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(ya)(ya)機配(pei)套的(de)(de)立(li)式穿(chuan)孔(kong)機的(de)(de)能力(li)一(yi)般為所(suo)配(pei)套擠(ji)壓(ya)(ya)機能力(li)的(de)(de)35%~45%,并且隨著擠(ji)壓(ya)(ya)坯料(liao)合(he)金化程度的(de)(de)提高(gao)，立(li)式穿(chuan)孔(kong)機的(de)(de)能力(li)與臥式擠(ji)壓(ya)(ya)機的(de)(de)能力(li)的(de)(de)比例(li)有著提高(gao)的(de)(de)趨勢。
如果立(li)式(shi)穿(chuan)孔(kong)機(ji)僅(jin)用于擴孔(kong)工(gong)藝，則其能力與擠壓機(ji)能力的比例可以減小到20%~35%,因(yin)為擴孔(kong)工(gong)藝時坯料無鐓粗工(gong)序，而穿(chuan)孔(kong)工(gong)藝中(zhong)所需(xu)穿(chuan)孔(kong)機(ji)的最大壓力是鐓粗工(gong)序。
1. 多穿孔筒的回轉(zhuan)框(kuang)架(jia)結(jie)構(gou)
近代立式(shi)穿(chuan)孔(kong)機采用帶有2~3個(ge)穿(chuan)孔(kong)筒(tong)的(de)(de)回轉(zhuan)框(kuang)架(jia)結構，各個(ge)穿(chuan)孔(kong)筒(tong)輪流工作(zuo)(zuo)，使所有的(de)(de)輔助工序都在穿(chuan)孔(kong)中(zhong)心線之外進(jin)行，并且經(jing)常(chang)對穿(chuan)孔(kong)筒(tong)內襯(chen)進(jin)行機械清理(li)和(he)冷卻的(de)(de)工作(zuo)(zuo)也(ye)在線外完成。
英國Loewy 公司的1200t穿孔機(ji)在回轉框(kuang)架中(zhong)裝有2個(ge)穿孔筒(tong)(tong)，每(mei)個(ge)穿孔筒(tong)(tong)布置4個(ge)工位，分別為：a. 卸去空心(xin)坯和剪(jian)切環；b. 預鐓粗和穿孔；c. 從穿孔筒(tong)(tong)中(zhong)推出空心(xin)坯；d.穿孔筒(tong)(tong)內襯和剪(jian)切環清(qing)理、冷卻。
這種結構允許方便地(di)布置(zhi)所有的輔助機(ji)械(xie)，縮短了穿孔機(ji)的工作(zuo)周期。
日本神(shen)戶(hu)制鋼的(de)23MN(2300t)穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)帶(dai)有3個穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)(tong)的(de)回轉(zhuan)框架結構，每個穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)(tong)布置(zhi)了4個工位，即裝料一鐓粗一穿(chuan)孔(kong)(kong)一取出空心坯(pi)及穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)(tong)內襯的(de)清理和冷卻。
穿孔筒的工(gong)位(wei)從4個(ge)(ge)減少(shao)到3個(ge)(ge)，穿孔機的工(gong)作周期由(you)30s增加到40秒(miao)。
2. 寬底座預應力張立柱固定螺帽的(de)剛性框架結(jie)構
雙移動(dong)(dong)橫梁(liang)在導向裝置上移動(dong)(dong)；采(cai)(cai)用穿(chuan)孔針和穿(chuan)孔桿的(de)套筒式連接系統(tong)；采(cai)(cai)用流動(dong)(dong)水冷卻，以防止(zhi)橫梁(liang)在熱膨脹時產生的(de)翹(qiao)曲；采(cai)(cai)用預(yu)應力張立柱固定螺帽，提(ti)(ti)高(gao)封(feng)閉式框架結(jie)構(gou)的(de)剛性，提(ti)(ti)高(gao)穿(chuan)孔過程中穿(chuan)孔中心線的(de)同心度。
當(dang)坯料鐓粗時，兩個移動(dong)橫梁同步移動(dong)；穿孔開始前兩個動(dong)梁分開并反(fan)向移動(dong)；移動(dong)橫梁的連接用機(ji)械(xie)方(fang)法來(lai)實現。
3. 多壓力(li)缸結構
立式穿孔(kong)機(ji)的主(zhu)(zhu)缸(gang)(gang)，采用多缸(gang)(gang)結構，以(yi)實現鐓(dui)粗、穿孔(kong)或擴孔(kong)時，以(yi)各個壓(ya)力(li)缸(gang)(gang)的組合選擇(ze)來滿(man)足(zu)不同等級壓(ya)力(li)的需求，并且將(jiang)主(zhu)(zhu)缸(gang)(gang)布(bu)置(zhi)在下(xia)面，以(yi)縮小穿孔(kong)機(ji)的總高(gao)度(du)。
4. 液壓(ya)鎖緊穿(chuan)孔筒及鐓粗穿(chuan)孔桿的固(gu)定
