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。
與鋼擠(ji)壓機(ji)(ji)配套的(de)(de)立式穿孔機(ji)(ji)的(de)(de)能(neng)力(li)一(yi)般為(wei)所配套擠(ji)壓機(ji)(ji)能(neng)力(li)的(de)(de)35%~45%,并且隨著擠(ji)壓坯(pi)料(liao)合金(jin)化(hua)程(cheng)度的(de)(de)提(ti)高，立式穿孔機(ji)(ji)的(de)(de)能(neng)力(li)與臥式擠(ji)壓機(ji)(ji)的(de)(de)能(neng)力(li)的(de)(de)比例有著提(ti)高的(de)(de)趨勢(shi)。
如(ru)果立式穿孔機(ji)僅(jin)用于擴孔工藝，則其能(neng)力(li)與擠壓機(ji)能(neng)力(li)的比例可以減小(xiao)到20%~35%,因為擴孔工藝時坯料無鐓(dui)(dui)粗工序(xu)，而穿孔工藝中所需(xu)穿孔機(ji)的最大壓力(li)是鐓(dui)(dui)粗工序(xu)。
1. 多穿孔筒的回轉(zhuan)框架(jia)結(jie)構
近代立式穿(chuan)孔(kong)機(ji)采用(yong)帶有2~3個穿(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)的回轉框架(jia)結構(gou)，各個穿(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)輪(lun)流(liu)工作，使所有的輔助工序都在(zai)穿(chuan)孔(kong)中心線(xian)之外進行，并(bing)且經(jing)常(chang)對穿(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)內襯(chen)進行機(ji)械清理和冷卻的工作也在(zai)線(xian)外完成。
英(ying)國Loewy 公司的1200t穿(chuan)孔機(ji)在回轉框(kuang)架中(zhong)裝有(you)2個(ge)穿(chuan)孔筒，每個(ge)穿(chuan)孔筒布置4個(ge)工位(wei)，分別為(wei)：a. 卸去(qu)空心坯和(he)剪(jian)切(qie)環；b. 預鐓(dui)粗和(he)穿(chuan)孔；c. 從穿(chuan)孔筒中(zhong)推出空心坯；d.穿(chuan)孔筒內襯和(he)剪(jian)切(qie)環清(qing)理、冷卻。
這種(zhong)結(jie)構允許方(fang)便(bian)地布置所有的輔助機(ji)械，縮短了穿孔(kong)機(ji)的工作周(zhou)期。
日本神(shen)戶制(zhi)鋼的(de)23MN(2300t)穿(chuan)(chuan)孔機帶有3個(ge)(ge)穿(chuan)(chuan)孔筒的(de)回轉框(kuang)架結構，每個(ge)(ge)穿(chuan)(chuan)孔筒布(bu)置(zhi)了4個(ge)(ge)工(gong)位，即裝(zhuang)料一鐓粗一穿(chuan)(chuan)孔一取出空心坯及穿(chuan)(chuan)孔筒內(nei)襯(chen)的(de)清理和冷卻(que)。
穿孔筒的工位從4個減少到(dao)3個，穿孔機的工作(zuo)周期(qi)由30s增加到(dao)40秒。
2. 寬底座預應力張立柱固(gu)定螺帽的(de)剛性框架結構
雙移(yi)動橫梁(liang)在導(dao)向裝置上移(yi)動；采(cai)用(yong)穿孔(kong)針(zhen)和穿孔(kong)桿的(de)套筒式(shi)連接系統；采(cai)用(yong)流動水冷卻，以防止橫梁(liang)在熱膨脹(zhang)時產生(sheng)的(de)翹曲；采(cai)用(yong)預應力張立柱固定螺帽，提(ti)高封閉式(shi)框架結構的(de)剛性(xing)，提(ti)高穿孔(kong)過程中(zhong)穿孔(kong)中(zhong)心(xin)線的(de)同心(xin)度。
當坯料鐓(dui)粗時，兩個移(yi)動橫梁同步(bu)移(yi)動；穿孔(kong)開始前兩個動梁分開并反向移(yi)動；移(yi)動橫梁的連接用機械方法來實現。
3. 多壓(ya)力缸結構
立式穿(chuan)孔機的(de)(de)主缸(gang)，采用多(duo)缸(gang)結(jie)構，以(yi)實現鐓粗、穿(chuan)孔或(huo)擴孔時，以(yi)各個壓力(li)缸(gang)的(de)(de)組(zu)合選擇來滿足(zu)不同等級壓力(li)的(de)(de)需求，并(bing)且將主缸(gang)布置在下面，以(yi)縮小(xiao)穿(chuan)孔機的(de)(de)總高度。
4. 液(ye)壓鎖緊穿(chuan)孔(kong)筒及鐓粗穿(chuan)孔(kong)桿的固(gu)定(ding)
采用(yong)專門的(de)(de)(de)(de)鎖緊機構，以實現自動而(er)快速地安(an)裝新穿孔筒(tong)和穿孔鐓(dui)粗桿(gan)，并在空心坯的(de)(de)(de)(de)卸(xie)料(liao)位置，借助于推坯料(liao)機進行穿孔筒(tong)的(de)(de)(de)(de)更換(huan)。使更換(huan)穿孔筒(tong)的(de)(de)(de)(de)時間縮短到10~20min。
5. 安(an)裝(zhuang)穿(chuan)孔(kong)頭或擴孔(kong)頭的專門裝(zhuang)置
