浙江至德鋼業有限公司采用立式穿孔機為臥式擠壓機提供空心坯料是不銹鋼管擠壓不同于有色金屬擠壓的一個特點。立式穿孔機有利于穿孔工具與坯料金屬在穿孔中心線上的對中，提高了穿孔后空心坯的同心度，有利于擠壓鋼管壁厚均勻度的提高。而采用液壓傳動的穿孔機工作平穩，沒有沖擊，穿孔速度容易控制，并且結構也比較簡單。因此，近代的鋼管擠壓機組都是采用立式液壓穿孔機提供空心坯料。
與(yu)鋼擠(ji)壓機(ji)(ji)配套的(de)立式穿孔(kong)機(ji)(ji)的(de)能力(li)(li)一(yi)般為所配套擠(ji)壓機(ji)(ji)能力(li)(li)的(de)35%~45%,并(bing)且隨(sui)著(zhu)擠(ji)壓坯料合金化程(cheng)度的(de)提(ti)高，立式穿孔(kong)機(ji)(ji)的(de)能力(li)(li)與(yu)臥式擠(ji)壓機(ji)(ji)的(de)能力(li)(li)的(de)比例(li)有著(zhu)提(ti)高的(de)趨(qu)勢。
如果(guo)立式穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)僅用于擴(kuo)孔(kong)(kong)(kong)工藝，則其能力(li)(li)與擠(ji)壓機(ji)能力(li)(li)的比例可以減小(xiao)到20%~35%,因為擴(kuo)孔(kong)(kong)(kong)工藝時坯料無(wu)鐓粗工序，而穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)工藝中所需(xu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)的最(zui)大壓力(li)(li)是(shi)鐓粗工序。
1. 多穿孔筒的回轉框架(jia)結構
近代立(li)式穿(chuan)孔(kong)機采用帶有2~3個(ge)穿(chuan)孔(kong)筒(tong)的(de)回轉框架(jia)結構，各個(ge)穿(chuan)孔(kong)筒(tong)輪流工作(zuo)，使所(suo)有的(de)輔(fu)助工序都在(zai)穿(chuan)孔(kong)中心線(xian)之(zhi)外(wai)進行(xing)，并且(qie)經常(chang)對穿(chuan)孔(kong)筒(tong)內襯進行(xing)機械清(qing)理和冷卻的(de)工作(zuo)也在(zai)線(xian)外(wai)完(wan)成。
英國Loewy 公司的1200t穿(chuan)孔(kong)機在回轉框架中(zhong)裝有2個穿(chuan)孔(kong)筒(tong)，每個穿(chuan)孔(kong)筒(tong)布置4個工位(wei)，分別為：a. 卸去空心坯和剪切(qie)環；b. 預鐓粗和穿(chuan)孔(kong)；c. 從穿(chuan)孔(kong)筒(tong)中(zhong)推(tui)出(chu)空心坯；d.穿(chuan)孔(kong)筒(tong)內(nei)襯和剪切(qie)環清理、冷卻。
這種(zhong)結構允許方便地布置所有的(de)輔(fu)助機械，縮短了穿孔機的(de)工作周期。
日本神戶制(zhi)鋼的23MN(2300t)穿(chuan)孔(kong)機帶(dai)有3個(ge)穿(chuan)孔(kong)筒(tong)的回轉框架結(jie)構，每個(ge)穿(chuan)孔(kong)筒(tong)布置了4個(ge)工位，即(ji)裝料(liao)一鐓(dui)粗(cu)一穿(chuan)孔(kong)一取出空心(xin)坯及穿(chuan)孔(kong)筒(tong)內襯的清理和冷卻(que)。
穿孔(kong)(kong)筒的工位從(cong)4個減少到(dao)3個，穿孔(kong)(kong)機的工作周期由30s增加到(dao)40秒(miao)。
2. 寬底座預應(ying)力張立(li)柱固定螺帽的剛性(xing)框架(jia)結構
雙移動(dong)(dong)橫(heng)梁在導(dao)向(xiang)裝置上移動(dong)(dong)；采(cai)用穿孔針和(he)穿孔桿的套(tao)筒式連接系統；采(cai)用流動(dong)(dong)水冷卻，以防(fang)止(zhi)橫(heng)梁在熱膨(peng)脹時產(chan)生的翹曲；采(cai)用預(yu)應力張立柱固定螺帽(mao)，提(ti)高封閉式框(kuang)架結(jie)構的剛性，提(ti)高穿孔過(guo)程(cheng)中(zhong)穿孔中(zhong)心線的同心度。
當(dang)坯料鐓粗(cu)時，兩個(ge)移動(dong)橫梁(liang)同步移動(dong)；穿孔開始前兩個(ge)動(dong)梁(liang)分(fen)開并反向移動(dong)；移動(dong)橫梁(liang)的連接(jie)用機械(xie)方法來實現。
3. 多(duo)壓力缸結構
立(li)式穿孔(kong)機(ji)的(de)(de)主缸(gang)(gang)，采用多缸(gang)(gang)結(jie)構，以(yi)實現鐓粗(cu)、穿孔(kong)或擴(kuo)孔(kong)時(shi)，以(yi)各個壓(ya)力缸(gang)(gang)的(de)(de)組合選(xuan)擇來滿足不同等級(ji)壓(ya)力的(de)(de)需求，并且將(jiang)主缸(gang)(gang)布置(zhi)在下面，以(yi)縮小穿孔(kong)機(ji)的(de)(de)總高度。
