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(bu)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(gang)擠壓機(ji)配套的(de)立式穿孔機(ji)的(de)能力一般為所(suo)配套擠壓機(ji)能力的(de)35%~45%,并且隨(sui)著擠壓坯料合金化程度(du)的(de)提(ti)高(gao)(gao)，立式穿孔機(ji)的(de)能力與(yu)臥式擠壓機(ji)的(de)能力的(de)比例有著提(ti)高(gao)(gao)的(de)趨(qu)勢。
如果(guo)立式穿孔(kong)機僅用(yong)于擴孔(kong)工藝，則其能力(li)與(yu)擠壓機能力(li)的比(bi)例可以減小(xiao)到20%~35%,因為擴孔(kong)工藝時坯料無鐓(dui)粗工序，而穿孔(kong)工藝中所需穿孔(kong)機的最大壓力(li)是鐓(dui)粗工序。
1. 多穿孔筒的回轉框架結構
近代(dai)立式穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)采用帶有(you)2~3個(ge)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)的(de)回轉框(kuang)架結(jie)構，各個(ge)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)輪流工作(zuo)，使(shi)所有(you)的(de)輔助工序(xu)都在穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)中心線之外進(jin)行，并(bing)且經常(chang)對穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)內襯(chen)進(jin)行機(ji)械清理(li)和冷卻(que)的(de)工作(zuo)也在線外完成(cheng)。
英國(guo)Loewy 公(gong)司的1200t穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)機在回轉框架中裝(zhuang)有(you)2個穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)，每個穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)布置4個工(gong)位，分別為：a. 卸(xie)去空心(xin)坯和(he)剪切環(huan)；b. 預鐓粗和(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)；c. 從穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)中推出(chu)空心(xin)坯；d.穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)內襯和(he)剪切環(huan)清理(li)、冷卻。
這(zhe)種結(jie)構允許方便地布(bu)置所有(you)的輔助機(ji)械，縮(suo)短了穿孔機(ji)的工作周期。
日本神戶制鋼(gang)的23MN(2300t)穿(chuan)孔(kong)機帶有3個穿(chuan)孔(kong)筒(tong)的回轉(zhuan)框架結構，每(mei)個穿(chuan)孔(kong)筒(tong)布置了(le)4個工位，即(ji)裝料一鐓粗一穿(chuan)孔(kong)一取出空心坯及(ji)穿(chuan)孔(kong)筒(tong)內襯(chen)的清(qing)理和冷卻。
穿孔筒的工位從(cong)4個(ge)(ge)減少到(dao)3個(ge)(ge)，穿孔機的工作周期由30s增(zeng)加到(dao)40秒。
2. 寬(kuan)底座預應力張立柱固(gu)定螺帽的剛性框架結構
雙(shuang)移動(dong)(dong)橫梁(liang)在導向(xiang)裝(zhuang)置上移動(dong)(dong)；采用穿孔(kong)針和穿孔(kong)桿的(de)套筒式連接系統；采用流動(dong)(dong)水冷卻(que)，以防止(zhi)橫梁(liang)在熱(re)膨脹時產生(sheng)的(de)翹曲；采用預應力張立柱(zhu)固(gu)定螺帽，提高封閉(bi)式框架結(jie)構的(de)剛性，提高穿孔(kong)過程中穿孔(kong)中心線(xian)的(de)同(tong)心度。
當坯料(liao)鐓粗時，兩個移動(dong)橫(heng)梁(liang)同步移動(dong)；穿孔開(kai)始前(qian)兩個動(dong)梁(liang)分開(kai)并反向移動(dong)；移動(dong)橫(heng)梁(liang)的(de)連(lian)接(jie)用機械方法來實現。
3. 多壓力缸結構(gou)
立式(shi)穿孔(kong)機的主缸(gang)，采用多(duo)缸(gang)結構，以實現鐓粗、穿孔(kong)或擴孔(kong)時(shi)，以各個(ge)壓力缸(gang)的組合選擇來滿足不同等級(ji)壓力的需(xu)求，并且將主缸(gang)布置在下面，以縮(suo)小穿孔(kong)機的總高度。
