“最小(xiao)能量定律”實現塑性變形過程的條件下(xia)，得(de)到的擠壓模喇叭(ba)口形狀的方程式(shi)如下(xia)：
S形(xing)喇叭口(kou)擠(ji)壓(ya)模入口(kou)錐(zhui)形(xing)狀的(de)(de)(de)(de)作圖，以連接相應的(de)(de)(de)(de)曲率半徑所畫的(de)(de)(de)(de)圓弧即(ji)可得到。從擠(ji)壓(ya)過程動力學和擠(ji)壓(ya)制品的(de)(de)(de)(de)質量(liang)來(lai)衡量(liang)，S形(xing)擠(ji)壓(ya)模的(de)(de)(de)(de)入口(kou)錐(zhui)形(xing)狀孔型設計是最合適的(de)(de)(de)(de)。其集中了凹形(xing)的(de)(de)(de)(de)和凸形(xing)的(de)(de)(de)(de)喇叭口(kou)模子的(de)(de)(de)(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2αm=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2αm=90°~180°的擠壓模在擠壓難變形材料時應用；而角度2αm>120°的擠壓模在擠壓有足夠塑性的金屬時應用。
法國工(gong)程(cheng)師(shi)賽茹爾內(nei)建(jian)議(yi)(yi)采(cai)用第一個(ge)定(ding)徑(jing)(jing)(jing)孔(kong)直徑(jing)(jing)(jing)比第二(er)個(ge)定(ding)徑(jing)(jing)(jing)孔(kong)直徑(jing)(jing)(jing)大1.5mm的擠壓模。因為(wei)這樣可以將潤滑劑保持在(zai)圓環的槽內(nei)。為(wei)此建(jian)議(yi)(yi)采(cai)用帶有(you)同心(xin)圓槽子的圓錐形(xing)入口的擠壓模。
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2αm=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（2αm=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rm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rm的增大明顯地惡化。當rm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（αm)既影響力的參數，又影響表面質量；第二要素（rm)只影響質量；而第三個要素（ln)對這些參數都表現出中性（圖7-27(a)).
在(zai)有玻璃(li)潤(run)滑(hua)劑擠壓的(de)(de)條(tiao)件(jian)下，過程動(dong)力學(xue)取(qu)決于自(zi)然的(de)(de)喇叭(ba)(ba)口形狀。此喇叭(ba)(ba)口在(zai)潤(run)滑(hua)墊的(de)(de)厚度內(nei)形成自(zi)然喇叭(ba)(ba)口的(de)(de)形狀。除了模子的(de)(de)錐角(jiao)之外(wai)，還與玻璃(li)潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)性質、玻璃(li)墊的(de)(de)厚度及(ji)其(qi)密度有關。
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αm,而是提出的自然喇叭口的角度αBo、αB可以由下式確定：
在擠(ji)壓(ya)型(xing)(xing)(xing)(xing)材時(shi)，模(mo)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)孔型(xing)(xing)(xing)(xing)設計具(ju)有(you)特(te)別重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)意義(yi)，因為沿截面上金屬流(liu)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)大不(bu)(bu)均(jun)勻性(xing)(xing)是型(xing)(xing)(xing)(xing)材模(mo)所固有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點。型(xing)(xing)(xing)(xing)材各(ge)部(bu)分之間(jian)金屬流(liu)動(dong)(dong)速度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)均(jun)勻性(xing)(xing)，使得型(xing)(xing)(xing)(xing)材擠(ji)壓(ya)尺(chi)寸不(bu)(bu)精確，金屬中有(you)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)余應力，出(chu)現(xian)了縱向和橫向的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彎曲(qu)以(yi)及模(mo)子(zi)上高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)局部(bu)磨損。由于(yu)在擠(ji)壓(ya)過程中諸多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)利(li)影響，異形材模(mo)子(zi)孔型(xing)(xing)(xing)(xing)設計時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要任(ren)務就在于(yu)達(da)到(dao)擠(ji)壓(ya)金屬、流(liu)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)小(xiao)不(bu)(bu)均(jun)勻性(xing)(xing)。同時(shi)，孔型(xing)(xing)(xing)(xing)設計當(dang)確保(bao)(bao)擠(ji)壓(ya)型(xing)(xing)(xing)(xing)材的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)線尺(chi)寸和角度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)精確度(du)。流(liu)動(dong)(dong)速度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)均(jun)勻性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)降低(di)，由模(mo)子(zi)平(ping)面上孔型(xing)(xing)(xing)(xing)布置的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)確選擇和異形模(mo)孔各(ge)部(bu)分工作帶大小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)選擇來達(da)到(dao)。模(mo)子(zi)上孔型(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)確布置不(bu)(bu)僅僅確保(bao)(bao)擠(ji)壓(ya)制品具(ju)有(you)最(zui)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彎曲(qu)度(du)，而且也減少了制品薄壁部(bu)分擠(ji)不(bu)(bu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能性(xing)(xing)。
在(zai)選擇(ze)擠壓模(mo)上孔(kong)型布(bu)置時(shi)，要遵循以下原則(ze)：
1. 當型材具有(you)兩(liang)個對稱軸時，其重心(xin)與模(mo)子的幾何中心(xin)重合(he)。
2. 當型材(cai)具有一個對(dui)稱(cheng)軸且(qie)型材(cai)各部分的(de)厚(hou)度彼此無(wu)明顯差(cha)別時(shi)，也(ye)使(shi)其重(zhong)心與模子(zi)的(de)幾何中心重(zhong)合。
3. 型材不對(dui)稱的(de)(de)(de)斷面(mian)和(he)具(ju)有一個對(dui)稱軸，但各部分厚度有明顯差異的(de)(de)(de)斷面(mian)，其孔型應布置(zhi)得使厚的(de)(de)(de)部分最大限度地接近模子中心。
型材各部(bu)分(fen)流出(chu)速度(du)不均(jun)勻性(xing)(xing)的(de)(de)充分(fen)減小(xiao)，可以采用(yong)入口(kou)錐(zhui)和(he)(he)定(ding)(ding)徑(jing)帶長度(du)的(de)(de)改變(bian)來達到(dao)。對(dui)于(yu)型材質量(liang)較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)部(bu)分(fen)，定(ding)(ding)徑(jing)帶長度(du)取(qu)得(de)較(jiao)(jiao)大(da)，使(shi)得(de)這部(bu)分(fen)流出(chu)時的(de)(de)能量(liang)損失增(zeng)加，和(he)(he)型材質量(liang)較(jiao)(jiao)小(xiao)部(bu)分(fen)的(de)(de)金屬流動速度(du)增(zeng)加。最(zui)小(xiao)的(de)(de)定(ding)(ding)徑(jing)帶寬(kuan)度(du)，由(you)其足夠的(de)(de)耐磨性(xing)(xing)決定(ding)(ding)，該耐磨性(xing)(xing)保證了型材的(de)(de)輪廓尺寸和(he)(he)壁厚的(de)(de)穩定(ding)(ding)性(xing)(xing)；而最(zui)大(da)的(de)(de)定(ding)(ding)徑(jing)帶寬(kuan)度(du)，由(you)不發生擠(ji)壓(ya)金屬脫離定(ding)(ding)徑(jing)帶的(de)(de)條件來決定(ding)(ding)。
擠(ji)壓模足夠(gou)長的工作帶分成兩部(bu)分：其母線(xian)與(yu)擠(ji)壓軸的傾角為(wei)3°~6°的錐(zhui)度部(bu)分和定徑帶圓柱部(bu)分。
