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(ya)機(ji)(ji)配套(tao)的(de)立式(shi)穿孔(kong)機(ji)(ji)的(de)能力(li)(li)一般為(wei)所配套(tao)擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji)能力(li)(li)的(de)35%~45%,并且(qie)隨著擠(ji)壓(ya)坯料(liao)合金化程度的(de)提(ti)高，立式(shi)穿孔(kong)機(ji)(ji)的(de)能力(li)(li)與臥式(shi)擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji)的(de)能力(li)(li)的(de)比例有著提(ti)高的(de)趨勢。
如果立式穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機僅用于(yu)擴孔(kong)(kong)(kong)工(gong)藝(yi)(yi)，則其能(neng)力(li)與擠壓(ya)機能(neng)力(li)的比例可以減小到20%~35%,因為擴孔(kong)(kong)(kong)工(gong)藝(yi)(yi)時坯料無(wu)鐓粗(cu)工(gong)序，而穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)工(gong)藝(yi)(yi)中(zhong)所需穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機的最大壓(ya)力(li)是鐓粗(cu)工(gong)序。
1. 多穿孔筒的回轉框架(jia)結構
近代(dai)立式穿(chuan)孔機采用帶有2~3個(ge)(ge)穿(chuan)孔筒(tong)的回轉(zhuan)框架結構，各(ge)個(ge)(ge)穿(chuan)孔筒(tong)輪(lun)流工(gong)作，使(shi)所(suo)有的輔助工(gong)序都(dou)在穿(chuan)孔中心線之外(wai)(wai)進行(xing)，并且經常(chang)對穿(chuan)孔筒(tong)內襯進行(xing)機械清理和(he)冷卻的工(gong)作也在線外(wai)(wai)完成。
英國Loewy 公司的1200t穿(chuan)孔機在回(hui)轉框架中(zhong)裝有2個穿(chuan)孔筒(tong)，每個穿(chuan)孔筒(tong)布(bu)置(zhi)4個工位(wei)，分別為：a. 卸去空(kong)心(xin)(xin)坯(pi)和(he)(he)剪切環；b. 預鐓(dui)粗和(he)(he)穿(chuan)孔；c. 從(cong)穿(chuan)孔筒(tong)中(zhong)推(tui)出空(kong)心(xin)(xin)坯(pi)；d.穿(chuan)孔筒(tong)內(nei)襯和(he)(he)剪切環清(qing)理、冷卻。
這(zhe)種結(jie)構允(yun)許方便地(di)布置所有的輔助(zhu)機(ji)械(xie)，縮短了(le)穿孔機(ji)的工作周期。
日本神戶制鋼的(de)23MN(2300t)穿孔(kong)(kong)機帶有3個穿孔(kong)(kong)筒的(de)回轉(zhuan)框架結構，每個穿孔(kong)(kong)筒布置了4個工位(wei)，即裝料(liao)一鐓粗一穿孔(kong)(kong)一取出空心坯及穿孔(kong)(kong)筒內襯(chen)的(de)清理和(he)冷(leng)卻。
穿孔筒的工(gong)位從4個(ge)減(jian)少到3個(ge)，穿孔機的工(gong)作(zuo)周(zhou)期由30s增加到40秒。
2. 寬(kuan)底(di)座預應力張立(li)柱固定螺帽的剛性框架結構
雙移(yi)動橫梁在導向裝置上(shang)移(yi)動；采用穿孔針(zhen)和(he)穿孔桿的套筒(tong)式連接系統；采用流動水冷(leng)卻，以防止橫梁在熱膨脹時(shi)產生的翹曲；采用預應(ying)力張立柱固定(ding)螺帽，提高封(feng)閉(bi)式框架(jia)結構(gou)的剛性(xing)，提高穿孔過程中(zhong)穿孔中(zhong)心(xin)線的同心(xin)度(du)。
當坯料鐓粗時(shi)，兩個移(yi)動(dong)(dong)(dong)橫梁(liang)同步移(yi)動(dong)(dong)(dong)；穿孔開始(shi)前兩個動(dong)(dong)(dong)梁(liang)分(fen)開并反(fan)向移(yi)動(dong)(dong)(dong)；移(yi)動(dong)(dong)(dong)橫梁(liang)的連接用機械方法(fa)來實現。
3. 多壓力(li)缸結構(gou)
立式(shi)穿孔(kong)(kong)機的主(zhu)缸(gang)，采用多缸(gang)結構，以實(shi)現鐓(dui)粗(cu)、穿孔(kong)(kong)或擴孔(kong)(kong)時(shi)，以各個壓力缸(gang)的組合選擇來滿足(zu)不同等級(ji)壓力的需求，并且將主(zhu)缸(gang)布置在下面，以縮小穿孔(kong)(kong)機的總高(gao)度。
4. 液(ye)壓鎖緊(jin)穿(chuan)(chuan)孔筒及鐓粗穿(chuan)(chuan)孔桿的固定
采用(yong)專門的(de)(de)鎖緊機構，以實現(xian)自動(dong)而快速地安裝(zhuang)新(xin)穿(chuan)孔(kong)筒(tong)和穿(chuan)孔(kong)鐓粗桿，并在空心(xin)坯(pi)的(de)(de)卸料(liao)位置，借(jie)助于推坯(pi)料(liao)機進行穿(chuan)孔(kong)筒(tong)的(de)(de)更換。使更換穿(chuan)孔(kong)筒(tong)的(de)(de)時間(jian)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)頭或擴(kuo)孔(kong)頭的裝(zhuang)置(zhi)與(yu)穿孔(kong)筒(tong)回(hui)轉(zhuan)框架連(lian)鎖，并(bing)且由儲存器經冷卻和檢查后提供穿孔(kong)頭或擴(kuo)孔(kong)頭。
