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(xiu)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)配套的立式(shi)(shi)穿(chuan)(chuan)孔機(ji)(ji)的能(neng)力(li)一般為所配套擠(ji)壓機(ji)(ji)能(neng)力(li)的35%~45%,并且隨著(zhu)(zhu)擠(ji)壓坯(pi)料(liao)合金化程度的提高，立式(shi)(shi)穿(chuan)(chuan)孔機(ji)(ji)的能(neng)力(li)與臥式(shi)(shi)擠(ji)壓機(ji)(ji)的能(neng)力(li)的比例有著(zhu)(zhu)提高的趨(qu)勢。
如果立(li)式穿孔(kong)(kong)機(ji)僅用于擴孔(kong)(kong)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)，則其能力與擠壓機(ji)能力的比(bi)例可以減小到20%~35%,因為擴孔(kong)(kong)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)時(shi)坯料(liao)無鐓(dui)粗工(gong)(gong)(gong)序，而穿孔(kong)(kong)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)中所需穿孔(kong)(kong)機(ji)的最(zui)大壓力是鐓(dui)粗工(gong)(gong)(gong)序。
1. 多(duo)穿孔筒的回(hui)轉框架結構
近代立式穿(chuan)(chuan)孔機(ji)采用(yong)帶有(you)2~3個穿(chuan)(chuan)孔筒(tong)的回轉框架(jia)結構(gou)，各個穿(chuan)(chuan)孔筒(tong)輪流工作，使所有(you)的輔(fu)助(zhu)工序都在穿(chuan)(chuan)孔中(zhong)心(xin)線之外(wai)進(jin)行，并且(qie)經常對穿(chuan)(chuan)孔筒(tong)內(nei)襯(chen)進(jin)行機(ji)械清(qing)理和冷卻(que)的工作也在線外(wai)完(wan)成。
英國Loewy 公(gong)司(si)的1200t穿(chuan)孔機在回轉框架中裝有2個(ge)穿(chuan)孔筒(tong)，每個(ge)穿(chuan)孔筒(tong)布置4個(ge)工(gong)位，分別為：a. 卸(xie)去空心(xin)坯(pi)和(he)剪切環；b. 預鐓粗和(he)穿(chuan)孔；c. 從穿(chuan)孔筒(tong)中推出空心(xin)坯(pi)；d.穿(chuan)孔筒(tong)內(nei)襯和(he)剪切環清理、冷卻(que)。
這種結(jie)構允許方便地布(bu)置所有的輔(fu)助機械，縮短了(le)穿孔機的工作周期(qi)。
日本神戶制鋼的23MN(2300t)穿(chuan)孔(kong)機帶有3個穿(chuan)孔(kong)筒的回(hui)轉框架(jia)結構，每個穿(chuan)孔(kong)筒布置了4個工位(wei)，即裝料(liao)一(yi)(yi)鐓(dui)粗一(yi)(yi)穿(chuan)孔(kong)一(yi)(yi)取(qu)出空心坯及穿(chuan)孔(kong)筒內(nei)襯的清(qing)理和冷卻。
穿(chuan)孔筒的工位從4個減少到(dao)3個，穿(chuan)孔機的工作周期由30s增加到(dao)40秒。
2. 寬底座預應(ying)力張立柱固定螺帽的剛性框架(jia)結構
雙移(yi)動橫梁(liang)在(zai)導向裝置上移(yi)動；采用穿(chuan)(chuan)(chuan)孔針和(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔桿(gan)的套筒式(shi)連接(jie)系統；采用流動水冷卻，以防止橫梁(liang)在(zai)熱膨(peng)脹時(shi)產生的翹曲(qu)；采用預應力張(zhang)立柱固定螺帽(mao)，提高封閉式(shi)框(kuang)架結構的剛性，提高穿(chuan)(chuan)(chuan)孔過(guo)程中穿(chuan)(chuan)(chuan)孔中心線的同心度。
當坯料鐓粗(cu)時(shi)，兩個移(yi)動(dong)橫(heng)梁同步移(yi)動(dong)；穿孔開(kai)始前兩個動(dong)梁分開(kai)并反(fan)向移(yi)動(dong)；移(yi)動(dong)橫(heng)梁的連接用機械方法(fa)來實現。
3. 多(duo)壓(ya)力缸(gang)結構
立(li)式穿(chuan)(chuan)孔(kong)機的(de)(de)主缸(gang)(gang)，采用多(duo)缸(gang)(gang)結(jie)構，以實現鐓粗(cu)、穿(chuan)(chuan)孔(kong)或(huo)擴(kuo)孔(kong)時(shi)，以各(ge)個壓力(li)缸(gang)(gang)的(de)(de)組(zu)合選擇來滿足不(bu)同等級壓力(li)的(de)(de)需求，并且將主缸(gang)(gang)布置在下(xia)面，以縮小穿(chuan)(chuan)孔(kong)機的(de)(de)總高(gao)度。
4. 液壓鎖緊穿孔(kong)筒及(ji)鐓粗(cu)穿孔(kong)桿的固(gu)定
采用專(zhuan)門的(de)鎖緊機(ji)構，以實現自動而快(kuai)速(su)地安(an)裝新穿孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)和穿孔(kong)(kong)鐓粗(cu)桿，并在空心坯的(de)卸料(liao)位置(zhi)，借助于推(tui)坯料(liao)機(ji)進行穿孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)的(de)更換。使更換穿孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)的(de)時(shi)間縮短(duan)到(dao)10~20min。
5. 安裝穿孔頭或擴(kuo)孔頭的專(zhuan)門裝置
