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(guan)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(gang)擠(ji)壓(ya)機配(pei)套(tao)的(de)(de)立(li)式(shi)穿孔(kong)機的(de)(de)能力(li)一(yi)般為所配(pei)套(tao)擠(ji)壓(ya)機能力(li)的(de)(de)35%~45%,并且隨著擠(ji)壓(ya)坯料合金化程度(du)的(de)(de)提高，立(li)式(shi)穿孔(kong)機的(de)(de)能力(li)與臥(wo)式(shi)擠(ji)壓(ya)機的(de)(de)能力(li)的(de)(de)比例有著提高的(de)(de)趨勢。
如果立(li)式穿孔(kong)(kong)機(ji)僅用于擴(kuo)孔(kong)(kong)工(gong)藝(yi)，則其能(neng)(neng)力與擠壓(ya)機(ji)能(neng)(neng)力的(de)比例可以減小到20%~35%,因為(wei)擴(kuo)孔(kong)(kong)工(gong)藝(yi)時坯(pi)料(liao)無鐓粗(cu)工(gong)序，而穿孔(kong)(kong)工(gong)藝(yi)中所需穿孔(kong)(kong)機(ji)的(de)最大壓(ya)力是(shi)鐓粗(cu)工(gong)序。
1. 多穿(chuan)孔(kong)筒(tong)的(de)回轉框架結構
近代(dai)立(li)式(shi)穿孔(kong)(kong)(kong)機(ji)采用帶(dai)有2~3個(ge)(ge)穿孔(kong)(kong)(kong)筒(tong)的回轉框架結構(gou)，各(ge)個(ge)(ge)穿孔(kong)(kong)(kong)筒(tong)輪流工(gong)作，使所有的輔助工(gong)序(xu)都在穿孔(kong)(kong)(kong)中(zhong)心線之外(wai)進行，并且經常對穿孔(kong)(kong)(kong)筒(tong)內襯(chen)進行機(ji)械(xie)清理和冷(leng)卻的工(gong)作也(ye)在線外(wai)完成。
英國Loewy 公司(si)的1200t穿(chuan)孔(kong)(kong)機在回轉框架中裝有(you)2個(ge)穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)，每個(ge)穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)布置4個(ge)工位，分別(bie)為：a. 卸(xie)去(qu)空(kong)心(xin)坯和剪切環(huan)；b. 預鐓粗和穿(chuan)孔(kong)(kong)；c. 從穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)中推出(chu)空(kong)心(xin)坯；d.穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)內襯和剪切環(huan)清(qing)理、冷卻(que)。
這(zhe)種(zhong)結構允許方便地布置所(suo)有的輔助機(ji)械(xie)，縮短了穿孔機(ji)的工作周期。
日本神戶(hu)制鋼的23MN(2300t)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機帶有(you)3個穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)的回轉(zhuan)框架結構(gou)，每個穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)布置了4個工位，即裝料一鐓粗(cu)一穿(chuan)(chuan)孔(kong)一取出空心坯及穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)內襯的清理和冷卻。
穿(chuan)孔筒的(de)工位(wei)從(cong)4個減少到(dao)3個，穿(chuan)孔機(ji)的(de)工作(zuo)周(zhou)期由30s增(zeng)加到(dao)40秒。
2. 寬底(di)座預(yu)應力張(zhang)立(li)柱固定螺帽(mao)的剛(gang)性框(kuang)架結構
雙移(yi)(yi)動(dong)橫(heng)梁在導向裝置上移(yi)(yi)動(dong)；采(cai)用穿(chuan)(chuan)孔針和(he)穿(chuan)(chuan)孔桿的套筒式(shi)連接系(xi)統；采(cai)用流(liu)動(dong)水(shui)冷卻，以防止橫(heng)梁在熱膨脹時產(chan)生的翹曲；采(cai)用預應力張(zhang)立(li)柱固定螺帽(mao)，提高(gao)封(feng)閉式(shi)框(kuang)架(jia)結(jie)構的剛性，提高(gao)穿(chuan)(chuan)孔過程中穿(chuan)(chuan)孔中心線的同心度。
當坯(pi)料鐓粗時，兩個(ge)移(yi)動橫(heng)梁同步移(yi)動；穿孔開始前兩個(ge)動梁分開并反向移(yi)動；移(yi)動橫(heng)梁的(de)連接用機械(xie)方法來(lai)實現(xian)。
3. 多壓力缸(gang)結(jie)構