在(zai)(zai)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)過程中，下(xia)(xia)支(zhi)承桿封(feng)閉剪切(qie)環(huan)的(de)(de)孔(kong)(kong)(kong)(kong)，在(zai)(zai)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)料達到規定(ding)的(de)(de)厚度時，下(xia)(xia)支(zhi)承桿在(zai)(zai)上(shang)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)橫(heng)梁的(de)(de)作用下(xia)(xia)，下(xia)(xia)降并切(qie)斷(duan)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)料。穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)針回(hui)程，穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)針頭和(he)(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)料留(liu)在(zai)(zai)下(xia)(xia)面(mian)。對(dui)于(yu)雙穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)筒(tong)的(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)，穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)筒(tong)不在(zai)(zai)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)中心(xin)線上(shang)時，可用專門(men)的(de)(de)機(ji)(ji)械取(qu)出穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)頭和(he)(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)料，而對(dui)于(yu)三穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)筒(tong)的(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)，則采(cai)用回(hui)轉的(de)(de)卷筒(tong)將穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)頭、穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)料和(he)(he)剪切(qie)環(huan)一起取(qu)出。
6. 安裝新剪切環的裝置
通過不同(tong)工位的卷(juan)筒，取走穿(chuan)孔頭，穿(chuan)孔余料和剪切環。
對于(yu)雙穿孔(kong)筒(tong)的(de)穿孔(kong)機，采用專(zhuan)門的(de)機械裝置將(jiang)剪切環(huan)和坯料一起裝進穿孔(kong)筒(tong)。
穿(chuan)孔后，用機(ji)械手從(cong)穿(chuan)孔筒中取出(chu)的(de)剪切環在第3個工位進行剪切環的(de)清(qing)理(li)。
7. 將坯料由(you)水(shui)平位置改變成垂(chui)直位置并裝進(jin)穿孔(kong)筒中的機(ji)械裝置
為(wei)了從(cong)穿孔(kong)筒中取(qu)出(chu)穿孔(kong)空(kong)心(xin)坯(pi)，安裝(zhuang)有專門的液壓推(tui)出(chu)裝(zhuang)置(zhi)，其(qi)能力約為(wei)穿孔(kong)機主缸能力的1/3.
8. 穿孔筒的清理和(he)冷卻裝置
采用旋轉的金屬絲(si)刷子，并在(zai)其中安裝(zhuang)有固(gu)定的水(shui)噴霧器裝(zhuang)置(zhi)。
9. 穿孔筒內(nei)襯的預熱器
穿孔前，穿孔筒(tong)(tong)的(de)(de)預熱采用附(fu)加內熱式的(de)(de)感(gan)應加熱器，對(dui)于擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)的(de)(de)過盈裝(zhuang)配和保持裝(zhuang)配后的(de)(de)預應力是必(bi)要的(de)(de)。
10. 穿孔針和敏粗(cu)桿的(de)套筒式連接機構
為了(le)提高穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)空心(xin)坯的壁厚精度(du)，在(zai)現代穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機上采用(yong)鐓粗桿(gan)和(he)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)針運動的套管系統。坯料鐓粗后，鐓粗桿(gan)并不返回，而(er)是繼續保持和(he)其接觸。這樣可以(yi)讓穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)針精確地對準坯料中心(xin)，并減(jian)小其自(zi)由(you)長度(du)。以(yi)用(yong)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)鐓粗桿(gan)頭和(he)專門的穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒內襯套形成補(bu)充的穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)定心(xin)。
11. 穿孔機(ji)主輔設備(bei)的自動化
A. 穿孔機的程(cheng)序控制(zhi)
