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(gang)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)機配套(tao)的(de)立(li)式穿(chuan)孔(kong)機的(de)能力(li)一(yi)般為所配套(tao)擠壓(ya)機能力(li)的(de)35%~45%,并且隨著擠壓(ya)坯料合金化(hua)程度的(de)提高，立(li)式穿(chuan)孔(kong)機的(de)能力(li)與臥式擠壓(ya)機的(de)能力(li)的(de)比例有著提高的(de)趨勢。
如(ru)果立式穿(chuan)(chuan)孔機(ji)僅用于擴孔工藝(yi)，則其(qi)能力與擠壓機(ji)能力的比例可以減小(xiao)到(dao)20%~35%,因為擴孔工藝(yi)時坯料無鐓(dui)粗(cu)工序，而穿(chuan)(chuan)孔工藝(yi)中所需(xu)穿(chuan)(chuan)孔機(ji)的最大壓力是鐓(dui)粗(cu)工序。
1. 多(duo)穿(chuan)孔筒的回轉框架結構
近代(dai)立式穿(chuan)孔(kong)機(ji)采用帶有2~3個(ge)穿(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)的(de)回(hui)轉框架結構，各(ge)個(ge)穿(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)輪流工作(zuo)，使所有的(de)輔助工序都在穿(chuan)孔(kong)中(zhong)心線(xian)之(zhi)外(wai)進(jin)行，并且經常(chang)對穿(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)內襯進(jin)行機(ji)械清理和冷卻的(de)工作(zuo)也在線(xian)外(wai)完成。
英國(guo)Loewy 公司的1200t穿(chuan)(chuan)(chuan)孔機在回轉框架中裝有2個穿(chuan)(chuan)(chuan)孔筒(tong)，每個穿(chuan)(chuan)(chuan)孔筒(tong)布置4個工位，分別為(wei)：a. 卸(xie)去空心坯和剪切(qie)環(huan)；b. 預鐓粗和穿(chuan)(chuan)(chuan)孔；c. 從穿(chuan)(chuan)(chuan)孔筒(tong)中推出空心坯；d.穿(chuan)(chuan)(chuan)孔筒(tong)內襯和剪切(qie)環(huan)清理、冷卻。
這種結構允(yun)許方(fang)便地布置所有(you)的輔助(zhu)機(ji)械，縮短(duan)了穿孔機(ji)的工(gong)作周期。
日本神戶制鋼的23MN(2300t)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機帶(dai)有(you)3個穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒的回(hui)轉框(kuang)架結構，每個穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒布(bu)置了(le)4個工位，即裝(zhuang)料一(yi)鐓粗一(yi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)一(yi)取出空心坯及穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒內襯的清理和冷卻。
穿孔(kong)筒(tong)的工位從(cong)4個(ge)減少到3個(ge)，穿孔(kong)機的工作周(zhou)期由30s增加到40秒(miao)。
2. 寬底座預應力張立柱(zhu)固定(ding)螺帽的剛(gang)性框(kuang)架結(jie)構
雙移(yi)動橫(heng)梁在(zai)導(dao)向裝(zhuang)置上移(yi)動；采(cai)(cai)用穿(chuan)孔(kong)(kong)針和(he)穿(chuan)孔(kong)(kong)桿的(de)套筒式(shi)(shi)連接系統；采(cai)(cai)用流動水冷卻，以防止橫(heng)梁在(zai)熱膨(peng)脹時產生的(de)翹(qiao)曲；采(cai)(cai)用預應力張(zhang)立柱固定(ding)螺(luo)帽，提高封閉式(shi)(shi)框架結構(gou)的(de)剛性，提高穿(chuan)孔(kong)(kong)過程中(zhong)穿(chuan)孔(kong)(kong)中(zhong)心線的(de)同心度。
當坯料(liao)鐓粗時(shi)，兩個移(yi)動(dong)(dong)橫(heng)(heng)梁同步移(yi)動(dong)(dong)；穿(chuan)孔開始(shi)前兩個動(dong)(dong)梁分開并反向移(yi)動(dong)(dong)；移(yi)動(dong)(dong)橫(heng)(heng)梁的連接用機械(xie)方法來實現。
3. 多壓力(li)缸結構
立式穿孔(kong)機(ji)的主缸，采(cai)用多(duo)缸結構，以實現(xian)鐓粗、穿孔(kong)或擴(kuo)孔(kong)時，以各(ge)個(ge)壓力缸的組合選擇(ze)來滿足不(bu)同(tong)等級壓力的需求，并且將主缸布置在(zai)下面，以縮小穿孔(kong)機(ji)的總高度。
4. 液壓鎖(suo)緊穿孔筒(tong)及鐓粗穿孔桿的固定
采(cai)用專門(men)的鎖緊機構，以實現自動而快速地安(an)裝新(xin)穿孔(kong)筒(tong)和穿孔(kong)鐓(dui)粗桿(gan)，并在空(kong)心坯的卸(xie)料位置(zhi)，借助于(yu)推坯料機進行穿孔(kong)筒(tong)的更換。使更換穿孔(kong)筒(tong)的時間縮(suo)短到10~20min。
5. 安裝穿(chuan)孔頭(tou)或擴孔頭(tou)的專門裝置
