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。
與鋼擠壓(ya)(ya)機配套(tao)的(de)(de)(de)立(li)(li)式(shi)穿孔機的(de)(de)(de)能力(li)(li)一(yi)般為所配套(tao)擠壓(ya)(ya)機能力(li)(li)的(de)(de)(de)35%~45%,并且隨著擠壓(ya)(ya)坯(pi)料合金化程(cheng)度的(de)(de)(de)提高(gao)，立(li)(li)式(shi)穿孔機的(de)(de)(de)能力(li)(li)與臥(wo)式(shi)擠壓(ya)(ya)機的(de)(de)(de)能力(li)(li)的(de)(de)(de)比(bi)例(li)有著提高(gao)的(de)(de)(de)趨勢。
如(ru)果立式穿孔(kong)機(ji)僅用(yong)于擴孔(kong)工藝(yi)，則其能(neng)力(li)與擠壓(ya)機(ji)能(neng)力(li)的比例可(ke)以減小到(dao)20%~35%,因為擴孔(kong)工藝(yi)時(shi)坯料無(wu)鐓粗工序，而穿孔(kong)工藝(yi)中所需穿孔(kong)機(ji)的最大壓(ya)力(li)是鐓粗工序。
1. 多穿孔筒(tong)的回轉框架結構
近代立式穿(chuan)孔機采用帶有(you)2~3個穿(chuan)孔筒的回轉(zhuan)框架(jia)結構，各個穿(chuan)孔筒輪(lun)流工(gong)作(zuo)(zuo)，使所有(you)的輔助(zhu)工(gong)序都在(zai)穿(chuan)孔中心線(xian)之外(wai)進行(xing)(xing)，并且經常對穿(chuan)孔筒內襯(chen)進行(xing)(xing)機械(xie)清理和冷卻的工(gong)作(zuo)(zuo)也在(zai)線(xian)外(wai)完成。
英國Loewy 公司的1200t穿(chuan)孔(kong)(kong)機在回(hui)轉框架中(zhong)裝有2個穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)，每個穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)布置4個工位，分別為：a. 卸去空心坯(pi)和剪切環；b. 預鐓粗和穿(chuan)孔(kong)(kong)；c. 從穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)中(zhong)推出空心坯(pi)；d.穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)內襯和剪切環清理、冷卻(que)。
這種結構允許方便地(di)布置所有的輔助機械(xie)，縮短了穿孔機的工(gong)作周期。
日(ri)本(ben)神戶制鋼的(de)23MN(2300t)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機帶(dai)有3個(ge)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒的(de)回(hui)轉框架(jia)結(jie)構，每個(ge)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒布置了4個(ge)工位，即裝料一鐓粗一穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)一取出空心坯(pi)及穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒內襯(chen)的(de)清理(li)和冷卻。
穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)的工位從4個減(jian)少(shao)到3個，穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)的工作周期由30s增加到40秒。
2. 寬底座(zuo)預(yu)應力張(zhang)立柱(zhu)固定螺帽的剛性框架結構
雙移動(dong)橫(heng)(heng)梁在(zai)導(dao)向裝置(zhi)上移動(dong)；采用穿(chuan)孔(kong)(kong)針和穿(chuan)孔(kong)(kong)桿的套筒式(shi)(shi)連接系統；采用流動(dong)水冷(leng)卻(que)，以防止橫(heng)(heng)梁在(zai)熱膨(peng)脹(zhang)時產生的翹曲；采用預應力張立柱固定螺帽，提高(gao)封(feng)閉式(shi)(shi)框架結構的剛性，提高(gao)穿(chuan)孔(kong)(kong)過(guo)程中穿(chuan)孔(kong)(kong)中心(xin)線的同心(xin)度。
當(dang)坯(pi)料鐓粗時，兩(liang)個移(yi)(yi)動(dong)橫(heng)(heng)梁(liang)同步移(yi)(yi)動(dong)；穿孔開始前(qian)兩(liang)個動(dong)梁(liang)分開并反向移(yi)(yi)動(dong)；移(yi)(yi)動(dong)橫(heng)(heng)梁(liang)的連接(jie)用機械方(fang)法來(lai)實現。