4. 液(ye)壓鎖(suo)緊穿孔(kong)筒及鐓粗(cu)穿孔(kong)桿(gan)的固定(ding)
采(cai)用專門的(de)鎖緊(jin)機構，以實現自(zi)動而快速地(di)安裝新穿孔(kong)筒和穿孔(kong)鐓粗桿，并(bing)在空心坯(pi)的(de)卸(xie)料位置(zhi)，借助于推坯(pi)料機進行穿孔(kong)筒的(de)更換。使更換穿孔(kong)筒的(de)時間(jian)縮短到10~20min。
5. 安裝穿孔頭(tou)或擴孔頭(tou)的專(zhuan)門裝置
安裝(zhuang)穿(chuan)孔(kong)(kong)頭或(huo)擴孔(kong)(kong)頭的裝(zhuang)置(zhi)與穿(chuan)孔(kong)(kong)筒回轉框架連鎖，并(bing)且由儲存器經冷卻和(he)檢查后提(ti)供穿(chuan)孔(kong)(kong)頭或(huo)擴孔(kong)(kong)頭。
在穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)過程中，下(xia)(xia)(xia)支承桿封閉剪(jian)切環(huan)的(de)(de)孔(kong)(kong)(kong)(kong)，在穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)(yu)料達(da)到規定(ding)的(de)(de)厚(hou)度時(shi)，下(xia)(xia)(xia)支承桿在上(shang)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)橫梁(liang)的(de)(de)作用(yong)(yong)下(xia)(xia)(xia)，下(xia)(xia)(xia)降并切斷穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)(yu)料。穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)針(zhen)回程，穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)針(zhen)頭(tou)和(he)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)(yu)料留在下(xia)(xia)(xia)面。對(dui)于雙穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)筒(tong)的(de)(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機，穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)筒(tong)不在穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)中心線上(shang)時(shi)，可(ke)用(yong)(yong)專門的(de)(de)機械取(qu)出(chu)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)頭(tou)和(he)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)(yu)料，而對(dui)于三穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)筒(tong)的(de)(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機，則采用(yong)(yong)回轉的(de)(de)卷筒(tong)將穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)頭(tou)、穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)(yu)料和(he)剪(jian)切環(huan)一(yi)起取(qu)出(chu)。
6. 安(an)裝新(xin)剪切環的裝置
通過不同工位的卷(juan)筒，取走穿(chuan)孔頭，穿(chuan)孔余料(liao)和剪切環。
對于雙穿孔(kong)筒的(de)穿孔(kong)機(ji)，采用專門的(de)機(ji)械裝置將(jiang)剪切(qie)環(huan)和坯料一起裝進穿孔(kong)筒。
穿孔(kong)后，用機械手從(cong)穿孔(kong)筒中取出的(de)剪(jian)切(qie)環在第3個工(gong)位進行剪(jian)切(qie)環的(de)清理。
7. 將(jiang)坯料由(you)水平位置(zhi)(zhi)改變成垂直位置(zhi)(zhi)并(bing)裝進穿孔筒(tong)中的(de)機械裝置(zhi)(zhi)
為了從穿孔(kong)筒中取出穿孔(kong)空心坯，安裝有專門的液壓(ya)推出裝置(zhi)，其能力(li)約為穿孔(kong)機(ji)主缸(gang)能力(li)的1/3.