采用專門的(de)(de)鎖緊機(ji)構，以實(shi)現自(zi)動而快速(su)地安裝(zhuang)新穿孔(kong)筒和穿孔(kong)鐓粗桿，并(bing)在空心坯的(de)(de)卸料(liao)位置，借助于(yu)推坯料(liao)機(ji)進行穿孔(kong)筒的(de)(de)更換(huan)。使更換(huan)穿孔(kong)筒的(de)(de)時(shi)間縮短到10~20min。
5. 安裝穿(chuan)孔(kong)頭(tou)或擴孔(kong)頭(tou)的專門(men)裝置
安裝穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭或(huo)擴孔(kong)(kong)(kong)頭的裝置與穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒回轉框架連鎖，并(bing)且由(you)儲(chu)存(cun)器(qi)經冷(leng)卻(que)和檢(jian)查后(hou)提供穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭或(huo)擴孔(kong)(kong)(kong)頭。
在(zai)(zai)(zai)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)過(guo)程中，下(xia)(xia)支承桿封閉剪切(qie)(qie)環(huan)的(de)(de)(de)孔(kong)(kong)(kong)(kong)，在(zai)(zai)(zai)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)(yu)料(liao)達到規(gui)定的(de)(de)(de)厚(hou)度時，下(xia)(xia)支承桿在(zai)(zai)(zai)上穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)橫梁的(de)(de)(de)作用下(xia)(xia)，下(xia)(xia)降并切(qie)(qie)斷(duan)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)(yu)料(liao)。穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)針回程，穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)針頭(tou)和穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)(yu)料(liao)留在(zai)(zai)(zai)下(xia)(xia)面(mian)。對于(yu)雙(shuang)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)筒的(de)(de)(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機，穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)筒不在(zai)(zai)(zai)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)中心線上時，可(ke)用專門的(de)(de)(de)機械(xie)取出穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)頭(tou)和穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)(yu)料(liao)，而對于(yu)三穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)筒的(de)(de)(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機，則采用回轉的(de)(de)(de)卷筒將穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)頭(tou)、穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)(yu)料(liao)和剪切(qie)(qie)環(huan)一起(qi)取出。
6. 安裝(zhuang)新剪切(qie)環的裝(zhuang)置
通過不同(tong)工(gong)位的卷筒，取(qu)走穿孔(kong)頭(tou)，穿孔(kong)余料和剪切(qie)環。
對于雙穿(chuan)孔筒的(de)穿(chuan)孔機，采用專門的(de)機械裝置將剪切環和坯料一起(qi)裝進穿(chuan)孔筒。
穿孔后，用機械手從穿孔筒中取出的剪(jian)切環在(zai)第3個工(gong)位進行剪(jian)切環的清理。
7. 將坯料由(you)水平位置改變成垂直(zhi)位置并裝(zhuang)進穿孔筒(tong)中的機(ji)械裝(zhuang)置
為了(le)從穿孔筒(tong)中(zhong)取出(chu)穿孔空(kong)心(xin)坯，安裝(zhuang)有專(zhuan)門的液壓推出(chu)裝(zhuang)置，其能(neng)力(li)約(yue)為穿孔機主缸能(neng)力(li)的1/3.
