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(ji)壓機(ji)(ji)配(pei)套(tao)的(de)(de)(de)立式(shi)穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)能(neng)力一(yi)般為所(suo)配(pei)套(tao)擠(ji)壓機(ji)(ji)能(neng)力的(de)(de)(de)35%~45%,并(bing)且隨著擠(ji)壓坯料合金化程度的(de)(de)(de)提高，立式(shi)穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)能(neng)力與臥(wo)式(shi)擠(ji)壓機(ji)(ji)的(de)(de)(de)能(neng)力的(de)(de)(de)比例有著提高的(de)(de)(de)趨勢。
如果立式穿(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)僅用于擴孔(kong)工藝，則(ze)其能(neng)力(li)與擠壓機(ji)(ji)能(neng)力(li)的比(bi)例可以減小到20%~35%,因為(wei)擴孔(kong)工藝時坯(pi)料無鐓粗工序，而穿(chuan)孔(kong)工藝中所需(xu)穿(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)的最大壓力(li)是鐓粗工序。
1. 多(duo)穿(chuan)孔筒的回轉框架(jia)結(jie)構
近(jin)代立式穿(chuan)(chuan)孔機采用(yong)帶有2~3個(ge)穿(chuan)(chuan)孔筒(tong)的(de)回轉(zhuan)框架(jia)結構(gou)，各個(ge)穿(chuan)(chuan)孔筒(tong)輪流工作(zuo)，使所有的(de)輔助工序都在穿(chuan)(chuan)孔中(zhong)心線之外進行，并且經常對穿(chuan)(chuan)孔筒(tong)內襯進行機械清理和冷卻的(de)工作(zuo)也在線外完成。
英國Loewy 公司的(de)1200t穿(chuan)孔(kong)機在回轉(zhuan)框架中裝有2個(ge)(ge)穿(chuan)孔(kong)筒(tong)，每個(ge)(ge)穿(chuan)孔(kong)筒(tong)布置4個(ge)(ge)工位(wei)，分別為：a. 卸(xie)去空心坯和(he)剪(jian)切環；b. 預(yu)鐓粗和(he)穿(chuan)孔(kong)；c. 從穿(chuan)孔(kong)筒(tong)中推出空心坯；d.穿(chuan)孔(kong)筒(tong)內襯和(he)剪(jian)切環清理、冷(leng)卻(que)。
這種結構(gou)允許(xu)方便(bian)地(di)布置所有的(de)輔助機械，縮短了穿孔機的(de)工作(zuo)周期(qi)。
日本神戶制鋼的(de)23MN(2300t)穿孔機帶有3個(ge)(ge)穿孔筒的(de)回轉(zhuan)框架(jia)結構(gou)，每個(ge)(ge)穿孔筒布(bu)置(zhi)了(le)4個(ge)(ge)工位，即裝料一鐓粗(cu)一穿孔一取出空(kong)心坯及(ji)穿孔筒內(nei)襯的(de)清理和冷卻。
穿(chuan)孔(kong)筒的工(gong)位從(cong)4個減少到(dao)3個，穿(chuan)孔(kong)機的工(gong)作周期由30s增加到(dao)40秒。
2. 寬底座(zuo)預應力張(zhang)立柱固定螺(luo)帽的剛性框架結構
雙移動(dong)橫(heng)梁在(zai)導向裝(zhuang)置上移動(dong)；采(cai)用穿(chuan)孔(kong)(kong)針和穿(chuan)孔(kong)(kong)桿的套筒式連接(jie)系(xi)統；采(cai)用流(liu)動(dong)水冷卻，以防止橫(heng)梁在(zai)熱膨脹(zhang)時(shi)產(chan)生的翹曲；采(cai)用預應力張立柱(zhu)固定螺帽，提(ti)高封閉(bi)式框架結構(gou)的剛性(xing)，提(ti)高穿(chuan)孔(kong)(kong)過程中(zhong)穿(chuan)孔(kong)(kong)中(zhong)心(xin)線的同(tong)心(xin)度(du)。
當坯料(liao)鐓粗時，兩(liang)個移動(dong)橫梁同步移動(dong)；穿(chuan)孔開始(shi)前兩(liang)個動(dong)梁分(fen)開并反向移動(dong)；移動(dong)橫梁的連接用(yong)機械方法來(lai)實現。
3. 多壓力缸結構
立式(shi)穿孔(kong)機的主(zhu)缸(gang)，采用多缸(gang)結(jie)構，以實現鐓(dui)粗、穿孔(kong)或擴(kuo)孔(kong)時，以各個壓力缸(gang)的組(zu)合選(xuan)擇來滿足不同等級壓力的需(xu)求，并且將主(zhu)缸(gang)布置在下(xia)面，以縮(suo)小穿孔(kong)機的總高度。