安裝穿孔(kong)頭或(huo)擴孔(kong)頭的裝置與穿孔(kong)筒回轉(zhuan)框架連鎖，并且(qie)由儲存(cun)器經冷卻和檢查后提(ti)供穿孔(kong)頭或(huo)擴孔(kong)頭。
在穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)過(guo)程中(zhong)，下(xia)(xia)支承(cheng)桿(gan)封閉(bi)剪切(qie)環的(de)孔(kong)(kong)(kong)，在穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余料(liao)(liao)達到規定的(de)厚(hou)度時，下(xia)(xia)支承(cheng)桿(gan)在上(shang)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)橫梁的(de)作用(yong)下(xia)(xia)，下(xia)(xia)降并切(qie)斷(duan)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余料(liao)(liao)。穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)針回(hui)程，穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)針頭和(he)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余料(liao)(liao)留在下(xia)(xia)面(mian)。對于雙穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒的(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)，穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒不在穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)中(zhong)心線上(shang)時，可用(yong)專門的(de)機(ji)(ji)械取出穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭和(he)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余料(liao)(liao)，而對于三(san)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒的(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)，則采用(yong)回(hui)轉的(de)卷筒將穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭、穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余料(liao)(liao)和(he)剪切(qie)環一起取出。
6. 安裝新(xin)剪(jian)切環的裝置
通過不同工位的卷筒，取走穿孔頭，穿孔余料和(he)剪切環。
對(dui)于雙穿(chuan)孔(kong)(kong)筒的穿(chuan)孔(kong)(kong)機，采(cai)用(yong)專門的機械裝置(zhi)將剪切環和(he)坯料一起裝進穿(chuan)孔(kong)(kong)筒。
穿(chuan)孔后，用(yong)機械手從穿(chuan)孔筒中取出的(de)剪切環(huan)在第3個工位進(jin)行剪切環(huan)的(de)清理。
7. 將坯(pi)料由水平(ping)位置改(gai)變(bian)成垂直位置并(bing)裝進穿孔筒中(zhong)的機械裝置
為了(le)從穿孔(kong)筒中(zhong)取出(chu)穿孔(kong)空心坯，安裝有專門的(de)液壓推(tui)出(chu)裝置，其能(neng)力約為穿孔(kong)機主(zhu)缸能(neng)力的(de)1/3.
8. 穿孔(kong)筒的清(qing)理和冷卻裝置
采用(yong)旋(xuan)轉(zhuan)的(de)金屬絲刷(shua)子，并在其中安裝有固定的(de)水(shui)噴霧器裝置。
9. 穿孔筒內襯的預(yu)熱器
穿(chuan)孔前，穿(chuan)孔筒的(de)(de)預熱采用附加內熱式(shi)的(de)(de)感應加熱器，對于擠壓筒的(de)(de)過(guo)盈裝配和保持(chi)裝配后的(de)(de)預應力(li)是必(bi)要(yao)的(de)(de)。
10. 穿(chuan)孔針和敏粗(cu)桿的(de)套(tao)筒式連接(jie)機構
為(wei)了提高穿(chuan)孔(kong)空心(xin)坯(pi)(pi)的(de)(de)壁(bi)厚精度(du)，在(zai)現代穿(chuan)孔(kong)機上采用(yong)鐓(dui)粗桿和穿(chuan)孔(kong)針運動的(de)(de)套管系統。坯(pi)(pi)料鐓(dui)粗后，鐓(dui)粗桿并不返回，而是繼續保持(chi)和其(qi)(qi)接觸。這樣可以讓穿(chuan)孔(kong)針精確地對(dui)準坯(pi)(pi)料中心(xin)，并減小其(qi)(qi)自由(you)長度(du)。以用(yong)穿(chuan)孔(kong)鐓(dui)粗桿頭(tou)和專門的(de)(de)穿(chuan)孔(kong)筒內襯(chen)套形成補充的(de)(de)穿(chuan)孔(kong)定(ding)心(xin)。
11. 穿孔(kong)機主輔設備的自動化
A. 穿孔機的(de)程序(xu)控制