3. 多壓(ya)力缸結(jie)構
立式穿(chuan)孔機的主缸，采用多缸結(jie)構，以(yi)(yi)實(shi)現(xian)鐓粗、穿(chuan)孔或擴(kuo)孔時，以(yi)(yi)各(ge)個(ge)壓(ya)(ya)力缸的組合選擇來滿足不(bu)同等(deng)級壓(ya)(ya)力的需(xu)求，并(bing)且將主缸布(bu)置在下面，以(yi)(yi)縮小穿(chuan)孔機的總高(gao)度。
4. 液壓鎖緊穿孔(kong)筒及鐓(dui)粗(cu)穿孔(kong)桿(gan)的固(gu)定
采用專門的鎖(suo)緊機(ji)構，以實現自動而快速地安(an)裝新(xin)穿孔筒(tong)和穿孔鐓粗桿，并在空(kong)心坯的卸(xie)料位置，借助(zhu)于(yu)推坯料機(ji)進行穿孔筒(tong)的更換。使更換穿孔筒(tong)的時(shi)間(jian)縮短到(dao)10~20min。
5. 安裝(zhuang)(zhuang)穿(chuan)孔(kong)頭(tou)或擴孔(kong)頭(tou)的(de)專門裝(zhuang)(zhuang)置
安裝穿(chuan)孔頭(tou)或擴孔頭(tou)的裝置(zhi)與穿(chuan)孔筒(tong)回(hui)轉框(kuang)架(jia)連鎖，并(bing)且由儲存器經冷(leng)卻和(he)檢查后提供穿(chuan)孔頭(tou)或擴孔頭(tou)。
在(zai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)過程中(zhong)，下(xia)(xia)支承桿封閉(bi)剪(jian)切(qie)環的(de)(de)孔(kong)，在(zai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)余(yu)料(liao)達到規(gui)定的(de)(de)厚度時，下(xia)(xia)支承桿在(zai)上(shang)穿(chuan)(chuan)孔(kong)橫梁(liang)的(de)(de)作用下(xia)(xia)，下(xia)(xia)降并切(qie)斷穿(chuan)(chuan)孔(kong)余(yu)料(liao)。穿(chuan)(chuan)孔(kong)針(zhen)回程，穿(chuan)(chuan)孔(kong)針(zhen)頭(tou)和穿(chuan)(chuan)孔(kong)余(yu)料(liao)留在(zai)下(xia)(xia)面。對(dui)于雙(shuang)穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)的(de)(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)，穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)不在(zai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)中(zhong)心線上(shang)時，可(ke)用專門的(de)(de)機(ji)械取出穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)和穿(chuan)(chuan)孔(kong)余(yu)料(liao)，而(er)對(dui)于三穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)的(de)(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)，則采(cai)用回轉的(de)(de)卷筒(tong)將(jiang)穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)、穿(chuan)(chuan)孔(kong)余(yu)料(liao)和剪(jian)切(qie)環一起取出。
6. 安裝(zhuang)新剪切環的裝(zhuang)置
通(tong)過(guo)不同工(gong)位的(de)卷筒，取走穿孔頭(tou)，穿孔余(yu)料和剪切環。
對于雙穿孔(kong)(kong)筒的穿孔(kong)(kong)機，采用專門的機械裝置將剪切環和坯料一(yi)起裝進(jin)穿孔(kong)(kong)筒。
穿孔后(hou)，用(yong)機(ji)械手從穿孔筒中取出的剪(jian)切環在(zai)第3個工位進(jin)行(xing)剪(jian)切環的清理。
7. 將坯料由水平位置(zhi)改變(bian)成垂(chui)直位置(zhi)并裝進穿孔筒中的機械裝置(zhi)
為(wei)了從(cong)穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒中取出穿(chuan)(chuan)孔(kong)空心坯(pi)，安裝(zhuang)有專(zhuan)門的液壓推(tui)出裝(zhuang)置，其能(neng)力(li)約為(wei)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機主缸能(neng)力(li)的1/3.
