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)壓機配套的(de)立(li)式穿孔(kong)機的(de)能(neng)力一般為所配套擠(ji)壓機能(neng)力的(de)35%~45%,并且(qie)隨著(zhu)擠(ji)壓坯料合金化程度(du)的(de)提(ti)高，立(li)式穿孔(kong)機的(de)能(neng)力與臥式擠(ji)壓機的(de)能(neng)力的(de)比例有(you)著(zhu)提(ti)高的(de)趨勢。
如果立式穿(chuan)孔(kong)機(ji)僅用于擴(kuo)孔(kong)工(gong)藝(yi)(yi)，則其能(neng)力(li)(li)與擠壓(ya)機(ji)能(neng)力(li)(li)的比(bi)例可以減小到20%~35%,因為(wei)擴(kuo)孔(kong)工(gong)藝(yi)(yi)時坯料無鐓粗工(gong)序，而穿(chuan)孔(kong)工(gong)藝(yi)(yi)中所需穿(chuan)孔(kong)機(ji)的最大壓(ya)力(li)(li)是鐓粗工(gong)序。
1. 多穿孔筒的(de)回轉框架結構
近(jin)代立式穿(chuan)孔(kong)(kong)機采用帶有2~3個(ge)穿(chuan)孔(kong)(kong)筒的回轉框架結構，各(ge)個(ge)穿(chuan)孔(kong)(kong)筒輪(lun)流(liu)工作(zuo)，使所有的輔助工序都在穿(chuan)孔(kong)(kong)中心線之外(wai)進行(xing)，并且經常對穿(chuan)孔(kong)(kong)筒內襯(chen)進行(xing)機械(xie)清理和冷卻的工作(zuo)也在線外(wai)完成。
英國Loewy 公司的1200t穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)機在回轉框架中(zhong)裝(zhuang)有2個(ge)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)筒，每(mei)個(ge)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)筒布(bu)置4個(ge)工(gong)位，分別為：a. 卸(xie)去(qu)空心坯(pi)(pi)和剪切環；b. 預鐓(dui)粗(cu)和穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)；c. 從穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)筒中(zhong)推出空心坯(pi)(pi)；d.穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)筒內襯和剪切環清理、冷卻。
這種結構允許方便地布置所有的輔助機(ji)械，縮短了穿(chuan)孔機(ji)的工(gong)作周期。
日本(ben)神戶制鋼的23MN(2300t)穿(chuan)孔機帶有(you)3個(ge)穿(chuan)孔筒(tong)的回轉框架結(jie)構，每個(ge)穿(chuan)孔筒(tong)布置(zhi)了4個(ge)工位，即裝料一(yi)(yi)鐓粗(cu)一(yi)(yi)穿(chuan)孔一(yi)(yi)取(qu)出空心坯及(ji)穿(chuan)孔筒(tong)內襯的清理和(he)冷卻。
穿孔筒的工(gong)位從4個(ge)減少(shao)到3個(ge)，穿孔機(ji)的工(gong)作周(zhou)期由30s增加到40秒。
2. 寬底座預應力(li)張(zhang)立柱固定(ding)螺帽(mao)的剛性框(kuang)架結(jie)構(gou)
雙移動橫梁(liang)在導向(xiang)裝置上(shang)移動；采用(yong)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)針和穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)桿的(de)套筒式(shi)連接系統(tong)；采用(yong)流動水冷卻，以(yi)防(fang)止橫梁(liang)在熱膨脹時產(chan)生的(de)翹曲；采用(yong)預應力(li)張立柱(zhu)固定螺帽，提高(gao)封(feng)閉式(shi)框(kuang)架結構(gou)的(de)剛性，提高(gao)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)過程中穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)中心線(xian)的(de)同(tong)心度。
當(dang)坯(pi)料鐓粗時，兩個移動(dong)(dong)橫梁(liang)同步移動(dong)(dong)；穿孔開始前兩個動(dong)(dong)梁(liang)分開并反向(xiang)移動(dong)(dong)；移動(dong)(dong)橫梁(liang)的(de)連接用機械方法(fa)來實(shi)現。
3. 多壓力(li)缸結構
立式穿孔(kong)機的(de)(de)主(zhu)缸(gang)(gang)，采(cai)用多缸(gang)(gang)結構，以實(shi)現鐓粗、穿孔(kong)或擴孔(kong)時，以各個壓(ya)力(li)缸(gang)(gang)的(de)(de)組合選擇來滿足不同(tong)等級壓(ya)力(li)的(de)(de)需求，并(bing)且將主(zhu)缸(gang)(gang)布置在下面，以縮小穿孔(kong)機的(de)(de)總(zong)高度。
4. 液(ye)壓鎖緊穿孔(kong)筒及鐓粗穿孔(kong)桿的固定
采(cai)用專(zhuan)門的(de)(de)鎖緊機(ji)構，以實現自動而快(kuai)速地安裝新穿孔(kong)筒(tong)和穿孔(kong)鐓粗桿，并在(zai)空心(xin)坯的(de)(de)卸(xie)料位置，借助(zhu)于推坯料機(ji)進行穿孔(kong)筒(tong)的(de)(de)更換(huan)(huan)。使更換(huan)(huan)穿孔(kong)筒(tong)的(de)(de)時間縮短到10~20min。