4. 液壓鎖(suo)緊穿孔(kong)筒(tong)及鐓粗穿孔(kong)桿的固定
采(cai)用專門的鎖緊機構(gou)，以實現自動而快速地安裝新穿孔(kong)筒和穿孔(kong)鐓粗桿，并在空(kong)心坯的卸料位置，借助(zhu)于推坯料機進行穿孔(kong)筒的更換(huan)。使更換(huan)穿孔(kong)筒的時間縮短到10~20min。
5. 安裝穿孔頭或擴(kuo)孔頭的專門裝置
安裝穿(chuan)孔頭或(huo)擴孔頭的(de)裝置與(yu)穿(chuan)孔筒回轉(zhuan)框架連鎖，并且由儲存器經冷卻(que)和檢查(cha)后提供穿(chuan)孔頭或(huo)擴孔頭。
在穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔過程(cheng)中，下支承桿封(feng)閉剪切(qie)環的(de)(de)(de)(de)孔，在穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔余(yu)料(liao)(liao)達到(dao)規定的(de)(de)(de)(de)厚度時(shi)，下支承桿在上穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔橫梁的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用下，下降并切(qie)斷穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔余(yu)料(liao)(liao)。穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔針回(hui)程(cheng)，穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔針頭和(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔余(yu)料(liao)(liao)留在下面(mian)。對于雙穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔筒(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔機(ji)(ji)，穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔筒(tong)(tong)不在穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔中心線上時(shi)，可用專門的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)械取出穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔頭和(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔余(yu)料(liao)(liao)，而對于三穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔筒(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔機(ji)(ji)，則采用回(hui)轉的(de)(de)(de)(de)卷(juan)筒(tong)(tong)將穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔頭、穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔余(yu)料(liao)(liao)和(he)剪切(qie)環一起取出。
6. 安裝新剪切環的裝置
通過不同工位的卷筒，取走(zou)穿(chuan)孔頭，穿(chuan)孔余料和剪切環。
對于雙穿孔(kong)筒的穿孔(kong)機(ji)，采用專門的機(ji)械裝置(zhi)將(jiang)剪切環和(he)坯料一起裝進穿孔(kong)筒。
穿孔后，用(yong)機械手(shou)從穿孔筒(tong)中取出的剪(jian)切環(huan)在第3個工位進行剪(jian)切環(huan)的清理。
7. 將坯料由水平(ping)位置(zhi)(zhi)改(gai)變(bian)成垂直(zhi)位置(zhi)(zhi)并裝(zhuang)(zhuang)進穿孔筒中的機械(xie)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)
為了從穿(chuan)孔筒中取出(chu)穿(chuan)孔空心坯，安(an)裝(zhuang)有專(zhuan)門的(de)液壓推(tui)出(chu)裝(zhuang)置，其能(neng)力約為穿(chuan)孔機(ji)主缸能(neng)力的(de)1/3.
