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(gang)擠(ji)壓(ya)機(ji)配套的(de)(de)立式(shi)(shi)穿孔機(ji)的(de)(de)能(neng)(neng)力(li)一般為所(suo)配套擠(ji)壓(ya)機(ji)能(neng)(neng)力(li)的(de)(de)35%~45%,并且(qie)隨著(zhu)擠(ji)壓(ya)坯料合金化程度的(de)(de)提高，立式(shi)(shi)穿孔機(ji)的(de)(de)能(neng)(neng)力(li)與臥式(shi)(shi)擠(ji)壓(ya)機(ji)的(de)(de)能(neng)(neng)力(li)的(de)(de)比例有著(zhu)提高的(de)(de)趨勢。
如果立式穿孔機(ji)(ji)僅用于擴(kuo)孔工藝，則其能(neng)力與擠壓機(ji)(ji)能(neng)力的比(bi)例可以減小(xiao)到20%~35%,因為(wei)擴(kuo)孔工藝時坯料無鐓(dui)(dui)粗工序，而(er)穿孔工藝中所需穿孔機(ji)(ji)的最大壓力是(shi)鐓(dui)(dui)粗工序。
1. 多穿孔筒的回轉框(kuang)架結構
近代(dai)立式穿(chuan)孔機采用帶有2~3個穿(chuan)孔筒的回轉框架(jia)結構，各個穿(chuan)孔筒輪流工作，使所有的輔助工序(xu)都在穿(chuan)孔中心(xin)線之外進行，并且經常對穿(chuan)孔筒內襯進行機械(xie)清理和冷(leng)卻的工作也在線外完(wan)成。
英國Loewy 公司的1200t穿(chuan)(chuan)孔(kong)機在(zai)回轉框架(jia)中(zhong)裝(zhuang)有2個穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)，每個穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)布置4個工位，分別(bie)為(wei)：a. 卸去空(kong)(kong)心(xin)坯(pi)和剪切環；b. 預鐓(dui)粗(cu)和穿(chuan)(chuan)孔(kong)；c. 從(cong)穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)中(zhong)推出空(kong)(kong)心(xin)坯(pi)；d.穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)內(nei)襯和剪切環清理、冷(leng)卻。
這種結構允許方便地(di)布(bu)置所有的輔助機械，縮短了穿(chuan)孔機的工作(zuo)周期。
日(ri)本神戶制鋼的23MN(2300t)穿孔機帶有(you)3個穿孔筒(tong)的回轉(zhuan)框架結(jie)構，每個穿孔筒(tong)布(bu)置了4個工位，即(ji)裝料一鐓粗一穿孔一取出空心坯及穿孔筒(tong)內襯(chen)的清理和(he)冷卻(que)。
穿孔筒的工(gong)位從4個(ge)減少到3個(ge)，穿孔機的工(gong)作周期由30s增加到40秒。
2. 寬底座預(yu)應力(li)張立柱固定螺(luo)帽(mao)的剛性(xing)框架結構
雙移(yi)動(dong)(dong)橫梁在(zai)導向裝置上移(yi)動(dong)(dong)；采用(yong)穿孔(kong)(kong)針和(he)穿孔(kong)(kong)桿的套筒式連接系統；采用(yong)流(liu)動(dong)(dong)水(shui)冷卻，以防止(zhi)橫梁在(zai)熱(re)膨脹(zhang)時產生的翹曲；采用(yong)預應(ying)力(li)張立柱固(gu)定螺帽，提(ti)高(gao)封閉式框架結構的剛性，提(ti)高(gao)穿孔(kong)(kong)過(guo)程中穿孔(kong)(kong)中心線(xian)的同(tong)心度。
當坯料(liao)鐓粗時(shi)，兩個移(yi)(yi)動(dong)橫梁(liang)同步移(yi)(yi)動(dong)；穿孔(kong)開始前兩個動(dong)梁(liang)分開并(bing)反向移(yi)(yi)動(dong)；移(yi)(yi)動(dong)橫梁(liang)的連接(jie)用機械(xie)方法(fa)來實現。
3. 多壓力缸結構
立式穿(chuan)(chuan)孔(kong)機的(de)(de)主(zhu)缸(gang)(gang)，采用多缸(gang)(gang)結(jie)構，以實(shi)現鐓粗、穿(chuan)(chuan)孔(kong)或擴孔(kong)時，以各個壓力缸(gang)(gang)的(de)(de)組合選擇來滿足(zu)不同等級壓力的(de)(de)需求(qiu)，并且將主(zhu)缸(gang)(gang)布置在下(xia)面，以縮小穿(chuan)(chuan)孔(kong)機的(de)(de)總(zong)高度。
4. 液壓鎖緊(jin)穿(chuan)孔筒及(ji)鐓粗穿(chuan)孔桿的固定(ding)
采用(yong)專門的鎖緊機(ji)構，以(yi)實現(xian)自動而快速地安裝(zhuang)新穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)和穿(chuan)孔(kong)(kong)鐓粗桿，并在空心坯的卸料位置，借助于推坯料機(ji)進行穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)的更(geng)換(huan)。使更(geng)換(huan)穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)的時間縮短到10~20min。