安裝穿(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)或擴孔(kong)(kong)頭(tou)的裝置與穿(chuan)孔(kong)(kong)筒回轉(zhuan)框架(jia)連鎖，并且(qie)由儲存器經冷卻和檢查后提(ti)供穿(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)或擴孔(kong)(kong)頭(tou)。
在(zai)穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)過(guo)程中(zhong)，下(xia)支承桿封閉剪切環(huan)的(de)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)，在(zai)穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)達到規定(ding)的(de)厚度時，下(xia)支承桿在(zai)上穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)橫梁的(de)作用下(xia)，下(xia)降并切斷穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)。穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)針(zhen)回程，穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)針(zhen)頭和(he)(he)穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)留在(zai)下(xia)面。對于(yu)雙(shuang)穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)筒的(de)穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機，穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)筒不在(zai)穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)中(zhong)心線上時，可用專門的(de)機械(xie)取出(chu)穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)頭和(he)(he)穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)，而對于(yu)三穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)筒的(de)穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機，則采用回轉的(de)卷筒將(jiang)穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)頭、穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)和(he)(he)剪切環(huan)一(yi)起取出(chu)。
6. 安裝(zhuang)新剪切環的裝(zhuang)置
通過(guo)不同工位的(de)卷(juan)筒，取走穿孔頭，穿孔余料和剪切環。
對于雙穿(chuan)孔筒(tong)的(de)穿(chuan)孔機，采用專門的(de)機械裝(zhuang)置將剪切環和坯料一(yi)起裝(zhuang)進穿(chuan)孔筒(tong)。
穿孔(kong)后(hou)，用機械手從穿孔(kong)筒中取(qu)出的剪切環(huan)在第3個工位進(jin)行剪切環(huan)的清理。
7. 將坯料由水平(ping)位置改變成垂直位置并(bing)裝(zhuang)進(jin)穿(chuan)孔(kong)筒(tong)中的機(ji)械裝(zhuang)置
為(wei)了(le)從(cong)穿孔筒中取出(chu)(chu)穿孔空心坯，安(an)裝(zhuang)有專門(men)的液壓推(tui)出(chu)(chu)裝(zhuang)置，其能(neng)力(li)約(yue)為(wei)穿孔機(ji)主(zhu)缸(gang)能(neng)力(li)的1/3.
8. 穿孔(kong)筒(tong)的清理和冷卻裝(zhuang)置
采用旋轉(zhuan)的金屬絲刷子，并(bing)在其中安裝有固定的水噴霧器(qi)裝置。
9. 穿孔筒內襯的預熱器
穿孔(kong)前，穿孔(kong)筒的(de)預(yu)熱(re)(re)采用附加(jia)內(nei)熱(re)(re)式的(de)感應加(jia)熱(re)(re)器(qi)，對于擠壓筒的(de)過盈(ying)裝配和保(bao)持裝配后的(de)預(yu)應力是必要(yao)的(de)。
10. 穿孔針和敏粗桿的(de)套筒式連接機(ji)構
為了提高穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)空心坯的(de)(de)壁厚精度(du)，在現代穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機上采用鐓粗(cu)(cu)桿(gan)和穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)針運動的(de)(de)套管系統。坯料鐓粗(cu)(cu)后，鐓粗(cu)(cu)桿(gan)并(bing)不返(fan)回，而是繼續保(bao)持和其(qi)接觸。這(zhe)樣可以讓穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)針精確地對準坯料中心，并(bing)減小其(qi)自由長度(du)。以用穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)鐓粗(cu)(cu)桿(gan)頭(tou)和專門的(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒內襯套形成補充的(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)定心。