8. 穿孔筒的清理和冷(leng)卻裝置(zhi)
采用(yong)旋轉的金屬絲刷子(zi)，并在(zai)其中安裝有固定的水噴(pen)霧器裝置。
9. 穿孔(kong)筒(tong)內襯的預熱器
穿孔前(qian)，穿孔筒的(de)(de)預(yu)熱采用附加內熱式的(de)(de)感(gan)應(ying)加熱器，對于擠壓筒的(de)(de)過盈裝配和保持(chi)裝配后(hou)的(de)(de)預(yu)應(ying)力是必要的(de)(de)。
10. 穿(chuan)孔(kong)針和敏粗桿的套筒(tong)式連接機構
為了提(ti)高穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)空(kong)心(xin)坯(pi)(pi)的(de)(de)壁厚精(jing)度(du)，在現代穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機上(shang)采(cai)用(yong)鐓粗桿和(he)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)針運動的(de)(de)套管系(xi)統。坯(pi)(pi)料鐓粗后，鐓粗桿并(bing)不返回(hui)，而是繼續保持和(he)其(qi)接觸。這樣可(ke)以讓穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)針精(jing)確地對準(zhun)坯(pi)(pi)料中心(xin)，并(bing)減小其(qi)自由長度(du)。以用(yong)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)鐓粗桿頭和(he)專門的(de)(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒內襯套形(xing)成補充的(de)(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)定(ding)心(xin)。
11. 穿(chuan)孔機主輔設備的自動化
A. 穿孔機的程序(xu)控制
穿孔機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)子控制(zhi)是(shi)自(zi)由可(ke)編程序的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)控制(zhi)，其還附帶一種(zhong)(zhong)操(cao)作控制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)程序。這種(zhong)(zhong)電(dian)(dian)子控制(zhi)是(shi)新技術，可(ke)有(you)(you)(you)以(yi)下幾種(zhong)(zhong)操(cao)作方(fang)法：a. 帶有(you)(you)(you)連鎖(suo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)更換(huan)工具的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)作開(kai)關(guan)(guan)以(yi)及調節穿孔機(ji)空運(yun)轉的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)作開(kai)關(guan)(guan)均(jun)不用按(an)鈕結構；b. 穿孔機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主生產(chan)開(kai)關(guan)(guan)及所有(you)(you)(you)各(ge)種(zhong)(zhong)必要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)連鎖(suo)裝置和所有(you)(you)(you)各(ge)種(zhong)(zhong)輔助裝置的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)手動(dong)開(kai)關(guan)(guan)；c. 部分自(zi)動(dong)化(hua)電(dian)(dian)路(lu)，其中有(you)(you)(you)單個(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)動(dong)匯集站，余下部分可(ke)用手動(dong)控制(zhi)進(jin)行；d. 整個(ge)設(she)備用自(zi)動(dong)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)程序塊實現整個(ge)生產(chan)過程的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)動(dong)化(hua)；e. 從控制(zhi)室的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主控制(zhi)臺上接通并監控設(she)備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)所有(you)(you)(you)各(ge)個(ge)部分。
B. 使用工業機(ji)器人(ren)
要阻止工業(ye)機器人用(yong)于(yu)熱穿（擴）孔生(sheng)產是困(kun)難的(de)(de)，特別是用(yong)于(yu)高(gao)溫(wen)（其溫(wen)度往(wang)往(wang)高(gao)達1200℃)和沉重(zhong)的(de)(de)工件（其曲軸的(de)(de)重(zhong)量高(gao)達250kg)以及在多塵埃的(de)(de)環(huan)境中的(de)(de)繁重(zhong)作(zuo)業(ye)。
要求在這種不(bu)利的生(sheng)產條件(jian)下，機器人動(dong)作的準(zhun)(zhun)確(que)性(xing)也不(bu)能遭到破(po)壞。特別是當(dang)穿（擴）孔機裝料時，對尺(chi)寸和(he)位置的準(zhun)(zhun)確(que)性(xing)和(he)穩定性(xing)均有很高的要求，因為(wei)在很多情(qing)況下尺(chi)寸和(he)位置的準(zhun)(zhun)確(que)性(xing)往往只能偏差(cha)幾毫米。
機(ji)(ji)(ji)器人(ren)影(ying)響經(jing)濟效益的(de)(de)(de)重大因素是它的(de)(de)(de)靈活(huo)性。這(zhe)(zhe)種(zhong)設備的(de)(de)(de)“程(cheng)(cheng)序(xu)”，即操作(zuo)的(de)(de)(de)有(you)效距離，運動過(guo)程(cheng)(cheng)和工(gong)作(zuo)節奏(zou)必須能以簡單的(de)(de)(de)方式加(jia)以調整和變化，使(shi)這(zhe)(zhe)種(zhong)機(ji)(ji)(ji)器人(ren)除完成(cheng)預先規定的(de)(de)(de)任(ren)務(wu)外(wai)，還可(ke)(ke)令(ling)其做(zuo)其他工(gong)作(zuo)。這(zhe)(zhe)就要求機(ji)(ji)(ji)器人(ren)不僅具有(you)干預機(ji)(ji)(ji)器人(ren)的(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)能的(de)(de)(de)自由(you)可(ke)(ke)編程(cheng)(cheng)序(xu)，而且還要使(shi)任(ren)何一個沒有(you)這(zhe)(zhe)種(zhong)高度發展的(de)(de)(de)專門知識的(de)(de)(de)人(ren)都能使(shi)用這(zhe)(zhe)種(zhong)機(ji)(ji)(ji)器人(ren)。這(zhe)(zhe)種(zhong)所要求的(de)(de)(de)自由(you)可(ke)(ke)編程(cheng)(cheng)序(xu)即是“Teach-in-方法的(de)(de)(de)自由(you)可(ke)(ke)編程(cheng)(cheng)序(xu)”。
Loewy(英國）12MN(1200t)立式穿（擴(kuo)）孔(kong)機和神戶制鋼（日本(ben)）23MN(2300t)立式穿（擴）孔機的技術特性(xing)見表8-28.