4. 液(ye)壓鎖(suo)緊穿(chuan)孔筒及鐓粗(cu)穿(chuan)孔桿(gan)的固定
采用專門的鎖(suo)緊機(ji)構，以實現(xian)自(zi)動而快(kuai)速(su)地安裝新穿(chuan)孔(kong)筒和穿(chuan)孔(kong)鐓粗桿，并(bing)在空(kong)心(xin)坯(pi)的卸料(liao)位(wei)置(zhi)，借(jie)助于(yu)推坯(pi)料(liao)機(ji)進(jin)行穿(chuan)孔(kong)筒的更換。使(shi)更換穿(chuan)孔(kong)筒的時間縮短到(dao)10~20min。
5. 安(an)裝穿(chuan)孔頭(tou)或擴孔頭(tou)的專門(men)裝置
安(an)裝穿孔(kong)頭(tou)(tou)或擴孔(kong)頭(tou)(tou)的(de)裝置(zhi)與穿孔(kong)筒回轉框(kuang)架連鎖，并且由儲存(cun)器(qi)經(jing)冷卻和檢查后提供(gong)穿孔(kong)頭(tou)(tou)或擴孔(kong)頭(tou)(tou)。
在(zai)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)過程中，下(xia)支承桿封閉剪切(qie)環的(de)(de)(de)(de)孔(kong)(kong)(kong)，在(zai)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)達到規定的(de)(de)(de)(de)厚度時，下(xia)支承桿在(zai)上穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)橫(heng)梁的(de)(de)(de)(de)作用下(xia)，下(xia)降并切(qie)斷穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)。穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)針(zhen)回程，穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)針(zhen)頭(tou)(tou)和(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)留(liu)在(zai)下(xia)面。對于雙(shuang)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒的(de)(de)(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機，穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒不在(zai)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)中心線(xian)上時，可(ke)用專門的(de)(de)(de)(de)機械取出(chu)(chu)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)(tou)和(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)，而對于三穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒的(de)(de)(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機，則(ze)采用回轉的(de)(de)(de)(de)卷(juan)筒將穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)(tou)、穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)和(he)剪切(qie)環一起取出(chu)(chu)。
6. 安裝新(xin)剪切環(huan)的裝置
通過不同工位的卷筒(tong)，取走穿(chuan)孔(kong)頭，穿(chuan)孔(kong)余料和(he)剪(jian)切環。
對于雙穿孔(kong)筒的穿孔(kong)機(ji)，采用專門的機(ji)械(xie)裝置將剪切環(huan)和(he)坯料一起裝進穿孔(kong)筒。
穿孔后(hou)，用機械手從穿孔筒中取出的(de)剪切(qie)環(huan)在第(di)3個工位進行剪切(qie)環(huan)的(de)清(qing)理。
7. 將坯料(liao)由水平位置改變成垂直(zhi)位置并裝(zhuang)進穿孔筒中的(de)機械裝(zhuang)置
為(wei)了從穿(chuan)(chuan)孔筒中(zhong)取出(chu)穿(chuan)(chuan)孔空心坯，安裝(zhuang)有專門的(de)液壓推出(chu)裝(zhuang)置，其能力(li)約為(wei)穿(chuan)(chuan)孔機(ji)主缸(gang)能力(li)的(de)1/3.
8. 穿孔(kong)筒的清理和冷卻裝置(zhi)
采用旋(xuan)轉的(de)金屬(shu)絲刷子，并在其中安裝有固定的(de)水噴霧器裝置(zhi)。
9. 穿(chuan)孔筒內襯的預熱器
穿孔前(qian)，穿孔筒的(de)預熱(re)采用附加內熱(re)式的(de)感(gan)應(ying)加熱(re)器，對于擠壓筒的(de)過盈裝配和保持(chi)裝配后的(de)預應(ying)力是必要的(de)。
10. 穿孔針和敏粗桿的套筒式(shi)連接機構
為了(le)提高穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)空心(xin)坯的(de)(de)壁厚精度(du)，在(zai)現代穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機上采用鐓(dui)粗(cu)(cu)桿(gan)和穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)針運(yun)動的(de)(de)套管(guan)系統。坯料鐓(dui)粗(cu)(cu)后，鐓(dui)粗(cu)(cu)桿(gan)并不(bu)返回，而是繼續(xu)保(bao)持和其(qi)接(jie)觸。這樣可以讓(rang)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)針精確(que)地對準坯料中心(xin)，并減小其(qi)自(zi)由長度(du)。以用穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)鐓(dui)粗(cu)(cu)桿(gan)頭和專門的(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒內襯套形成補充的(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)定心(xin)。
11. 穿孔機主輔設備的(de)自動化
A. 穿孔機(ji)的程序控制
穿孔機的電子控(kong)(kong)制是自由可編程序(xu)的控(kong)(kong)制，其還附(fu)帶一種操(cao)作(zuo)控(kong)(kong)制的程序(xu)。這種電子控(kong)(kong)制是新技術，可有(you)以(yi)(yi)下(xia)幾種操(cao)作(zuo)方法：a. 帶有(you)連(lian)鎖的更換工具的操(cao)作(zuo)開關以(yi)(yi)及調節穿孔機空運轉的操(cao)作(zuo)開關均(jun)不用(yong)(yong)按鈕結構；b. 穿孔機的主生產開關及所有(you)各(ge)種必要的連(lian)鎖裝(zhuang)置(zhi)和所有(you)各(ge)種輔助裝(zhuang)置(zhi)的手(shou)(shou)動開關；c. 部分(fen)(fen)(fen)自動化(hua)電路，其中有(you)單個的自動匯集(ji)站(zhan)，余下(xia)部分(fen)(fen)(fen)可用(yong)(yong)手(shou)(shou)動控(kong)(kong)制進(jin)行(xing)；d. 整個設(she)備(bei)用(yong)(yong)自動化(hua)的程序(xu)塊實現整個生產過程的自動化(hua)；e. 從控(kong)(kong)制室(shi)的主控(kong)(kong)制臺上接通(tong)并監控(kong)(kong)設(she)備(bei)的所有(you)各(ge)個部分(fen)(fen)(fen)。
B. 使用工業機器人
要阻止工業(ye)機器人用于熱(re)穿（擴）孔生產(chan)是困難的，特(te)別是用于高(gao)(gao)溫(wen)(wen)（其溫(wen)(wen)度往往高(gao)(gao)達1200℃)和(he)沉(chen)重的工件（其曲軸的重量高(gao)(gao)達250kg)以及(ji)在多塵埃的環(huan)境(jing)中的繁重作(zuo)業(ye)。
要(yao)(yao)求在這種不利的(de)(de)生產(chan)條件下(xia)，機器人動作的(de)(de)準(zhun)確性(xing)也不能遭到(dao)破(po)壞。特別是當(dang)穿（擴）孔機裝料時，對(dui)尺(chi)寸(cun)(cun)和位(wei)置(zhi)的(de)(de)準(zhun)確性(xing)和穩(wen)定(ding)性(xing)均有很高的(de)(de)要(yao)(yao)求，因(yin)為在很多情況(kuang)下(xia)尺(chi)寸(cun)(cun)和位(wei)置(zhi)的(de)(de)準(zhun)確性(xing)往(wang)(wang)往(wang)(wang)只能偏差幾毫(hao)米。
機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)影(ying)響經(jing)濟(ji)效(xiao)益的重大(da)因素是(shi)它(ta)的靈(ling)活性。這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)設(she)備的“程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)”，即操作(zuo)的有效(xiao)距(ju)離，運(yun)動過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)和(he)工作(zuo)節(jie)奏必(bi)須能以簡(jian)單的方式(shi)加以調整和(he)變化(hua)，使(shi)這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)除完成預(yu)先規定(ding)的任務外，還(huan)可令其做其他(ta)工作(zuo)。這(zhe)(zhe)就要(yao)求機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)不(bu)僅具有干預(yu)機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)的機(ji)(ji)能的自由可編程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)，而且還(huan)要(yao)使(shi)任何一(yi)個沒有這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)高度發展的專門知識的人(ren)(ren)都能使(shi)用這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)。這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)所要(yao)求的自由可編程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)即是(shi)“Teach-in-方法的自由可編程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)”。
Loewy(英國）12MN(1200t)立式(shi)穿（擴）孔機(ji)和神戶制(zhi)鋼（日(ri)本）23MN(2300t)立式穿（擴(kuo)）孔機(ji)的技術特性見表8-28.