穿孔機(ji)的(de)(de)電(dian)子控(kong)制(zhi)(zhi)是(shi)(shi)自(zi)由可編程序的(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)，其(qi)(qi)還(huan)附(fu)帶(dai)一(yi)種操(cao)作控(kong)制(zhi)(zhi)的(de)(de)程序。這種電(dian)子控(kong)制(zhi)(zhi)是(shi)(shi)新技術，可有(you)(you)(you)以下(xia)(xia)幾種操(cao)作方法：a. 帶(dai)有(you)(you)(you)連鎖的(de)(de)更換(huan)工(gong)具的(de)(de)操(cao)作開關(guan)以及調節穿孔機(ji)空(kong)運(yun)轉的(de)(de)操(cao)作開關(guan)均(jun)不用(yong)(yong)(yong)按(an)鈕(niu)結構；b. 穿孔機(ji)的(de)(de)主生(sheng)產開關(guan)及所有(you)(you)(you)各種必要的(de)(de)連鎖裝(zhuang)置(zhi)和所有(you)(you)(you)各種輔助裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)手(shou)動(dong)(dong)開關(guan)；c. 部分(fen)自(zi)動(dong)(dong)化(hua)電(dian)路，其(qi)(qi)中有(you)(you)(you)單(dan)個(ge)(ge)的(de)(de)自(zi)動(dong)(dong)匯集站，余(yu)下(xia)(xia)部分(fen)可用(yong)(yong)(yong)手(shou)動(dong)(dong)控(kong)制(zhi)(zhi)進行；d. 整(zheng)個(ge)(ge)設(she)備用(yong)(yong)(yong)自(zi)動(dong)(dong)化(hua)的(de)(de)程序塊實現整(zheng)個(ge)(ge)生(sheng)產過(guo)程的(de)(de)自(zi)動(dong)(dong)化(hua)；e. 從控(kong)制(zhi)(zhi)室的(de)(de)主控(kong)制(zhi)(zhi)臺上接(jie)通并監控(kong)設(she)備的(de)(de)所有(you)(you)(you)各個(ge)(ge)部分(fen)。
B. 使用工業機(ji)器人
要阻止工業機器人用于(yu)熱穿（擴(kuo)）孔生(sheng)產是困難的(de)，特(te)別是用于(yu)高溫(wen)（其溫(wen)度往(wang)往(wang)高達(da)1200℃)和沉重(zhong)的(de)工件（其曲軸(zhou)的(de)重(zhong)量(liang)高達(da)250kg)以及在多塵埃(ai)的(de)環境中(zhong)的(de)繁重(zhong)作(zuo)業。
要求在(zai)這種(zhong)不(bu)利的生產條件下，機器(qi)人(ren)動作的準(zhun)確性(xing)也不(bu)能(neng)遭到破壞。特別是(shi)當穿（擴）孔機裝料時，對尺寸和(he)位置的準(zhun)確性(xing)和(he)穩定(ding)性(xing)均(jun)有(you)很(hen)高的要求，因為在(zai)很(hen)多情況下尺寸和(he)位置的準(zhun)確性(xing)往往只能(neng)偏(pian)差幾毫米(mi)。
機器(qi)人(ren)影響經濟效益(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)重大因(yin)素是它的(de)(de)(de)(de)(de)靈活性。這(zhe)(zhe)種(zhong)設備的(de)(de)(de)(de)(de)“程(cheng)(cheng)序(xu)”，即(ji)操作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效距離，運動(dong)過程(cheng)(cheng)和工作(zuo)節奏(zou)必須能以簡(jian)單(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)方式(shi)加以調整(zheng)和變化，使(shi)這(zhe)(zhe)種(zhong)機器(qi)人(ren)除完成預先規定的(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)務外，還(huan)可(ke)令其做其他工作(zuo)。這(zhe)(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)機器(qi)人(ren)不僅(jin)具(ju)有(you)干預機器(qi)人(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)機能的(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)由(you)可(ke)編(bian)(bian)程(cheng)(cheng)序(xu)，而且還(huan)要(yao)使(shi)任(ren)何一個沒有(you)這(zhe)(zhe)種(zhong)高(gao)度發展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)專(zhuan)門知(zhi)識的(de)(de)(de)(de)(de)人(ren)都能使(shi)用這(zhe)(zhe)種(zhong)機器(qi)人(ren)。這(zhe)(zhe)種(zhong)所要(yao)求(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)由(you)可(ke)編(bian)(bian)程(cheng)(cheng)序(xu)即(ji)是“Teach-in-方法的(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)由(you)可(ke)編(bian)(bian)程(cheng)(cheng)序(xu)”。
Loewy(英國）12MN(1200t)立式穿（擴）孔(kong)機和(he)神戶制鋼(gang)（日本）23MN(2300t)立式穿(chuan)（擴）孔機的(de)技術特性見表8-28.