5. 安裝(zhuang)穿孔頭(tou)(tou)或擴(kuo)孔頭(tou)(tou)的專門裝(zhuang)置
安裝(zhuang)穿(chuan)孔(kong)頭或擴(kuo)孔(kong)頭的裝(zhuang)置(zhi)與穿(chuan)孔(kong)筒回轉框架連鎖，并(bing)且(qie)由儲存器經冷(leng)卻和檢查后提供穿(chuan)孔(kong)頭或擴(kuo)孔(kong)頭。
在(zai)(zai)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)過程(cheng)中，下(xia)支承桿封(feng)閉剪切環(huan)的(de)(de)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)，在(zai)(zai)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余料(liao)達到(dao)規(gui)定的(de)(de)厚度時，下(xia)支承桿在(zai)(zai)上穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)橫梁的(de)(de)作(zuo)用下(xia)，下(xia)降并切斷(duan)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余料(liao)。穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)針回程(cheng)，穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)針頭(tou)和穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余料(liao)留在(zai)(zai)下(xia)面。對(dui)于雙(shuang)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)筒(tong)(tong)的(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)，穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)筒(tong)(tong)不(bu)在(zai)(zai)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)中心線上時，可用專門的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)械(xie)取(qu)出穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)頭(tou)和穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余料(liao)，而對(dui)于三(san)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)筒(tong)(tong)的(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)，則采用回轉的(de)(de)卷筒(tong)(tong)將穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)頭(tou)、穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余料(liao)和剪切環(huan)一(yi)起取(qu)出。
6. 安裝(zhuang)新(xin)剪切環的裝(zhuang)置
通(tong)過(guo)不同工位的(de)卷筒，取走穿孔(kong)(kong)頭，穿孔(kong)(kong)余料和(he)剪切環。
對于雙(shuang)穿孔(kong)筒的穿孔(kong)機，采用專門的機械(xie)裝置將剪切環和坯料一起裝進穿孔(kong)筒。
穿孔(kong)后，用機(ji)械手從穿孔(kong)筒中(zhong)取(qu)出的剪切(qie)環(huan)在第(di)3個工位進(jin)行剪切(qie)環(huan)的清理。
7. 將坯料由水平位置改變成(cheng)垂直位置并裝進穿孔筒中的(de)機械裝置
為(wei)了從穿孔(kong)筒中(zhong)取(qu)出穿孔(kong)空心(xin)坯，安裝(zhuang)有專(zhuan)門的液壓推(tui)出裝(zhuang)置，其(qi)能力約為(wei)穿孔(kong)機主缸能力的1/3.
8. 穿(chuan)孔筒的清理和冷卻裝置
采用(yong)旋轉的(de)金(jin)屬絲刷子，并(bing)在其中(zhong)安裝有(you)固定的(de)水噴霧器裝置。
9. 穿(chuan)孔筒內襯的預熱器
穿孔前，穿孔筒的(de)預熱采用附加內熱式的(de)感(gan)應加熱器，對(dui)于擠壓筒的(de)過盈(ying)裝配和保持裝配后的(de)預應力是必要的(de)。
10. 穿孔針和敏粗桿的套筒式連接(jie)機構
為(wei)了(le)提高穿(chuan)孔(kong)(kong)空心(xin)坯的(de)壁(bi)厚精度(du)，在現(xian)代(dai)穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)上采(cai)用鐓粗桿(gan)和(he)穿(chuan)孔(kong)(kong)針(zhen)運動的(de)套管(guan)系統。坯料鐓粗后，鐓粗桿(gan)并不返回，而是(shi)繼續保持和(he)其接觸(chu)。這樣(yang)可以讓(rang)穿(chuan)孔(kong)(kong)針(zhen)精確(que)地(di)對準坯料中(zhong)心(xin)，并減小其自由長(chang)度(du)。以用穿(chuan)孔(kong)(kong)鐓粗桿(gan)頭和(he)專門的(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)筒內襯套形成補(bu)充的(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)定心(xin)。