5. 安裝(zhuang)穿孔頭或擴孔頭的專門裝(zhuang)置
安裝(zhuang)穿孔(kong)頭或(huo)擴孔(kong)頭的(de)裝(zhuang)置(zhi)與穿孔(kong)筒回轉框架(jia)連鎖，并且由儲存(cun)器經冷卻(que)和檢查后提供穿孔(kong)頭或(huo)擴孔(kong)頭。
在(zai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)過程中(zhong)，下支(zhi)承(cheng)(cheng)桿封閉(bi)剪(jian)切環的(de)(de)孔(kong)(kong)(kong)，在(zai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)(yu)(yu)料(liao)達(da)到(dao)規定的(de)(de)厚度時，下支(zhi)承(cheng)(cheng)桿在(zai)上穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)橫梁的(de)(de)作用(yong)下，下降并切斷穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)(yu)(yu)料(liao)。穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)針(zhen)(zhen)回程，穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)針(zhen)(zhen)頭和穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)(yu)(yu)料(liao)留在(zai)下面。對(dui)于雙穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒的(de)(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機，穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒不(bu)在(zai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)中(zhong)心線上時，可用(yong)專門的(de)(de)機械取出穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭和穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)(yu)(yu)料(liao)，而對(dui)于三穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒的(de)(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機，則采用(yong)回轉的(de)(de)卷筒將穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭、穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)(yu)(yu)料(liao)和剪(jian)切環一起取出。
6. 安裝(zhuang)新剪切(qie)環的裝(zhuang)置
通(tong)過不同(tong)工位的卷(juan)筒，取走穿孔(kong)頭，穿孔(kong)余(yu)料(liao)和剪(jian)切環。
對于雙穿(chuan)孔(kong)筒(tong)的穿(chuan)孔(kong)機，采(cai)用(yong)專門的機械裝(zhuang)置將剪切環和坯料(liao)一(yi)起裝(zhuang)進(jin)穿(chuan)孔(kong)筒(tong)。
穿(chuan)孔后(hou)，用機械手從穿(chuan)孔筒中取出的剪切環在第3個工位進行(xing)剪切環的清理(li)。
7. 將坯料由水平位置改變(bian)成垂直位置并(bing)裝進穿孔筒中(zhong)的機械(xie)裝置
為了從(cong)穿孔筒中(zhong)取出(chu)穿孔空心(xin)坯，安(an)裝有專門(men)的液(ye)壓推(tui)出(chu)裝置，其能力約(yue)為穿孔機(ji)主缸能力的1/3.
8. 穿孔筒的清理和冷卻裝置
采用旋(xuan)轉的金(jin)屬絲刷子(zi)，并在其中安裝有(you)固定的水噴(pen)霧器裝置。
9. 穿孔筒內襯的(de)預熱器(qi)
穿孔前，穿孔筒的(de)(de)預(yu)熱采(cai)用(yong)附加內熱式的(de)(de)感應(ying)加熱器(qi)，對于擠壓筒的(de)(de)過(guo)盈裝配和保(bao)持裝配后的(de)(de)預(yu)應(ying)力是必要的(de)(de)。
10. 穿孔針和敏粗桿的套筒式連接機構
為了提(ti)高穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)空心(xin)坯的(de)(de)壁厚精度，在現(xian)代穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機上采用鐓(dui)粗(cu)桿和穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)針(zhen)運動的(de)(de)套管(guan)系統。坯料鐓(dui)粗(cu)后，鐓(dui)粗(cu)桿并不(bu)返回，而(er)是繼續(xu)保(bao)持和其接觸。這樣可(ke)以讓穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)針(zhen)精確(que)地對準坯料中心(xin)，并減小其自由長度。以用穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)鐓(dui)粗(cu)桿頭和專門的(de)(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒內襯套形成補充的(de)(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)定心(xin)。
11. 穿(chuan)孔(kong)機主輔(fu)設(she)備的自(zi)動化
A. 穿孔機的(de)程序控制
穿孔機(ji)的(de)(de)(de)電子(zi)控(kong)制(zhi)是(shi)自(zi)由可(ke)(ke)編(bian)程(cheng)(cheng)序的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)，其還附帶(dai)一種操作控(kong)制(zhi)的(de)(de)(de)程(cheng)(cheng)序。這種電子(zi)控(kong)制(zhi)是(shi)新(xin)技術，可(ke)(ke)有(you)(you)(you)以下幾種操作方法：a. 帶(dai)有(you)(you)(you)連(lian)鎖(suo)的(de)(de)(de)更換(huan)工具的(de)(de)(de)操作開關(guan)以及調節穿孔機(ji)空運(yun)轉的(de)(de)(de)操作開關(guan)均不用按鈕結構(gou)；b. 穿孔機(ji)的(de)(de)(de)主生產(chan)開關(guan)及所(suo)有(you)(you)(you)各種必(bi)要的(de)(de)(de)連(lian)鎖(suo)裝置(zhi)和所(suo)有(you)(you)(you)各種輔(fu)助裝置(zhi)的(de)(de)(de)手動(dong)(dong)開關(guan)；c. 部(bu)(bu)分自(zi)動(dong)(dong)化(hua)電路，其中有(you)(you)(you)單個的(de)(de)(de)自(zi)動(dong)(dong)匯(hui)集站，余下部(bu)(bu)分可(ke)(ke)用手動(dong)(dong)控(kong)制(zhi)進行；d. 整(zheng)個設備(bei)用自(zi)動(dong)(dong)化(hua)的(de)(de)(de)程(cheng)(cheng)序塊實現整(zheng)個生產(chan)過程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)自(zi)動(dong)(dong)化(hua)；e. 從(cong)控(kong)制(zhi)室的(de)(de)(de)主控(kong)制(zhi)臺上接通并監控(kong)設備(bei)的(de)(de)(de)所(suo)有(you)(you)(you)各個部(bu)(bu)分。
B. 使用工(gong)業機器人
要阻止工業機(ji)器人用于熱(re)穿（擴）孔生產是困難的(de)(de)，特別是用于高(gao)溫（其溫度往(wang)往(wang)高(gao)達(da)1200℃)和沉重(zhong)的(de)(de)工件（其曲軸的(de)(de)重(zhong)量高(gao)達(da)250kg)以及在多(duo)塵埃的(de)(de)環境(jing)中的(de)(de)繁(fan)重(zhong)作業。
要求在(zai)這種不(bu)利的(de)(de)生產(chan)條件(jian)下，機(ji)器人(ren)動(dong)作的(de)(de)準(zhun)確性(xing)也不(bu)能遭到破壞。特(te)別是(shi)當穿（擴）孔機(ji)裝料時，對尺寸和(he)位置的(de)(de)準(zhun)確性(xing)和(he)穩定性(xing)均有很高的(de)(de)要求，因(yin)為(wei)在(zai)很多(duo)情況下尺寸和(he)位置的(de)(de)準(zhun)確性(xing)往往只能偏差幾(ji)毫米(mi)。
機(ji)器(qi)(qi)人影(ying)響經濟效益的(de)(de)(de)重大因素是它的(de)(de)(de)靈(ling)活性。這(zhe)(zhe)種(zhong)設(she)備的(de)(de)(de)“程(cheng)序”，即操(cao)作的(de)(de)(de)有效距(ju)離，運動過程(cheng)和工(gong)作節奏必須能(neng)(neng)以簡單的(de)(de)(de)方(fang)式加(jia)以調整和變化，使這(zhe)(zhe)種(zhong)機(ji)器(qi)(qi)人除完成預先規(gui)定的(de)(de)(de)任(ren)務外，還(huan)可(ke)(ke)令(ling)其(qi)做其(qi)他工(gong)作。這(zhe)(zhe)就要求機(ji)器(qi)(qi)人不僅具有干預機(ji)器(qi)(qi)人的(de)(de)(de)機(ji)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)自(zi)(zi)由可(ke)(ke)編程(cheng)序，而且還(huan)要使任(ren)何一個(ge)沒有這(zhe)(zhe)種(zhong)高度發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)專門知識的(de)(de)(de)人都(dou)能(neng)(neng)使用這(zhe)(zhe)種(zhong)機(ji)器(qi)(qi)人。這(zhe)(zhe)種(zhong)所(suo)要求的(de)(de)(de)自(zi)(zi)由可(ke)(ke)編程(cheng)序即是“Teach-in-方(fang)法的(de)(de)(de)自(zi)(zi)由可(ke)(ke)編程(cheng)序”。
Loewy(英國）12MN(1200t)立(li)式穿（擴(kuo)）孔機(ji)和神戶制鋼(gang)（日本）23MN(2300t)立式穿（擴(kuo)）孔機的技術特性見表8-28.