11. 穿孔(kong)機主(zhu)輔設備(bei)的(de)自動化
A. 穿孔(kong)機的程序控(kong)制
穿孔機(ji)的(de)(de)(de)電子控(kong)(kong)制(zhi)是(shi)自(zi)(zi)由可編程(cheng)(cheng)序的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)，其還附帶一種(zhong)操(cao)作控(kong)(kong)制(zhi)的(de)(de)(de)程(cheng)(cheng)序。這種(zhong)電子控(kong)(kong)制(zhi)是(shi)新技術，可有(you)(you)以(yi)下(xia)幾種(zhong)操(cao)作方(fang)法：a. 帶有(you)(you)連鎖的(de)(de)(de)更換工具的(de)(de)(de)操(cao)作開關(guan)以(yi)及(ji)調節穿孔機(ji)空運轉的(de)(de)(de)操(cao)作開關(guan)均不用(yong)按鈕結構；b. 穿孔機(ji)的(de)(de)(de)主(zhu)生產(chan)開關(guan)及(ji)所(suo)(suo)有(you)(you)各(ge)(ge)種(zhong)必要的(de)(de)(de)連鎖裝置和所(suo)(suo)有(you)(you)各(ge)(ge)種(zhong)輔助(zhu)裝置的(de)(de)(de)手(shou)動開關(guan)；c. 部(bu)(bu)分自(zi)(zi)動化電路，其中有(you)(you)單個(ge)的(de)(de)(de)自(zi)(zi)動匯集站，余下(xia)部(bu)(bu)分可用(yong)手(shou)動控(kong)(kong)制(zhi)進行；d. 整個(ge)設(she)備用(yong)自(zi)(zi)動化的(de)(de)(de)程(cheng)(cheng)序塊實現(xian)整個(ge)生產(chan)過(guo)程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)自(zi)(zi)動化；e. 從控(kong)(kong)制(zhi)室的(de)(de)(de)主(zhu)控(kong)(kong)制(zhi)臺上接通并(bing)監控(kong)(kong)設(she)備的(de)(de)(de)所(suo)(suo)有(you)(you)各(ge)(ge)個(ge)部(bu)(bu)分。
B. 使用工(gong)業(ye)機器人
要阻止工業機器人用于(yu)熱穿（擴）孔生(sheng)產是困(kun)難的(de)，特(te)別是用于(yu)高溫（其溫度往往高達1200℃)和沉重的(de)工件(jian)（其曲軸的(de)重量高達250kg)以及(ji)在多(duo)塵(chen)埃(ai)的(de)環境中的(de)繁重作業。
要求在(zai)這種不利的(de)(de)(de)生產條件下，機器(qi)人動作的(de)(de)(de)準確性(xing)(xing)也不能遭(zao)到破壞。特(te)別(bie)是當穿(chuan)（擴）孔機裝(zhuang)料時(shi)，對尺寸(cun)和位置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)準確性(xing)(xing)和穩定性(xing)(xing)均有很(hen)高的(de)(de)(de)要求，因為在(zai)很(hen)多情況(kuang)下尺寸(cun)和位置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)準確性(xing)(xing)往往只能偏差幾毫(hao)米。
機(ji)器人(ren)(ren)影響經(jing)濟效(xiao)益的(de)(de)(de)(de)(de)重大因(yin)素是(shi)(shi)它的(de)(de)(de)(de)(de)靈活性。這(zhe)種(zhong)(zhong)設備的(de)(de)(de)(de)(de)“程序”，即操作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)距離(li)，運動過程和(he)工(gong)作(zuo)節(jie)奏必須能以簡單的(de)(de)(de)(de)(de)方式加以調整和(he)變化，使這(zhe)種(zhong)(zhong)機(ji)器人(ren)(ren)除完成預先規定的(de)(de)(de)(de)(de)任務外，還(huan)可(ke)令其做(zuo)其他工(gong)作(zuo)。這(zhe)就要(yao)求機(ji)器人(ren)(ren)不僅具有(you)干(gan)預機(ji)器人(ren)(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)能的(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)由可(ke)編程序，而且(qie)還(huan)要(yao)使任何一個沒有(you)這(zhe)種(zhong)(zhong)高(gao)度發展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)專門知識的(de)(de)(de)(de)(de)人(ren)(ren)都(dou)能使用這(zhe)種(zhong)(zhong)機(ji)器人(ren)(ren)。這(zhe)種(zhong)(zhong)所(suo)要(yao)求的(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)由可(ke)編程序即是(shi)(shi)“Teach-in-方法的(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)由可(ke)編程序”。
Loewy(英國(guo)）12MN(1200t)立(li)式穿（擴）孔機和神戶(hu)制鋼（日(ri)本）23MN(2300t)立式穿（擴）孔機的技術(shu)特性見表(biao)8-28.