安裝(zhuang)穿孔頭或擴(kuo)孔頭的裝(zhuang)置與(yu)穿孔筒回轉(zhuan)框架連鎖，并(bing)且(qie)由儲存器經冷卻和檢查(cha)后提供穿孔頭或擴(kuo)孔頭。
在(zai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)過程中，下(xia)(xia)支(zhi)承桿(gan)封(feng)閉剪切環的孔(kong)(kong)(kong)，在(zai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余料(liao)達(da)到規定的厚度時，下(xia)(xia)支(zhi)承桿(gan)在(zai)上穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)橫梁的作用(yong)(yong)下(xia)(xia)，下(xia)(xia)降(jiang)并切斷穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余料(liao)。穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)針回(hui)程，穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)針頭(tou)和穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余料(liao)留在(zai)下(xia)(xia)面(mian)。對于雙(shuang)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒(tong)的穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)，穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒(tong)不在(zai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)中心(xin)線上時，可(ke)用(yong)(yong)專門的機(ji)(ji)械取(qu)出(chu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)和穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余料(liao)，而(er)對于三穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒(tong)的穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)，則采用(yong)(yong)回(hui)轉的卷筒(tong)將穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)、穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余料(liao)和剪切環一起取(qu)出(chu)。
6. 安(an)裝新剪切環的裝置
通過不同工位的卷筒，取走穿孔頭(tou)，穿孔余料和剪切環。
對(dui)于雙穿孔(kong)筒的穿孔(kong)機，采(cai)用(yong)專門(men)的機械裝置將剪(jian)切環和坯料(liao)一起(qi)裝進(jin)穿孔(kong)筒。
穿(chuan)孔后，用機械手從(cong)穿(chuan)孔筒中(zhong)取出的(de)剪切(qie)環在第3個工位進行剪切(qie)環的(de)清理。
7. 將坯料由水平(ping)位置改變成垂(chui)直位置并裝進穿孔筒中(zhong)的機械裝置
為了從穿(chuan)孔筒(tong)中取(qu)出穿(chuan)孔空心坯，安(an)裝有專門的液壓推出裝置，其能力約(yue)為穿(chuan)孔機主缸能力的1/3.
8. 穿(chuan)孔(kong)筒(tong)的清理和(he)冷卻裝置
采用旋轉的金屬絲刷子，并在其中安(an)裝(zhuang)有固定(ding)的水噴霧(wu)器裝(zhuang)置。
9. 穿孔(kong)筒內襯的預熱器
穿(chuan)孔(kong)前(qian)，穿(chuan)孔(kong)筒(tong)的(de)預(yu)熱(re)(re)采用附加內熱(re)(re)式的(de)感(gan)應加熱(re)(re)器，對(dui)于擠壓筒(tong)的(de)過盈裝配(pei)和保持裝配(pei)后的(de)預(yu)應力是(shi)必要的(de)。
10. 穿孔(kong)針和敏粗桿(gan)的套筒式連接(jie)機構
為了提高穿(chuan)孔(kong)空心(xin)坯的壁厚(hou)精(jing)度(du)，在現代穿(chuan)孔(kong)機上采用(yong)鐓(dui)(dui)粗桿(gan)和穿(chuan)孔(kong)針(zhen)運動的套管(guan)系統。坯料(liao)鐓(dui)(dui)粗后(hou)，鐓(dui)(dui)粗桿(gan)并(bing)不返回(hui)，而(er)是繼續保(bao)持和其接觸。這樣可以(yi)讓穿(chuan)孔(kong)針(zhen)精(jing)確地對準坯料(liao)中心(xin)，并(bing)減小(xiao)其自(zi)由長度(du)。以(yi)用(yong)穿(chuan)孔(kong)鐓(dui)(dui)粗桿(gan)頭(tou)和專門的穿(chuan)孔(kong)筒內襯(chen)套形成(cheng)補充的穿(chuan)孔(kong)定(ding)心(xin)。
