不銹鋼管多孔模用來擠壓棒材和簡單斷面或復雜斷面的型材,有時亦用來擠壓不銹鋼管材和中空型材。多孔模一般為平模,α=90°,對于小斷面棒材擠壓時孔數是很多的。當擠壓的線材不進行繞卷(在卷筒上)時,模孔可以多達30個以上,一般直徑在10~12mm到35~40mm.采用多孔模擠壓實心斷面的不對稱型材時,有時采用各種形狀不對稱型材的組合或不對稱型材和圓形棒材的組合多孔模。
多孔模孔數的確定:計算延伸系數,確定模孔數,校驗擠壓力。擠壓棒材或型材時,不進行繞卷,允許的最大延伸系數不超過40~50.因為延伸系數大,出料槽就長。在定孔數時,模子的結構強度是主要的考慮因素。擠壓圓棒時,孔數可有2、3、4、5、6或8個。模孔要配置在同一個圓周上。擠壓型材時,孔數一般不多于4個。有一個確定孔數的簡單方法,即用延伸系數除盡40,所得為多孔模的孔數。當模孔在8個以上時,孔就分布在2個甚至3個同心的圓周上。
有時,將模子作成,模孔中心配裝1個孔,其余的孔配置在圓周上,這時,金屬從圓周上的孔和中心孔流出速度是不一致的。圖7-39所示為5孔模擠壓時的情況,4個孔在圓周上,1個孔在中心。當外周孔和中心孔距為15mm時,則中心棒材短(圖7-39(a));當孔距為20mm時,中心棒材較長(圖7-39(b)).
不同棒材的流出速度,由擠壓時供給每一個孔眼的金屬體積所決定。由外圍的孔流出的速度是一樣的。隨著外圍孔與中心孔間距的增加,供給中心孔的金屬體積增加,從而得到較長的棒材。
在確定模孔數之后,還應正確地在與被擠壓坯料相接觸的工作面積上裝置模孔。金屬流出速度取決于孔的配置位置。同時,擠壓不對稱型材時,由同一個孔流出的、具有不同截面積的型材各個部分,也存在著頗大的速度差。圖7-40所示為由不正確的模孔擠出的扭曲的型材。
金屬流出速度不均是由于任何一部分型材屬于其每一個體積單位的單位表面不均,或更確切地說是各部分周長與其斷面積之比不均的原因。此外,型材薄的部分比厚的部分易被冷卻,使其變形抗力增加,從而使其薄的部分流出速度比厚的部分小,但薄的部分延伸系數大得多。因此,變冷的影響比不同的延伸系數所引起的影響要小。
如復雜型材各部分之間的每一部分的擠壓模徑帶表面與該部分型材截面積之比相等,則金屬的流出速度將相當均勻。例如有一種電工用復雜型材,薄壁部分的截面積小于F1,厚壁部分的截面積為F2、S1和S2為型材相應部分的周長,而L1和L2為型材相應部分在模子上的定徑帶寬度,已知第一部分型材在模子上的定徑帶寬度,按下式可以確定第二部分定徑帶的寬度:
有時,為了對型材的厚壁部分進行制動,除增加定徑帶寬度之外,在模子金屬入口的正面,建立制動角或鉆一些孔穴,以使金屬流動平緩。
擠壓模的入口部分做成不同的圓弧半徑,也可達到調整金屬流出均勻、使各部分型材流出速度一致的效果。
在型材厚的斷面部分做成較大的圓弧半徑,而薄的部分做成較小的圓弧半徑。設計時,還應使具有較大變形抗力的型材部分配置在模子的中部。擠壓中空斷面及復雜輪廓的型材時,各部分的流出速度也很不均勻,不僅導致型材擠壓后的彎曲,而且還會引起擠壓型材的扭曲、破裂和充不滿的危險。
如果能創造以下幾方面的條件,可使型材各部分的流出速度趨于平穩:1. 型材在模子上配置得使各部分的金屬供給幾乎是均勻的或各部分延伸系數趨于一致;2. 采用必要的工藝孔(或稱輔助孔);3. 采用2個或3個孔的模子;4. 各部分采用不同的定徑帶寬度或必要時采用制動角、摩擦角或摩擦面。
設計中空斷面型材的實踐表明,擠壓模上采用工藝孔是可能的。實踐中曾用過具有不同直徑的2個和3個工藝孔的擠壓模,結果是穿孔芯棒的偏差(偏移量)是兩個作用相反數值的函數--工藝孔的棒材的周長和其斷面積為: