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)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)配套的(de)立式穿孔(kong)機(ji)(ji)的(de)能力一般為所配套擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)能力的(de)35%~45%,并且隨(sui)著擠(ji)(ji)壓(ya)坯料(liao)合金化程(cheng)度的(de)提高，立式穿孔(kong)機(ji)(ji)的(de)能力與臥(wo)式擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)的(de)能力的(de)比例有著提高的(de)趨勢。
如果(guo)立式穿孔(kong)機(ji)僅用于擴(kuo)孔(kong)工(gong)藝，則其能(neng)力與擠壓(ya)機(ji)能(neng)力的(de)比例可(ke)以減(jian)小到20%~35%,因為擴(kuo)孔(kong)工(gong)藝時坯(pi)料無(wu)鐓(dui)粗工(gong)序(xu)，而穿孔(kong)工(gong)藝中所需穿孔(kong)機(ji)的(de)最大壓(ya)力是鐓(dui)粗工(gong)序(xu)。
1. 多穿孔筒的回轉框架結(jie)構
近代立式穿(chuan)孔機采用帶有(you)2~3個穿(chuan)孔筒(tong)的回轉(zhuan)框架結(jie)構，各(ge)個穿(chuan)孔筒(tong)輪(lun)流工作，使所有(you)的輔助工序(xu)都(dou)在穿(chuan)孔中心線之外進(jin)行，并且經常對穿(chuan)孔筒(tong)內襯進(jin)行機械清(qing)理和冷(leng)卻的工作也在線外完成。
英(ying)國Loewy 公司的(de)1200t穿(chuan)孔(kong)機在(zai)回轉框架中(zhong)裝有(you)2個穿(chuan)孔(kong)筒，每個穿(chuan)孔(kong)筒布置(zhi)4個工位，分別為：a. 卸去(qu)空心(xin)(xin)坯和(he)剪切環；b. 預鐓粗和(he)穿(chuan)孔(kong)；c. 從(cong)穿(chuan)孔(kong)筒中(zhong)推(tui)出空心(xin)(xin)坯；d.穿(chuan)孔(kong)筒內襯和(he)剪切環清理、冷卻(que)。
這(zhe)種結(jie)構允許方便(bian)地布置所有(you)的(de)輔助機械，縮短了穿孔機的(de)工作周期。
日本神戶制鋼的23MN(2300t)穿孔機帶有3個(ge)穿孔筒(tong)(tong)的回轉框架結構，每個(ge)穿孔筒(tong)(tong)布置了(le)4個(ge)工位(wei)，即裝料一(yi)鐓粗一(yi)穿孔一(yi)取出空(kong)心坯(pi)及穿孔筒(tong)(tong)內襯的清(qing)理和(he)冷卻(que)。
穿孔筒的工(gong)(gong)位從4個減少到3個，穿孔機的工(gong)(gong)作周期由(you)30s增(zeng)加到40秒。
2. 寬底座預(yu)應(ying)力張立(li)柱固定螺(luo)帽的剛性框(kuang)架結構(gou)
雙移動橫梁(liang)在(zai)導(dao)向裝置(zhi)上移動；采(cai)用穿(chuan)孔針(zhen)和穿(chuan)孔桿的(de)(de)套筒式連接(jie)系統；采(cai)用流動水冷卻，以(yi)防止橫梁(liang)在(zai)熱膨脹時產生的(de)(de)翹(qiao)曲；采(cai)用預應力張(zhang)立柱固定螺帽，提(ti)高(gao)封閉式框架結構的(de)(de)剛性，提(ti)高(gao)穿(chuan)孔過(guo)程中(zhong)穿(chuan)孔中(zhong)心線的(de)(de)同心度。
當坯(pi)料鐓粗時，兩(liang)個移(yi)動(dong)(dong)橫(heng)梁(liang)同步移(yi)動(dong)(dong)；穿孔開始前兩(liang)個動(dong)(dong)梁(liang)分(fen)開并(bing)反向移(yi)動(dong)(dong)；移(yi)動(dong)(dong)橫(heng)梁(liang)的連(lian)接(jie)用機械方法來實現。
3. 多(duo)壓力缸結(jie)構
立(li)式穿孔(kong)機的主缸(gang)(gang)，采(cai)用(yong)多缸(gang)(gang)結(jie)構，以實現鐓粗、穿孔(kong)或擴孔(kong)時，以各個壓(ya)力(li)缸(gang)(gang)的組(zu)合(he)選擇(ze)來滿足(zu)不同等級壓(ya)力(li)的需求，并且將主缸(gang)(gang)布置在下面，以縮(suo)小穿孔(kong)機的總高(gao)度(du)。
4. 液壓鎖緊穿孔(kong)(kong)筒及鐓(dui)粗(cu)穿孔(kong)(kong)桿的固定
采用(yong)專門的鎖緊機(ji)構，以(yi)實(shi)現自動(dong)而快(kuai)速地安裝新穿孔筒(tong)(tong)和穿孔鐓粗桿，并在空心坯的卸料位置，借助于(yu)推坯料機(ji)進行穿孔筒(tong)(tong)的更換(huan)。使更換(huan)穿孔筒(tong)(tong)的時間縮短到10~20min。
5. 安(an)裝穿孔(kong)頭(tou)(tou)或擴孔(kong)頭(tou)(tou)的專門裝置
安裝穿孔頭(tou)或擴(kuo)孔頭(tou)的裝置與(yu)穿孔筒(tong)回轉(zhuan)框架連鎖(suo)，并且由儲(chu)存器經(jing)冷卻和檢查后(hou)提供(gong)穿孔頭(tou)或擴(kuo)孔頭(tou)。
在(zai)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)過程中，下(xia)支承桿(gan)封(feng)閉(bi)剪(jian)切環的(de)(de)孔(kong)(kong)(kong)，在(zai)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)達到規定的(de)(de)厚度時，下(xia)支承桿(gan)在(zai)上穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)橫梁(liang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)下(xia)，下(xia)降并切斷穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)。穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)針回程，穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)針頭和穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)留在(zai)下(xia)面。對(dui)于雙穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒(tong)的(de)(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)，穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒(tong)不(bu)在(zai)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)中心線上時，可用(yong)(yong)專門的(de)(de)機(ji)械取(qu)出(chu)(chu)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭和穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)，而對(dui)于三穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒(tong)的(de)(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)，則(ze)采用(yong)(yong)回轉的(de)(de)卷筒(tong)將穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭、穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)和剪(jian)切環一起取(qu)出(chu)(chu)。
6. 安裝新(xin)剪(jian)切(qie)環的裝置
通過不同工位的卷筒，取走(zou)穿孔(kong)頭，穿孔(kong)余(yu)料和剪切環。
對于雙(shuang)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)的(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機，采用專(zhuan)門的(de)機械(xie)裝(zhuang)置(zhi)將(jiang)剪(jian)切環和坯料一起裝(zhuang)進穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)。
穿(chuan)孔后，用機械手從穿(chuan)孔筒(tong)中取出的(de)(de)剪切(qie)環在第3個工位(wei)進行剪切(qie)環的(de)(de)清理。
7. 將坯料由(you)水平位(wei)置改(gai)變成垂直位(wei)置并(bing)裝進(jin)穿孔筒中的機械裝置
為(wei)(wei)了從(cong)穿孔筒中取出穿孔空心坯，安裝有(you)專門的(de)液壓推出裝置，其(qi)能力(li)約為(wei)(wei)穿孔機主缸(gang)能力(li)的(de)1/3.
8. 穿(chuan)孔(kong)筒(tong)的清理(li)和(he)冷卻裝(zhuang)置
采(cai)用旋(xuan)轉的金屬絲刷子，并在(zai)其(qi)中安裝(zhuang)有(you)固定的水噴(pen)霧(wu)器裝(zhuang)置。
9. 穿孔筒內襯的(de)預熱器
穿孔(kong)前，穿孔(kong)筒的(de)預(yu)熱(re)(re)采用附加內熱(re)(re)式(shi)的(de)感應加熱(re)(re)器，對于(yu)擠壓筒的(de)過盈(ying)裝配和保持(chi)裝配后的(de)預(yu)應力(li)是必(bi)要(yao)的(de)。
10. 穿孔針和敏粗桿(gan)的套筒式連接機(ji)構
為(wei)了提高穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)空心坯(pi)的(de)(de)壁(bi)厚精(jing)度(du)，在(zai)現代穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)機上采(cai)用鐓(dui)粗桿(gan)和(he)(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)針運(yun)動(dong)的(de)(de)套管系(xi)統。坯(pi)料(liao)鐓(dui)粗后，鐓(dui)粗桿(gan)并不返回，而是繼續保持和(he)(he)其(qi)接(jie)觸(chu)。這樣可以讓(rang)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)針精(jing)確地對準坯(pi)料(liao)中心，并減(jian)小其(qi)自由(you)長度(du)。以用穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)鐓(dui)粗桿(gan)頭和(he)(he)專門的(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)內襯(chen)套形(xing)成補充的(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)定心。
11. 穿孔機主輔設備的自動化
A. 穿孔機的(de)程序控制
穿(chuan)孔(kong)機(ji)的(de)(de)電子(zi)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)是自(zi)由可編(bian)程(cheng)序(xu)的(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，其還(huan)附(fu)帶一種(zhong)(zhong)操作(zuo)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的(de)(de)程(cheng)序(xu)。這種(zhong)(zhong)電子(zi)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)是新(xin)技術，可有以(yi)(yi)下幾種(zhong)(zhong)操作(zuo)方法(fa)：a. 帶有連鎖的(de)(de)更換工具的(de)(de)操作(zuo)開(kai)(kai)關(guan)以(yi)(yi)及調節穿(chuan)孔(kong)機(ji)空運轉的(de)(de)操作(zuo)開(kai)(kai)關(guan)均不用按鈕結構(gou)；b. 穿(chuan)孔(kong)機(ji)的(de)(de)主生產開(kai)(kai)關(guan)及所(suo)有各種(zhong)(zhong)必要的(de)(de)連鎖裝置(zhi)和(he)所(suo)有各種(zhong)(zhong)輔助裝置(zhi)的(de)(de)手(shou)動(dong)開(kai)(kai)關(guan)；c. 部分自(zi)動(dong)化(hua)(hua)電路，其中(zhong)有單個的(de)(de)自(zi)動(dong)匯(hui)集站，余下部分可用手(shou)動(dong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)進行；d. 整個設(she)備用自(zi)動(dong)化(hua)(hua)的(de)(de)程(cheng)序(xu)塊實(shi)現(xian)整個生產過程(cheng)的(de)(de)自(zi)動(dong)化(hua)(hua)；e. 從控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)室的(de)(de)主控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)臺上(shang)接通并監控(kong)(kong)設(she)備的(de)(de)所(suo)有各個部分。
B. 使用工業機(ji)器(qi)人(ren)
要(yao)阻止工業(ye)機(ji)器人用于熱穿（擴）孔生產(chan)是困難的(de)，特別是用于高(gao)溫（其溫度往往高(gao)達(da)(da)1200℃)和沉(chen)重的(de)工件(jian)（其曲軸的(de)重量(liang)高(gao)達(da)(da)250kg)以及在多塵埃的(de)環境中的(de)繁(fan)重作業(ye)。
要求(qiu)在這種不利的(de)生產(chan)條(tiao)件下，機(ji)(ji)器人動作(zuo)的(de)準(zhun)(zhun)確(que)性也(ye)不能遭到破壞。特別是當穿（擴）孔(kong)機(ji)(ji)裝料時，對(dui)尺寸(cun)和位置的(de)準(zhun)(zhun)確(que)性和穩定性均有(you)很高的(de)要求(qiu)，因(yin)為(wei)在很多情(qing)況下尺寸(cun)和位置的(de)準(zhun)(zhun)確(que)性往往只能偏差幾毫米。
機器(qi)(qi)人(ren)影(ying)響經濟效益的(de)重大(da)因素是它的(de)靈活性。這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)設備的(de)“程(cheng)(cheng)序(xu)”，即(ji)(ji)操作的(de)有效距離，運動(dong)過(guo)程(cheng)(cheng)和(he)工作節奏必(bi)須能(neng)(neng)以(yi)簡單的(de)方式加以(yi)調整和(he)變化，使(shi)(shi)(shi)這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)機器(qi)(qi)人(ren)除完成預先規定的(de)任務外，還(huan)可(ke)令其(qi)做(zuo)其(qi)他工作。這(zhe)(zhe)(zhe)就(jiu)要(yao)求機器(qi)(qi)人(ren)不(bu)僅(jin)具有干預機器(qi)(qi)人(ren)的(de)機能(neng)(neng)的(de)自由可(ke)編程(cheng)(cheng)序(xu)，而且(qie)還(huan)要(yao)使(shi)(shi)(shi)任何一(yi)個(ge)沒有這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)高度發展的(de)專門知識(shi)的(de)人(ren)都能(neng)(neng)使(shi)(shi)(shi)用這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)機器(qi)(qi)人(ren)。這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)所(suo)要(yao)求的(de)自由可(ke)編程(cheng)(cheng)序(xu)即(ji)(ji)是“Teach-in-方法的(de)自由可(ke)編程(cheng)(cheng)序(xu)”。
Loewy(英國）12MN(1200t)立式穿（擴）孔機和(he)神戶制鋼（日(ri)本）23MN(2300t)立(li)式穿（擴）孔機的技術特性見表8-28.