8. 穿孔(kong)筒的清理和冷卻裝置
采(cai)用(yong)旋轉的金屬絲刷(shua)子(zi)，并在其中安(an)裝有固定的水(shui)噴霧器裝置(zhi)。
9. 穿孔筒內襯(chen)的預熱器
穿孔前，穿孔筒(tong)的(de)預熱(re)采(cai)用附加內熱(re)式(shi)的(de)感應加熱(re)器，對于擠壓筒(tong)的(de)過盈裝(zhuang)配(pei)和保(bao)持裝(zhuang)配(pei)后的(de)預應力是必要的(de)。
10. 穿孔(kong)針和敏粗桿(gan)的套筒式連接(jie)機構
為(wei)了提高(gao)穿(chuan)孔(kong)空心坯的壁厚(hou)精度(du)，在(zai)現代穿(chuan)孔(kong)機(ji)上采用鐓粗桿和穿(chuan)孔(kong)針運動的套管(guan)系統。坯料(liao)鐓粗后，鐓粗桿并不(bu)返回(hui)，而是繼續保持和其(qi)(qi)接觸。這樣可以讓穿(chuan)孔(kong)針精確地對準坯料(liao)中心，并減小其(qi)(qi)自由長度(du)。以用穿(chuan)孔(kong)鐓粗桿頭和專門(men)的穿(chuan)孔(kong)筒內襯(chen)套形成補(bu)充的穿(chuan)孔(kong)定心。
11. 穿孔機主輔設備的自動(dong)化
A. 穿孔機的程序控(kong)制
穿(chuan)(chuan)孔機的(de)(de)(de)電子(zi)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)是自(zi)由可編程(cheng)(cheng)序(xu)的(de)(de)(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，其(qi)還(huan)附(fu)帶一(yi)種操作(zuo)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)程(cheng)(cheng)序(xu)。這種電子(zi)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)是新技術，可有(you)以下幾(ji)種操作(zuo)方(fang)法：a. 帶有(you)連(lian)鎖的(de)(de)(de)更換工具的(de)(de)(de)操作(zuo)開關以及調節(jie)穿(chuan)(chuan)孔機空運轉(zhuan)的(de)(de)(de)操作(zuo)開關均不用(yong)按(an)鈕結(jie)構；b. 穿(chuan)(chuan)孔機的(de)(de)(de)主(zhu)生產開關及所有(you)各(ge)種必(bi)要的(de)(de)(de)連(lian)鎖裝(zhuang)置(zhi)和所有(you)各(ge)種輔助(zhu)裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)(de)手動(dong)(dong)(dong)開關；c. 部分(fen)自(zi)動(dong)(dong)(dong)化電路，其(qi)中有(you)單個(ge)的(de)(de)(de)自(zi)動(dong)(dong)(dong)匯集站，余下部分(fen)可用(yong)手動(dong)(dong)(dong)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)進行；d. 整個(ge)設備用(yong)自(zi)動(dong)(dong)(dong)化的(de)(de)(de)程(cheng)(cheng)序(xu)塊實現整個(ge)生產過程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)自(zi)動(dong)(dong)(dong)化；e. 從(cong)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)室(shi)的(de)(de)(de)主(zhu)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)臺上(shang)接(jie)通并監控(kong)(kong)(kong)設備的(de)(de)(de)所有(you)各(ge)個(ge)部分(fen)。
B. 使(shi)用工業機器人
要阻止工業機器人用于(yu)熱穿（擴）孔生產是(shi)困難的(de)(de)，特別是(shi)用于(yu)高溫(wen)（其(qi)溫(wen)度往往高達1200℃)和沉(chen)重的(de)(de)工件（其(qi)曲(qu)軸的(de)(de)重量(liang)高達250kg)以(yi)及在多塵(chen)埃(ai)的(de)(de)環境中的(de)(de)繁重作業。
要求(qiu)在這種不(bu)(bu)利的生產條(tiao)件下，機器人動作(zuo)的準確性(xing)也不(bu)(bu)能遭到破壞。特別(bie)是(shi)當(dang)穿（擴）孔(kong)機裝料時，對尺寸和(he)位(wei)置的準確性(xing)和(he)穩定(ding)性(xing)均有(you)很高的要求(qiu)，因為在很多(duo)情況下尺寸和(he)位(wei)置的準確性(xing)往(wang)往(wang)只能偏(pian)差幾毫米。
機(ji)器(qi)(qi)人(ren)影響經濟效益的(de)(de)(de)重大因(yin)素是它的(de)(de)(de)靈(ling)活性。這種(zhong)設(she)備的(de)(de)(de)“程(cheng)序(xu)”，即(ji)操作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)有(you)效距(ju)離(li)，運動(dong)過(guo)程(cheng)和工作(zuo)(zuo)節(jie)奏必須能(neng)以簡單的(de)(de)(de)方(fang)(fang)式加以調整和變化，使這種(zhong)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)除完成預先規定的(de)(de)(de)任(ren)務外，還可(ke)(ke)(ke)令其(qi)做(zuo)其(qi)他工作(zuo)(zuo)。這就(jiu)要(yao)求機(ji)器(qi)(qi)人(ren)不(bu)僅具有(you)干預機(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)(de)(de)機(ji)能(neng)的(de)(de)(de)自(zi)由(you)(you)可(ke)(ke)(ke)編程(cheng)序(xu)，而且(qie)還要(yao)使任(ren)何一個沒有(you)這種(zhong)高度(du)發展的(de)(de)(de)專門(men)知識(shi)的(de)(de)(de)人(ren)都能(neng)使用這種(zhong)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)。這種(zhong)所要(yao)求的(de)(de)(de)自(zi)由(you)(you)可(ke)(ke)(ke)編程(cheng)序(xu)即(ji)是“Teach-in-方(fang)(fang)法的(de)(de)(de)自(zi)由(you)(you)可(ke)(ke)(ke)編程(cheng)序(xu)”。
Loewy(英(ying)國）12MN(1200t)立(li)式(shi)穿（擴）孔(kong)機(ji)和神(shen)戶制(zhi)鋼(gang)（日本(ben)）23MN(2300t)立(li)式穿（擴）孔機的技術特性見表(biao)8-28.