立式(shi)穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)的(de)(de)(de)主(zhu)缸(gang)，采用(yong)多缸(gang)結構，以(yi)實現鐓粗、穿(chuan)孔(kong)(kong)或擴孔(kong)(kong)時，以(yi)各個壓(ya)力缸(gang)的(de)(de)(de)組合選(xuan)擇(ze)來滿足不同(tong)等(deng)級壓(ya)力的(de)(de)(de)需求，并且將(jiang)主(zhu)缸(gang)布置在下面(mian)，以(yi)縮小穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)的(de)(de)(de)總高度(du)。
4. 液壓鎖緊(jin)穿孔筒(tong)及鐓(dui)粗穿孔桿的固定
采用專(zhuan)門的(de)鎖緊機構，以(yi)實現自動而快速地安裝新穿(chuan)孔筒和穿(chuan)孔鐓粗桿，并在空心坯的(de)卸料位置(zhi)，借助于推坯料機進行穿(chuan)孔筒的(de)更換。使更換穿(chuan)孔筒的(de)時(shi)間縮短到10~20min。
5. 安裝(zhuang)穿孔(kong)頭(tou)或(huo)擴(kuo)孔(kong)頭(tou)的專門裝(zhuang)置
安(an)裝穿孔(kong)頭或(huo)擴孔(kong)頭的裝置與(yu)穿孔(kong)筒回轉框架連鎖，并且由儲存(cun)器(qi)經冷卻和檢查后提供穿孔(kong)頭或(huo)擴孔(kong)頭。
在穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)過程中，下(xia)支(zhi)承(cheng)桿封閉剪切(qie)(qie)環(huan)的孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)，在穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余料(liao)達到規定的厚度(du)時，下(xia)支(zhi)承(cheng)桿在上(shang)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)橫梁的作用(yong)下(xia)，下(xia)降并切(qie)(qie)斷穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余料(liao)。穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)針(zhen)回程，穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)針(zhen)頭(tou)和穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余料(liao)留在下(xia)面(mian)。對(dui)于雙穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)筒(tong)的穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機，穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)筒(tong)不在穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)中心線上(shang)時，可(ke)用(yong)專門(men)的機械取出穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)頭(tou)和穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余料(liao)，而對(dui)于三穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)筒(tong)的穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機，則采(cai)用(yong)回轉的卷筒(tong)將穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)頭(tou)、穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余料(liao)和剪切(qie)(qie)環(huan)一起(qi)取出。
6. 安裝新剪切環的裝置
通過不(bu)同工位的卷筒，取走穿孔頭，穿孔余料和剪切環。
對于雙(shuang)穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒的(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機，采用專門的(de)機械(xie)裝(zhuang)置將剪(jian)切環和坯料一起裝(zhuang)進穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒。
穿(chuan)孔(kong)后，用(yong)機械手從穿(chuan)孔(kong)筒中取出(chu)的(de)(de)剪(jian)切(qie)環(huan)在第(di)3個(ge)工位(wei)進(jin)行(xing)剪(jian)切(qie)環(huan)的(de)(de)清(qing)理(li)。
7. 將坯料由水平位(wei)置改變成垂直位(wei)置并(bing)裝進穿孔(kong)筒(tong)中的機械裝置
為(wei)(wei)了從穿(chuan)孔(kong)筒(tong)中取出(chu)穿(chuan)孔(kong)空心(xin)坯，安裝(zhuang)有專門的液壓推出(chu)裝(zhuang)置，其(qi)能(neng)力(li)約為(wei)(wei)穿(chuan)孔(kong)機主(zhu)缸(gang)能(neng)力(li)的1/3.