8. 穿孔筒的清理和冷卻裝置
采用旋轉的(de)金屬絲刷子，并在其中安(an)裝有固定的(de)水(shui)噴霧器(qi)裝置。
9. 穿(chuan)孔筒內襯的預(yu)熱器
穿孔前，穿孔筒的(de)(de)預熱(re)(re)采用附(fu)加內(nei)熱(re)(re)式的(de)(de)感應加熱(re)(re)器(qi)，對于擠壓(ya)筒的(de)(de)過盈裝配和保持裝配后的(de)(de)預應力(li)是必要的(de)(de)。
10. 穿孔針和(he)敏粗(cu)桿的套筒式連接機構
為了提高穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔空(kong)心(xin)坯的(de)(de)壁厚精度(du)，在現代穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔機上采用(yong)鐓(dui)(dui)粗桿(gan)和穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔針運(yun)動的(de)(de)套管系統(tong)。坯料鐓(dui)(dui)粗后(hou)，鐓(dui)(dui)粗桿(gan)并不返回，而是繼續保持和其接觸(chu)。這樣可以(yi)讓穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔針精確地(di)對準坯料中心(xin)，并減小其自由長度(du)。以(yi)用(yong)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔鐓(dui)(dui)粗桿(gan)頭(tou)和專門的(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔筒內襯(chen)套形成補(bu)充的(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔定心(xin)。
11. 穿孔機主輔設備的自動化
A. 穿孔機的(de)程序控(kong)制
穿孔機的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)是(shi)自(zi)由(you)可(ke)編程序的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，其還附帶(dai)一種(zhong)(zhong)操(cao)作(zuo)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)程序。這(zhe)種(zhong)(zhong)電(dian)子(zi)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)是(shi)新(xin)技(ji)術，可(ke)有(you)以(yi)下(xia)幾種(zhong)(zhong)操(cao)作(zuo)方法：a. 帶(dai)有(you)連(lian)鎖的(de)(de)(de)更(geng)換工具的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)開關(guan)以(yi)及調節(jie)穿孔機空運轉的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)開關(guan)均(jun)不(bu)用(yong)(yong)按鈕結(jie)構；b. 穿孔機的(de)(de)(de)主生產開關(guan)及所有(you)各種(zhong)(zhong)必要(yao)的(de)(de)(de)連(lian)鎖裝置和所有(you)各種(zhong)(zhong)輔助(zhu)裝置的(de)(de)(de)手動開關(guan)；c. 部分自(zi)動化(hua)電(dian)路，其中有(you)單個(ge)的(de)(de)(de)自(zi)動匯集站，余下(xia)部分可(ke)用(yong)(yong)手動控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)進行；d. 整(zheng)個(ge)設備(bei)用(yong)(yong)自(zi)動化(hua)的(de)(de)(de)程序塊實現整(zheng)個(ge)生產過(guo)程的(de)(de)(de)自(zi)動化(hua)；e. 從控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)室的(de)(de)(de)主控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)臺上接通并監控(kong)(kong)設備(bei)的(de)(de)(de)所有(you)各個(ge)部分。
B. 使用工業機器人(ren)
要阻止工業(ye)機器人用于(yu)熱穿（擴(kuo)）孔(kong)生(sheng)產是困難的(de)，特(te)別是用于(yu)高溫(wen)（其溫(wen)度往往高達1200℃)和沉重(zhong)的(de)工件（其曲軸的(de)重(zhong)量高達250kg)以及(ji)在多塵埃(ai)的(de)環境中的(de)繁重(zhong)作業(ye)。
要(yao)(yao)求(qiu)在這種不(bu)利的(de)生產條(tiao)件下(xia)，機器人(ren)動作(zuo)的(de)準確(que)性也不(bu)能遭到(dao)破(po)壞。特(te)別(bie)是當(dang)穿(chuan)（擴）孔機裝料時，對尺(chi)寸和(he)位置(zhi)的(de)準確(que)性和(he)穩(wen)定性均有很(hen)高的(de)要(yao)(yao)求(qiu)，因為在很(hen)多情況下(xia)尺(chi)寸和(he)位置(zhi)的(de)準確(que)性往往只(zhi)能偏(pian)差幾毫米。
機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)影(ying)響經濟(ji)效益的(de)(de)重大(da)因素是(shi)它的(de)(de)靈活(huo)性。這(zhe)種設備(bei)的(de)(de)“程序”，即(ji)操(cao)作(zuo)的(de)(de)有效距離，運動過(guo)程和工(gong)作(zuo)節奏必(bi)須能以簡單的(de)(de)方式加以調整和變化，使這(zhe)種機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)除完成預(yu)先規定的(de)(de)任務外，還可(ke)(ke)(ke)令其(qi)做其(qi)他工(gong)作(zuo)。這(zhe)就要(yao)求機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)不僅(jin)具有干預(yu)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)機(ji)能的(de)(de)自由可(ke)(ke)(ke)編程序，而且還要(yao)使任何一個(ge)沒有這(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)種機(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)。這(zhe)種所要(yao)求的(de)(de)自由可(ke)(ke)(ke)編程序即(ji)是(shi)“Teach-in-方法(fa)的(de)(de)自由可(ke)(ke)(ke)編程序”。
Loewy(英(ying)國）12MN(1200t)立式(shi)穿（擴）孔機和神戶(hu)制(zhi)鋼（日本）23MN(2300t)立式穿（擴）孔機(ji)的技術特性見表8-28.
