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。
與鋼擠(ji)(ji)壓機配(pei)套的立式(shi)穿孔機的能(neng)力一般為(wei)所配(pei)套擠(ji)(ji)壓機能(neng)力的35%~45%,并且隨(sui)著(zhu)擠(ji)(ji)壓坯(pi)料合金(jin)化程度的提(ti)高(gao)，立式(shi)穿孔機的能(neng)力與臥式(shi)擠(ji)(ji)壓機的能(neng)力的比例有著(zhu)提(ti)高(gao)的趨勢。
如果(guo)立式穿(chuan)孔機(ji)(ji)僅用于擴孔工(gong)藝，則其能力(li)與擠(ji)壓機(ji)(ji)能力(li)的(de)比例可以減小到20%~35%,因(yin)為擴孔工(gong)藝時坯料無鐓(dui)粗(cu)工(gong)序，而穿(chuan)孔工(gong)藝中所(suo)需穿(chuan)孔機(ji)(ji)的(de)最(zui)大(da)壓力(li)是(shi)鐓(dui)粗(cu)工(gong)序。
1. 多穿(chuan)孔筒的(de)回轉框架結構
近代立式穿孔(kong)機采(cai)用帶有(you)2~3個(ge)(ge)穿孔(kong)筒(tong)的(de)回轉框架結構，各(ge)個(ge)(ge)穿孔(kong)筒(tong)輪流工(gong)作，使(shi)所有(you)的(de)輔助工(gong)序都在穿孔(kong)中(zhong)心線之(zhi)外進行，并(bing)且經常對穿孔(kong)筒(tong)內襯進行機械清理和冷卻的(de)工(gong)作也(ye)在線外完成。
英國(guo)Loewy 公司的(de)1200t穿(chuan)孔機在回(hui)轉框架中裝有2個穿(chuan)孔筒，每個穿(chuan)孔筒布(bu)置4個工位，分別為：a. 卸去(qu)空(kong)(kong)心(xin)坯和剪(jian)(jian)切(qie)環(huan)；b. 預鐓粗(cu)和穿(chuan)孔；c. 從穿(chuan)孔筒中推(tui)出空(kong)(kong)心(xin)坯；d.穿(chuan)孔筒內襯(chen)和剪(jian)(jian)切(qie)環(huan)清理(li)、冷卻。
這種結構允許方(fang)便(bian)地布置(zhi)所有的輔助(zhu)機械(xie)，縮(suo)短了穿孔機的工作周期。
日(ri)本神戶(hu)制(zhi)鋼的(de)23MN(2300t)穿(chuan)孔(kong)(kong)機帶有3個(ge)穿(chuan)孔(kong)(kong)筒的(de)回(hui)轉框架結構，每(mei)個(ge)穿(chuan)孔(kong)(kong)筒布置了4個(ge)工位，即裝料一鐓粗一穿(chuan)孔(kong)(kong)一取出空(kong)心坯及(ji)穿(chuan)孔(kong)(kong)筒內襯(chen)的(de)清理和冷卻。
穿(chuan)孔筒(tong)的工位從4個減(jian)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(yu)應(ying)力張(zhang)立柱(zhu)固定螺帽的剛性框架結(jie)構
雙移動橫(heng)梁(liang)在導向裝置(zhi)上移動；采(cai)用穿(chuan)孔針(zhen)和(he)穿(chuan)孔桿(gan)的(de)(de)套(tao)筒式(shi)連接系統；采(cai)用流動水冷(leng)卻(que)，以防(fang)止橫(heng)梁(liang)在熱(re)膨脹(zhang)時產生(sheng)的(de)(de)翹(qiao)曲；采(cai)用預應力張立柱固定螺帽，提高封閉式(shi)框架結構的(de)(de)剛性，提高穿(chuan)孔過程(cheng)中穿(chuan)孔中心(xin)線的(de)(de)同(tong)心(xin)度。
當坯(pi)料鐓粗時(shi)，兩個移動(dong)橫(heng)梁(liang)同步移動(dong)；穿(chuan)孔開始前(qian)兩個動(dong)梁(liang)分開并反向移動(dong)；移動(dong)橫(heng)梁(liang)的連(lian)接(jie)用機械方(fang)法來(lai)實現。
3. 多(duo)壓(ya)力缸結構(gou)
立式穿孔機的(de)主(zhu)缸，采用多缸結構，以(yi)實(shi)現鐓粗、穿孔或擴孔時(shi)，以(yi)各個壓力(li)缸的(de)組合選擇(ze)來滿(man)足不(bu)同(tong)等級壓力(li)的(de)需求，并且(qie)將主(zhu)缸布置在下面，以(yi)縮小穿孔機的(de)總高度(du)。
4. 液(ye)壓鎖緊穿(chuan)孔筒及鐓粗穿(chuan)孔桿的固定