8. 穿孔筒的清理和(he)冷卻(que)裝(zhuang)置
采(cai)用旋(xuan)轉的金(jin)屬絲刷子，并(bing)在其中安裝(zhuang)有固定的水噴霧器裝(zhuang)置。
9. 穿孔筒(tong)內襯的預熱(re)器
穿(chuan)孔前，穿(chuan)孔筒的(de)(de)預熱采用附加內(nei)熱式的(de)(de)感應(ying)加熱器，對于擠(ji)壓筒的(de)(de)過盈裝(zhuang)配(pei)和保持裝(zhuang)配(pei)后的(de)(de)預應(ying)力是必(bi)要的(de)(de)。
10. 穿孔針和敏粗桿的套筒式連接機構
為(wei)了(le)提高穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)空心(xin)坯(pi)的(de)壁厚精(jing)度(du)，在現代(dai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機上采用鐓(dui)粗桿(gan)和穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)針(zhen)運動(dong)的(de)套管系統。坯(pi)料鐓(dui)粗后(hou)，鐓(dui)粗桿(gan)并(bing)不返回，而是繼(ji)續保持和其接觸。這(zhe)樣可以讓穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)針(zhen)精(jing)確地對(dui)準坯(pi)料中心(xin)，并(bing)減小其自由(you)長度(du)。以用穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)鐓(dui)粗桿(gan)頭和專門的(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)內襯套形成補充的(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)定心(xin)。
11. 穿孔(kong)機主輔設備(bei)的自動化
A. 穿孔機的程(cheng)序控制
穿孔(kong)機(ji)的(de)電(dian)子控(kong)制(zhi)是自(zi)由(you)可編程(cheng)(cheng)序(xu)的(de)控(kong)制(zhi)，其還附帶(dai)一(yi)種操(cao)(cao)作控(kong)制(zhi)的(de)程(cheng)(cheng)序(xu)。這種電(dian)子控(kong)制(zhi)是新技術，可有(you)(you)以下幾種操(cao)(cao)作方法：a. 帶(dai)有(you)(you)連(lian)鎖的(de)更(geng)換(huan)工(gong)具的(de)操(cao)(cao)作開關以及調節穿孔(kong)機(ji)空(kong)運轉(zhuan)的(de)操(cao)(cao)作開關均不用(yong)按鈕結構；b. 穿孔(kong)機(ji)的(de)主(zhu)生產開關及所有(you)(you)各種必(bi)要的(de)連(lian)鎖裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)和所有(you)(you)各種輔助裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)手動開關；c. 部(bu)分自(zi)動化電(dian)路，其中有(you)(you)單(dan)個(ge)的(de)自(zi)動匯(hui)集站(zhan)，余下部(bu)分可用(yong)手動控(kong)制(zhi)進(jin)行；d. 整個(ge)設備用(yong)自(zi)動化的(de)程(cheng)(cheng)序(xu)塊(kuai)實現整個(ge)生產過程(cheng)(cheng)的(de)自(zi)動化；e. 從控(kong)制(zhi)室(shi)的(de)主(zhu)控(kong)制(zhi)臺上(shang)接通并監控(kong)設備的(de)所有(you)(you)各個(ge)部(bu)分。
B. 使(shi)用工業機(ji)器(qi)人
要阻(zu)止工業機器人用(yong)于熱穿（擴）孔(kong)生產是(shi)(shi)困(kun)難的(de)，特(te)別是(shi)(shi)用(yong)于高溫（其(qi)溫度往往高達1200℃)和沉重(zhong)的(de)工件（其(qi)曲軸的(de)重(zhong)量高達250kg)以及在多塵埃的(de)環境中的(de)繁重(zhong)作業。
要求在這種不利(li)的(de)生產條件(jian)下，機器人動作(zuo)的(de)準確(que)性(xing)也(ye)不能(neng)遭(zao)到破壞。特別是(shi)當穿（擴(kuo)）孔機裝料(liao)時，對尺寸和(he)位(wei)置的(de)準確(que)性(xing)和(he)穩定性(xing)均有很高的(de)要求，因為在很多情(qing)況下尺寸和(he)位(wei)置的(de)準確(que)性(xing)往(wang)往(wang)只(zhi)能(neng)偏差幾毫米。
機器(qi)人影響經濟效益的(de)重大因素(su)是它的(de)靈活性。這(zhe)種(zhong)(zhong)設備的(de)“程(cheng)序(xu)(xu)(xu)(xu)”，即操(cao)作(zuo)的(de)有(you)(you)效距離，運動(dong)過程(cheng)和工作(zuo)節(jie)奏(zou)必須能(neng)以簡單的(de)方式加以調整和變(bian)化，使(shi)這(zhe)種(zhong)(zhong)機器(qi)人除完成預(yu)(yu)先規定的(de)任(ren)務外，還(huan)可(ke)令其做其他(ta)工作(zuo)。這(zhe)就要求機器(qi)人不(bu)僅具有(you)(you)干預(yu)(yu)機器(qi)人的(de)機能(neng)的(de)自(zi)由(you)可(ke)編程(cheng)序(xu)(xu)(xu)(xu)，而且還(huan)要使(shi)任(ren)何一個沒有(you)(you)這(zhe)種(zhong)(zhong)高度發(fa)展的(de)專門(men)知識的(de)人都能(neng)使(shi)用這(zhe)種(zhong)(zhong)機器(qi)人。這(zhe)種(zhong)(zhong)所要求的(de)自(zi)由(you)可(ke)編程(cheng)序(xu)(xu)(xu)(xu)即是“Teach-in-方法的(de)自(zi)由(you)可(ke)編程(cheng)序(xu)(xu)(xu)(xu)”。
Loewy(英國）12MN(1200t)立式穿（擴）孔(kong)機和(he)神戶制鋼（日(ri)本）23MN(2300t)立式穿（擴）孔機的技術特(te)性見表8-28.