穿孔(kong)機的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)是(shi)自由可(ke)編程(cheng)(cheng)序(xu)的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，其還附帶一(yi)種(zhong)操作(zuo)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)程(cheng)(cheng)序(xu)。這種(zhong)電(dian)子(zi)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)是(shi)新技術，可(ke)有(you)以(yi)下幾(ji)種(zhong)操作(zuo)方(fang)法(fa)：a. 帶有(you)連(lian)鎖(suo)的(de)(de)(de)更換工具的(de)(de)(de)操作(zuo)開關(guan)以(yi)及調節穿孔(kong)機空運轉的(de)(de)(de)操作(zuo)開關(guan)均不(bu)用(yong)按鈕(niu)結構；b. 穿孔(kong)機的(de)(de)(de)主(zhu)生產開關(guan)及所有(you)各(ge)種(zhong)必要的(de)(de)(de)連(lian)鎖(suo)裝置和所有(you)各(ge)種(zhong)輔助(zhu)裝置的(de)(de)(de)手(shou)動(dong)(dong)開關(guan)；c. 部分自動(dong)(dong)化(hua)(hua)電(dian)路(lu)，其中有(you)單個(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)自動(dong)(dong)匯集站，余下部分可(ke)用(yong)手(shou)動(dong)(dong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)進行；d. 整個(ge)(ge)(ge)設備用(yong)自動(dong)(dong)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)程(cheng)(cheng)序(xu)塊實現整個(ge)(ge)(ge)生產過(guo)程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)自動(dong)(dong)化(hua)(hua)；e. 從控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)室的(de)(de)(de)主(zhu)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)臺(tai)上(shang)接通并監(jian)控(kong)(kong)設備的(de)(de)(de)所有(you)各(ge)個(ge)(ge)(ge)部分。
B. 使用工業(ye)機器人
要(yao)阻止工(gong)(gong)業機器(qi)人(ren)用(yong)于熱穿（擴）孔生(sheng)產(chan)是困難的(de)，特別是用(yong)于高溫（其溫度(du)往(wang)往(wang)高達1200℃)和沉(chen)重的(de)工(gong)(gong)件（其曲軸的(de)重量高達250kg)以及在多塵埃(ai)的(de)環境中的(de)繁(fan)重作業。
要求(qiu)在這種不(bu)(bu)利的(de)生產條件下，機器人動作的(de)準確性(xing)也不(bu)(bu)能遭到破壞。特別(bie)是(shi)當穿（擴）孔(kong)機裝料時，對尺寸和(he)(he)(he)位(wei)置的(de)準確性(xing)和(he)(he)(he)穩定性(xing)均有很(hen)高的(de)要求(qiu)，因為(wei)在很(hen)多情況下尺寸和(he)(he)(he)位(wei)置的(de)準確性(xing)往往只能偏差(cha)幾(ji)毫米。
機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)影(ying)響經(jing)濟效益的(de)(de)(de)(de)(de)重大因素(su)是它的(de)(de)(de)(de)(de)靈(ling)活性(xing)。這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)設備的(de)(de)(de)(de)(de)“程(cheng)序(xu)”，即操(cao)作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)有效距(ju)離，運動(dong)過程(cheng)和工作(zuo)節奏必須能(neng)以簡(jian)單的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式加以調整和變化，使這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)除完成預先規定的(de)(de)(de)(de)(de)任務(wu)外，還可(ke)令其做其他工作(zuo)。這(zhe)(zhe)就要(yao)(yao)求機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)不僅具有干預機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)自由(you)(you)可(ke)編程(cheng)序(xu)，而(er)且還要(yao)(yao)使任何(he)一個沒有這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)高度發展的(de)(de)(de)(de)(de)專門知(zhi)識的(de)(de)(de)(de)(de)人(ren)都能(neng)使用(yong)這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)。這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)所(suo)要(yao)(yao)求的(de)(de)(de)(de)(de)自由(you)(you)可(ke)編程(cheng)序(xu)即是“Teach-in-方(fang)法的(de)(de)(de)(de)(de)自由(you)(you)可(ke)編程(cheng)序(xu)”。
Loewy(英國）12MN(1200t)立(li)式穿（擴(kuo)）孔機和神(shen)戶制鋼（日本）23MN(2300t)立式穿（擴）孔機的技術特性見表8-28.