采用專(zhuan)門(men)的(de)(de)鎖緊機構，以實(shi)現自動而(er)快(kuai)速(su)地安裝新穿(chuan)(chuan)(chuan)孔筒和(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔鐓粗桿(gan)，并在空心(xin)坯的(de)(de)卸料(liao)位(wei)置，借(jie)助于推坯料(liao)機進(jin)行穿(chuan)(chuan)(chuan)孔筒的(de)(de)更(geng)(geng)換。使更(geng)(geng)換穿(chuan)(chuan)(chuan)孔筒的(de)(de)時(shi)間縮短到10~20min。
5. 安(an)裝穿孔頭或擴孔頭的(de)專門(men)裝置
安裝穿孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)或擴孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)的(de)裝置(zhi)與穿孔(kong)(kong)(kong)筒回轉(zhuan)框架連鎖，并且由儲存(cun)器經(jing)冷卻和(he)檢(jian)查后(hou)提供穿孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)或擴孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)。
在穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)過程中(zhong)，下(xia)支(zhi)承(cheng)桿封閉(bi)剪切環的孔(kong)(kong)(kong)，在穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)達(da)到(dao)規定的厚度時，下(xia)支(zhi)承(cheng)桿在上(shang)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)橫(heng)梁(liang)的作用(yong)下(xia)，下(xia)降并(bing)切斷穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)。穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)針回程，穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)針頭和(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)留在下(xia)面。對于(yu)雙(shuang)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒的穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機，穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒不(bu)在穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)中(zhong)心線(xian)上(shang)時，可用(yong)專門的機械取出(chu)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭和(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)，而(er)對于(yu)三穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒的穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機，則采用(yong)回轉的卷筒將(jiang)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭、穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)和(he)剪切環一起取出(chu)。
6. 安裝新剪(jian)切(qie)環(huan)的裝置
通(tong)過不同工(gong)位的卷筒，取走穿孔頭，穿孔余料和剪切環(huan)。
對于雙穿(chuan)孔筒的穿(chuan)孔機，采(cai)用(yong)專門的機械裝置將剪切環和坯料一起裝進穿(chuan)孔筒。
穿(chuan)孔后，用機械手從穿(chuan)孔筒中取出的剪(jian)(jian)切(qie)環(huan)在第3個工(gong)位(wei)進行剪(jian)(jian)切(qie)環(huan)的清理。
7. 將坯料(liao)由(you)水平(ping)位置(zhi)改(gai)變(bian)成垂直位置(zhi)并(bing)裝(zhuang)進(jin)穿孔(kong)筒中(zhong)的(de)機械裝(zhuang)置(zhi)
為了從穿孔筒中取(qu)出穿孔空心坯，安裝有專門的液壓推出裝置，其能(neng)力約為穿孔機主缸能(neng)力的1/3.