11. 穿孔(kong)機主輔(fu)設備的(de)自(zi)動(dong)化
A. 穿孔機(ji)的程(cheng)序控制
穿(chuan)(chuan)孔機的(de)(de)(de)電(dian)(dian)子控(kong)(kong)制是自由可(ke)編程序的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制，其(qi)還附帶(dai)一種(zhong)操(cao)作(zuo)控(kong)(kong)制的(de)(de)(de)程序。這種(zhong)電(dian)(dian)子控(kong)(kong)制是新技術，可(ke)有(you)以(yi)下(xia)幾種(zhong)操(cao)作(zuo)方法：a. 帶(dai)有(you)連(lian)鎖(suo)的(de)(de)(de)更換工具的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)開關以(yi)及(ji)調節穿(chuan)(chuan)孔機空運轉的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)開關均不用按鈕(niu)結構；b. 穿(chuan)(chuan)孔機的(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)生(sheng)(sheng)產開關及(ji)所(suo)有(you)各種(zhong)必(bi)要的(de)(de)(de)連(lian)鎖(suo)裝置和所(suo)有(you)各種(zhong)輔助裝置的(de)(de)(de)手動(dong)開關；c. 部分(fen)自動(dong)化(hua)電(dian)(dian)路(lu)，其(qi)中(zhong)有(you)單個(ge)的(de)(de)(de)自動(dong)匯集站，余下(xia)部分(fen)可(ke)用手動(dong)控(kong)(kong)制進(jin)行；d. 整(zheng)個(ge)設(she)備用自動(dong)化(hua)的(de)(de)(de)程序塊實現(xian)整(zheng)個(ge)生(sheng)(sheng)產過程的(de)(de)(de)自動(dong)化(hua)；e. 從控(kong)(kong)制室(shi)的(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)控(kong)(kong)制臺上接通并監控(kong)(kong)設(she)備的(de)(de)(de)所(suo)有(you)各個(ge)部分(fen)。
B. 使用工業機器人
要(yao)阻止工業(ye)機器(qi)人用于熱(re)穿（擴）孔生產是困難的(de)，特別是用于高溫（其溫度往往高達1200℃)和沉重(zhong)的(de)工件（其曲軸的(de)重(zhong)量高達250kg)以及(ji)在多塵埃的(de)環境中的(de)繁重(zhong)作業(ye)。
要求在這種(zhong)不利的(de)(de)生產(chan)條件下，機器人動作的(de)(de)準(zhun)確性(xing)(xing)也不能遭到破壞(huai)。特別(bie)是當穿（擴）孔機裝料(liao)時，對尺寸和位置(zhi)的(de)(de)準(zhun)確性(xing)(xing)和穩定性(xing)(xing)均(jun)有很(hen)高的(de)(de)要求，因(yin)為(wei)在很(hen)多情況下尺寸和位置(zhi)的(de)(de)準(zhun)確性(xing)(xing)往往只能偏差(cha)幾毫米。
機器人(ren)影響(xiang)經(jing)濟效益(yi)的(de)(de)(de)重大因素是它(ta)的(de)(de)(de)靈活性(xing)。這(zhe)種(zhong)(zhong)設備的(de)(de)(de)“程序(xu)(xu)”，即操(cao)作的(de)(de)(de)有效距(ju)離，運動(dong)過程和工(gong)作節奏必須(xu)能以簡單的(de)(de)(de)方式加以調(diao)整(zheng)和變化，使這(zhe)種(zhong)(zhong)機器人(ren)除完(wan)成預(yu)先規定的(de)(de)(de)任(ren)務外，還可令(ling)其做其他工(gong)作。這(zhe)就要求機器人(ren)不僅具有干(gan)預(yu)機器人(ren)的(de)(de)(de)機能的(de)(de)(de)自由(you)(you)可編程序(xu)(xu)，而且還要使任(ren)何一個沒(mei)有這(zhe)種(zhong)(zhong)高度發展的(de)(de)(de)專(zhuan)門(men)知識的(de)(de)(de)人(ren)都能使用這(zhe)種(zhong)(zhong)機器人(ren)。這(zhe)種(zhong)(zhong)所要求的(de)(de)(de)自由(you)(you)可編程序(xu)(xu)即是“Teach-in-方法的(de)(de)(de)自由(you)(you)可編程序(xu)(xu)”。
Loewy(英(ying)國）12MN(1200t)立式穿（擴）孔機和神戶制(zhi)鋼（日(ri)本）23MN(2300t)立式(shi)穿（擴）孔機的技(ji)術特(te)性見表8-28.