11. 穿孔機主(zhu)輔(fu)設備的(de)自動化
A. 穿孔機(ji)的程序控制
穿孔機(ji)的(de)(de)(de)電子(zi)控(kong)制(zhi)(zhi)是(shi)自(zi)由可編程(cheng)序的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)，其(qi)還附帶(dai)一種(zhong)(zhong)操(cao)作(zuo)控(kong)制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)程(cheng)序。這種(zhong)(zhong)電子(zi)控(kong)制(zhi)(zhi)是(shi)新技術(shu)，可有(you)以下幾種(zhong)(zhong)操(cao)作(zuo)方法：a. 帶(dai)有(you)連鎖的(de)(de)(de)更換工具的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)開(kai)關以及調節穿孔機(ji)空運轉的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)開(kai)關均不用(yong)按(an)鈕結構；b. 穿孔機(ji)的(de)(de)(de)主(zhu)生(sheng)產開(kai)關及所有(you)各種(zhong)(zhong)必要的(de)(de)(de)連鎖裝置和所有(you)各種(zhong)(zhong)輔助裝置的(de)(de)(de)手動(dong)(dong)開(kai)關；c. 部分(fen)自(zi)動(dong)(dong)化(hua)電路，其(qi)中有(you)單個的(de)(de)(de)自(zi)動(dong)(dong)匯集站，余下部分(fen)可用(yong)手動(dong)(dong)控(kong)制(zhi)(zhi)進行；d. 整(zheng)個設備用(yong)自(zi)動(dong)(dong)化(hua)的(de)(de)(de)程(cheng)序塊實現整(zheng)個生(sheng)產過程(cheng)的(de)(de)(de)自(zi)動(dong)(dong)化(hua)；e. 從控(kong)制(zhi)(zhi)室的(de)(de)(de)主(zhu)控(kong)制(zhi)(zhi)臺上接通(tong)并監控(kong)設備的(de)(de)(de)所有(you)各個部分(fen)。
B. 使(shi)用工業機器人
要阻止工(gong)業機器人用于(yu)熱(re)穿(chuan)（擴(kuo)）孔(kong)生產(chan)是(shi)困難(nan)的(de)，特別是(shi)用于(yu)高(gao)溫(wen)（其溫(wen)度往往高(gao)達(da)1200℃)和沉重的(de)工(gong)件（其曲軸(zhou)的(de)重量高(gao)達(da)250kg)以及在多塵埃的(de)環(huan)境中的(de)繁(fan)重作業。
要求在(zai)這種(zhong)不利的生產條件(jian)下，機器(qi)人(ren)動作的準確性(xing)(xing)也不能遭(zao)到(dao)破(po)壞。特別是當穿（擴）孔機裝料時，對尺寸和位置的準確性(xing)(xing)和穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)均有很(hen)(hen)高的要求，因為在(zai)很(hen)(hen)多情況(kuang)下尺寸和位置的準確性(xing)(xing)往往只能偏差幾毫米(mi)。
機(ji)器人(ren)(ren)(ren)影響經濟效益的(de)(de)重大因素(su)是它(ta)的(de)(de)靈活性。這(zhe)(zhe)(zhe)種設備的(de)(de)“程序(xu)(xu)”，即操作(zuo)(zuo)的(de)(de)有(you)效距離，運動(dong)過程和工作(zuo)(zuo)節奏必須(xu)能以簡單的(de)(de)方(fang)(fang)式(shi)加以調整和變(bian)化，使這(zhe)(zhe)(zhe)種機(ji)器人(ren)(ren)(ren)除完成(cheng)預(yu)先規定的(de)(de)任(ren)(ren)務外，還可(ke)令其(qi)做其(qi)他工作(zuo)(zuo)。這(zhe)(zhe)(zhe)就要求(qiu)機(ji)器人(ren)(ren)(ren)不僅具有(you)干(gan)預(yu)機(ji)器人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)機(ji)能的(de)(de)自(zi)由可(ke)編程序(xu)(xu)，而且還要使任(ren)(ren)何一個沒(mei)有(you)這(zhe)(zhe)(zhe)種高度發展的(de)(de)專門知識的(de)(de)人(ren)(ren)(ren)都能使用這(zhe)(zhe)(zhe)種機(ji)器人(ren)(ren)(ren)。這(zhe)(zhe)(zhe)種所要求(qiu)的(de)(de)自(zi)由可(ke)編程序(xu)(xu)即是“Teach-in-方(fang)(fang)法的(de)(de)自(zi)由可(ke)編程序(xu)(xu)”。
Loewy(英國）12MN(1200t)立式穿（擴）孔機(ji)和神戶制鋼(gang)（日本(ben)）23MN(2300t)立式穿（擴）孔機的技術(shu)特性見(jian)表8-28.