8. 穿孔筒的清理和冷卻裝置
采用旋(xuan)轉的(de)(de)金(jin)屬絲刷子，并在其中(zhong)安(an)裝(zhuang)有固定的(de)(de)水噴霧器裝(zhuang)置。
9. 穿孔筒內(nei)襯的預熱(re)器
穿(chuan)孔(kong)前(qian)，穿(chuan)孔(kong)筒(tong)的(de)(de)預熱采用附加內熱式(shi)的(de)(de)感(gan)應加熱器，對于擠壓筒(tong)的(de)(de)過盈(ying)裝(zhuang)(zhuang)配和(he)保(bao)持裝(zhuang)(zhuang)配后(hou)的(de)(de)預應力是必要的(de)(de)。
10. 穿孔針(zhen)和敏粗桿的套(tao)筒式連接(jie)機構
為(wei)了提高穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)空心坯(pi)的壁厚精度，在現代穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機上采用鐓粗(cu)桿和(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)針(zhen)運動(dong)的套(tao)管系統(tong)。坯(pi)料(liao)鐓粗(cu)后，鐓粗(cu)桿并(bing)不(bu)返回(hui)，而是繼續保持和(he)其(qi)接觸(chu)。這樣(yang)可以(yi)讓穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)針(zhen)精確地對準坯(pi)料(liao)中心，并(bing)減小其(qi)自由(you)長度。以(yi)用穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)鐓粗(cu)桿頭和(he)專門(men)的穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)內襯(chen)套(tao)形(xing)成補充的穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)定(ding)心。
11. 穿孔機(ji)主輔(fu)設備的自(zi)動(dong)化
A. 穿孔(kong)機的程序控(kong)制
穿(chuan)孔機(ji)(ji)的(de)電子控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)是(shi)自由可(ke)編(bian)程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)的(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，其(qi)還附帶一(yi)種(zhong)操(cao)作(zuo)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的(de)程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)。這(zhe)種(zhong)電子控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)是(shi)新(xin)技術，可(ke)有(you)以(yi)下幾種(zhong)操(cao)作(zuo)方法：a. 帶有(you)連鎖(suo)的(de)更換工具的(de)操(cao)作(zuo)開(kai)關以(yi)及調節(jie)穿(chuan)孔機(ji)(ji)空運轉的(de)操(cao)作(zuo)開(kai)關均不用(yong)(yong)按鈕結構(gou)；b. 穿(chuan)孔機(ji)(ji)的(de)主(zhu)生產(chan)開(kai)關及所有(you)各種(zhong)必要的(de)連鎖(suo)裝置和所有(you)各種(zhong)輔助裝置的(de)手動(dong)開(kai)關；c. 部分(fen)自動(dong)化電路，其(qi)中(zhong)有(you)單個的(de)自動(dong)匯集站，余(yu)下部分(fen)可(ke)用(yong)(yong)手動(dong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)進行；d. 整(zheng)個設(she)(she)備(bei)用(yong)(yong)自動(dong)化的(de)程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)塊實現整(zheng)個生產(chan)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)的(de)自動(dong)化；e. 從控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)室的(de)主(zhu)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)臺上接(jie)通并監控(kong)(kong)設(she)(she)備(bei)的(de)所有(you)各個部分(fen)。
B. 使(shi)用工業機器人(ren)
要阻止(zhi)工業機器人用(yong)于熱穿（擴(kuo)）孔生產是困難(nan)的(de)，特別是用(yong)于高溫(wen)（其溫(wen)度往往高達1200℃)和沉重的(de)工件（其曲軸的(de)重量高達250kg)以及在(zai)多塵埃的(de)環境中的(de)繁重作業。
要(yao)求在這種不(bu)利的(de)(de)(de)生產條件下，機器人動作的(de)(de)(de)準確(que)性(xing)(xing)也不(bu)能遭到破壞。特別是當(dang)穿（擴）孔機裝料(liao)時，對尺(chi)寸(cun)和位置的(de)(de)(de)準確(que)性(xing)(xing)和穩定(ding)性(xing)(xing)均有很(hen)(hen)高的(de)(de)(de)要(yao)求，因為(wei)在很(hen)(hen)多情況下尺(chi)寸(cun)和位置的(de)(de)(de)準確(que)性(xing)(xing)往往只能偏差幾毫(hao)米。
機器(qi)人(ren)影響經濟(ji)效益的(de)重(zhong)大因素是它的(de)靈活性。這(zhe)(zhe)種設(she)備的(de)“程序”，即操(cao)作(zuo)的(de)有(you)效距離，運(yun)動(dong)過程和(he)工作(zuo)節奏必須能(neng)(neng)以簡單的(de)方式加以調(diao)整和(he)變化，使這(zhe)(zhe)種機器(qi)人(ren)除完成(cheng)預先(xian)規定(ding)的(de)任(ren)務外，還可(ke)令其做其他工作(zuo)。這(zhe)(zhe)就要求機器(qi)人(ren)不僅具有(you)干(gan)預機器(qi)人(ren)的(de)機能(neng)(neng)的(de)自由(you)可(ke)編(bian)程序，而且還要使任(ren)何一個沒(mei)有(you)這(zhe)(zhe)種高度發展的(de)專門知識的(de)人(ren)都能(neng)(neng)使用這(zhe)(zhe)種機器(qi)人(ren)。這(zhe)(zhe)種所(suo)要求的(de)自由(you)可(ke)編(bian)程序即是“Teach-in-方法的(de)自由(you)可(ke)編(bian)程序”。
Loewy(英國）12MN(1200t)立式穿（擴）孔機(ji)和神(shen)戶制鋼(gang)（日本）23MN(2300t)立式穿（擴）孔機的(de)技術(shu)特性見表8-28.