8. 穿孔筒的(de)清理和冷卻裝(zhuang)置
采用(yong)旋轉的金(jin)屬絲刷子，并在其中安裝有固定的水(shui)噴霧器裝置(zhi)。
9. 穿(chuan)孔筒內襯的(de)預熱器
穿(chuan)孔(kong)前，穿(chuan)孔(kong)筒(tong)的(de)預熱采用附加(jia)內(nei)熱式的(de)感(gan)應加(jia)熱器，對于擠壓(ya)筒(tong)的(de)過盈裝配和(he)保(bao)持裝配后的(de)預應力是必要的(de)。
10. 穿孔針和(he)敏粗(cu)桿的套筒式連接機構
為(wei)了提高穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)空心(xin)坯的(de)壁厚精度(du)，在現代穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)機上采用鐓(dui)粗桿(gan)和穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)針運動(dong)的(de)套管系統。坯料鐓(dui)粗后，鐓(dui)粗桿(gan)并不返回，而是(shi)繼(ji)續保持和其接觸。這樣(yang)可以讓(rang)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)針精確地對準坯料中心(xin)，并減小其自由長度(du)。以用穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)鐓(dui)粗桿(gan)頭(tou)和專門的(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)筒內襯套形成(cheng)補充的(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)定心(xin)。
11. 穿孔機主輔設備的自動化
A. 穿孔機的程(cheng)序控制(zhi)
穿(chuan)孔機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)子(zi)控制(zhi)是(shi)自(zi)(zi)由可編程序的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)控制(zhi)，其(qi)還(huan)附帶(dai)一種操(cao)作(zuo)(zuo)控制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)程序。這種電(dian)子(zi)控制(zhi)是(shi)新(xin)技術，可有(you)以(yi)(yi)下幾(ji)種操(cao)作(zuo)(zuo)方法：a. 帶(dai)有(you)連鎖的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)更換工(gong)具(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo)開關(guan)以(yi)(yi)及調(diao)節穿(chuan)孔機空運轉的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo)開關(guan)均不用按鈕結(jie)構；b. 穿(chuan)孔機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主生產(chan)開關(guan)及所(suo)有(you)各種必要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)連鎖裝(zhuang)置和所(suo)有(you)各種輔助裝(zhuang)置的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)手(shou)(shou)動(dong)開關(guan)；c. 部(bu)(bu)分(fen)自(zi)(zi)動(dong)化(hua)電(dian)路，其(qi)中有(you)單個的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)(zi)動(dong)匯集站，余下部(bu)(bu)分(fen)可用手(shou)(shou)動(dong)控制(zhi)進行；d. 整個設備用自(zi)(zi)動(dong)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)程序塊實(shi)現整個生產(chan)過程的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)(zi)動(dong)化(hua)；e. 從控制(zhi)室的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主控制(zhi)臺上接通并監控設備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)所(suo)有(you)各個部(bu)(bu)分(fen)。
B. 使用工業(ye)機器人
要阻(zu)止工業(ye)機(ji)器(qi)人用于熱穿（擴）孔生產是困(kun)難的(de)，特別是用于高(gao)溫（其溫度往往高(gao)達1200℃)和沉重的(de)工件（其曲軸的(de)重量高(gao)達250kg)以及在多塵埃(ai)的(de)環境中的(de)繁(fan)重作(zuo)業(ye)。
要求(qiu)在(zai)這種不利的(de)(de)(de)生產條(tiao)件下(xia)，機器人動(dong)作的(de)(de)(de)準(zhun)確(que)性(xing)也不能遭到破壞。特別是當穿（擴）孔機裝料時，對尺寸(cun)和(he)位(wei)置的(de)(de)(de)準(zhun)確(que)性(xing)和(he)穩定(ding)性(xing)均有很(hen)高(gao)的(de)(de)(de)要求(qiu)，因(yin)為在(zai)很(hen)多情況(kuang)下(xia)尺寸(cun)和(he)位(wei)置的(de)(de)(de)準(zhun)確(que)性(xing)往往只能偏(pian)差幾(ji)毫米(mi)。
機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)影響經(jing)濟效益的(de)(de)重(zhong)大因素(su)是(shi)它(ta)的(de)(de)靈活性(xing)。這(zhe)種(zhong)設備的(de)(de)“程(cheng)序”，即(ji)操作(zuo)的(de)(de)有(you)效距離，運動過(guo)程(cheng)和工(gong)作(zuo)節奏必須能(neng)以簡單(dan)的(de)(de)方式加以調整和變化，使(shi)這(zhe)種(zhong)機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)除完成預先規定的(de)(de)任務外，還可(ke)令(ling)其做其他工(gong)作(zuo)。這(zhe)就要(yao)求機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)不僅具有(you)干預機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)的(de)(de)機(ji)(ji)能(neng)的(de)(de)自由可(ke)編程(cheng)序，而且(qie)還要(yao)使(shi)任何一個沒有(you)這(zhe)種(zhong)高度發展的(de)(de)專門(men)知識(shi)的(de)(de)人(ren)(ren)都能(neng)使(shi)用這(zhe)種(zhong)機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)。這(zhe)種(zhong)所要(yao)求的(de)(de)自由可(ke)編程(cheng)序即(ji)是(shi)“Teach-in-方法的(de)(de)自由可(ke)編程(cheng)序”。
Loewy(英國）12MN(1200t)立式穿(chuan)（擴）孔(kong)機和神戶制鋼（日本(ben)）23MN(2300t)立式穿（擴）孔(kong)機的技(ji)術特性見(jian)表8-28.
