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。
與鋼擠壓機配(pei)套(tao)的(de)立式(shi)(shi)穿孔機的(de)能(neng)(neng)力(li)一般為所(suo)配(pei)套(tao)擠壓機能(neng)(neng)力(li)的(de)35%~45%,并且隨(sui)著(zhu)(zhu)擠壓坯料(liao)合金化程度(du)的(de)提高，立式(shi)(shi)穿孔機的(de)能(neng)(neng)力(li)與臥式(shi)(shi)擠壓機的(de)能(neng)(neng)力(li)的(de)比(bi)例有(you)著(zhu)(zhu)提高的(de)趨勢。
如果立式穿孔(kong)機(ji)僅用于擴孔(kong)工藝(yi)，則(ze)其能(neng)力與擠(ji)壓機(ji)能(neng)力的比例可(ke)以減小到20%~35%,因為(wei)擴孔(kong)工藝(yi)時坯(pi)料無(wu)鐓粗(cu)工序，而穿孔(kong)工藝(yi)中所需穿孔(kong)機(ji)的最大壓力是鐓粗(cu)工序。
1. 多(duo)穿(chuan)孔筒的回轉框架結構
近(jin)代立式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔機采用帶有(you)2~3個(ge)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔筒(tong)的回(hui)轉框架(jia)結構(gou)，各(ge)個(ge)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔筒(tong)輪流(liu)工作，使所有(you)的輔助工序都在(zai)(zai)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔中心(xin)線(xian)之外(wai)(wai)進(jin)行，并且(qie)經常對穿(chuan)(chuan)(chuan)孔筒(tong)內襯進(jin)行機械清理和冷卻的工作也在(zai)(zai)線(xian)外(wai)(wai)完成。
英國Loewy 公司的1200t穿孔(kong)機在回(hui)轉框架(jia)中裝(zhuang)有2個(ge)穿孔(kong)筒，每個(ge)穿孔(kong)筒布置(zhi)4個(ge)工位，分別(bie)為：a. 卸去(qu)空(kong)(kong)心(xin)坯和剪(jian)切環；b. 預鐓粗和穿孔(kong)；c. 從穿孔(kong)筒中推出空(kong)(kong)心(xin)坯；d.穿孔(kong)筒內襯和剪(jian)切環清理、冷卻。
這種結構允許方便地(di)布置(zhi)所有(you)的(de)輔助機械(xie)，縮短了(le)穿(chuan)孔機的(de)工作周期。
日本(ben)神戶制鋼的23MN(2300t)穿(chuan)孔機帶有3個(ge)(ge)穿(chuan)孔筒(tong)的回轉框架結構(gou)，每個(ge)(ge)穿(chuan)孔筒(tong)布(bu)置了(le)4個(ge)(ge)工位，即(ji)裝料一鐓粗一穿(chuan)孔一取出空(kong)心坯及(ji)穿(chuan)孔筒(tong)內襯(chen)的清理和冷卻。
穿(chuan)孔筒(tong)的(de)工位(wei)從(cong)4個(ge)減少到(dao)3個(ge)，穿(chuan)孔機的(de)工作周期(qi)由(you)30s增加到(dao)40秒。
2. 寬(kuan)底(di)座預(yu)應力張立柱固(gu)定螺帽的剛性(xing)框(kuang)架結構(gou)
雙移動橫梁(liang)在導向裝置上移動；采用(yong)(yong)穿(chuan)孔(kong)針和穿(chuan)孔(kong)桿的(de)套筒式連接系統；采用(yong)(yong)流動水冷卻(que)，以(yi)防(fang)止橫梁(liang)在熱膨脹時產(chan)生的(de)翹曲；采用(yong)(yong)預應力張立柱(zhu)固定螺(luo)帽，提高(gao)封(feng)閉式框架結構(gou)的(de)剛性，提高(gao)穿(chuan)孔(kong)過程中(zhong)(zhong)穿(chuan)孔(kong)中(zhong)(zhong)心線的(de)同(tong)心度。
當坯(pi)料鐓(dui)粗時，兩個移(yi)動(dong)(dong)橫(heng)(heng)梁同步移(yi)動(dong)(dong)；穿孔開(kai)始前兩個動(dong)(dong)梁分開(kai)并反向移(yi)動(dong)(dong)；移(yi)動(dong)(dong)橫(heng)(heng)梁的(de)連接用機械方(fang)法來實現。
3. 多壓力缸結(jie)構
立(li)式(shi)穿(chuan)(chuan)孔機的主(zhu)缸，采用(yong)多缸結構，以(yi)實現鐓粗(cu)、穿(chuan)(chuan)孔或(huo)擴孔時，以(yi)各個壓力缸的組合(he)選擇(ze)來(lai)滿足不同(tong)等級壓力的需(xu)求，并且將主(zhu)缸布置(zhi)在(zai)下面，以(yi)縮(suo)小穿(chuan)(chuan)孔機的總(zong)高度。
4. 液壓(ya)鎖緊(jin)穿(chuan)孔筒及鐓(dui)粗穿(chuan)孔桿的固定(ding)
采用專門的鎖緊機構，以實現(xian)自動而快速地安裝新穿孔(kong)(kong)筒和(he)穿孔(kong)(kong)鐓粗桿，并(bing)在空心坯的卸(xie)料位置，借助于推坯料機進行(xing)穿孔(kong)(kong)筒的更換(huan)。使更換(huan)穿孔(kong)(kong)筒的時間縮(suo)短到10~20min。
5. 安(an)裝穿孔(kong)(kong)頭(tou)或擴孔(kong)(kong)頭(tou)的專門裝置(zhi)
安裝穿(chuan)孔(kong)頭(tou)或(huo)擴(kuo)孔(kong)頭(tou)的裝置與穿(chuan)孔(kong)筒(tong)回轉框架連(lian)鎖，并且由儲存器經冷卻和檢(jian)查后提供(gong)穿(chuan)孔(kong)頭(tou)或(huo)擴(kuo)孔(kong)頭(tou)。
在穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)過程中(zhong)，下支(zhi)承桿(gan)封(feng)閉剪(jian)切(qie)環(huan)(huan)的(de)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)，在穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)(liao)達到規定(ding)的(de)厚度時，下支(zhi)承桿(gan)在上(shang)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)橫梁的(de)作用下，下降并切(qie)斷穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)(liao)。穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)針(zhen)回程，穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)針(zhen)頭和(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)(liao)留在下面。對于雙穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)筒(tong)的(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)，穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)筒(tong)不在穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)中(zhong)心線上(shang)時，可(ke)用專門的(de)機(ji)械取(qu)出(chu)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)頭和(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)(liao)，而(er)對于三穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)筒(tong)的(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)，則(ze)采用回轉的(de)卷筒(tong)將穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)頭、穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)(liao)和(he)剪(jian)切(qie)環(huan)(huan)一起(qi)取(qu)出(chu)。
6. 安(an)裝新剪切(qie)環的裝置
通(tong)過(guo)不(bu)同工(gong)位的卷筒(tong)，取走(zou)穿孔頭，穿孔余(yu)料和剪(jian)切(qie)環。
對于雙(shuang)穿孔筒(tong)的(de)穿孔機(ji)，采用專門(men)的(de)機(ji)械裝(zhuang)置將剪切環和坯料一起(qi)裝(zhuang)進穿孔筒(tong)。
穿孔(kong)后(hou)，用(yong)機械手從穿孔(kong)筒中取(qu)出的(de)剪(jian)切(qie)環在第3個工位進行剪(jian)切(qie)環的(de)清理。
7. 將坯料(liao)由(you)水平位(wei)置改變(bian)成垂直位(wei)置并裝進穿孔(kong)筒中的(de)機械裝置
為了從穿孔(kong)筒中取出(chu)穿孔(kong)空心(xin)坯(pi)，安裝(zhuang)(zhuang)有(you)專門的(de)液壓推(tui)出(chu)裝(zhuang)(zhuang)置，其能(neng)力約為穿孔(kong)機(ji)主缸能(neng)力的(de)1/3.
8. 穿孔筒的清理(li)和冷卻(que)裝置
采(cai)用旋轉的(de)金屬絲刷子，并在其中安裝有固(gu)定的(de)水(shui)噴霧器裝置。
9. 穿(chuan)孔筒內襯的預熱器
穿孔前(qian)，穿孔筒(tong)(tong)的(de)(de)預熱采用附加內熱式的(de)(de)感應加熱器(qi)，對于擠壓筒(tong)(tong)的(de)(de)過盈(ying)裝配和(he)保持裝配后(hou)的(de)(de)預應力是必要的(de)(de)。
10. 穿孔針(zhen)和(he)敏粗(cu)桿的套筒式連接機構
為了提高(gao)穿孔空心坯(pi)(pi)的(de)壁厚(hou)精度，在現代穿孔機(ji)上(shang)采(cai)用鐓(dui)粗(cu)(cu)桿(gan)(gan)和(he)(he)穿孔針(zhen)運動的(de)套(tao)管(guan)系(xi)統。坯(pi)(pi)料鐓(dui)粗(cu)(cu)后，鐓(dui)粗(cu)(cu)桿(gan)(gan)并(bing)不(bu)返回，而是繼續保持和(he)(he)其(qi)(qi)接觸(chu)。這樣可以讓(rang)穿孔針(zhen)精確地對準坯(pi)(pi)料中心，并(bing)減小其(qi)(qi)自由長度。以用穿孔鐓(dui)粗(cu)(cu)桿(gan)(gan)頭和(he)(he)專門的(de)穿孔筒內(nei)襯套(tao)形成補充的(de)穿孔定(ding)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)孔機的(de)(de)電(dian)(dian)子控(kong)(kong)(kong)制(zhi)是自(zi)由可(ke)編(bian)程序(xu)(xu)的(de)(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)，其(qi)還(huan)附帶一種操作控(kong)(kong)(kong)制(zhi)的(de)(de)程序(xu)(xu)。這種電(dian)(dian)子控(kong)(kong)(kong)制(zhi)是新技(ji)術，可(ke)有(you)以下幾種操作方法：a. 帶有(you)連(lian)鎖的(de)(de)更換工具的(de)(de)操作開關(guan)以及調(diao)節穿(chuan)孔機空運轉的(de)(de)操作開關(guan)均(jun)不用按鈕結構；b. 穿(chuan)孔機的(de)(de)主生產(chan)開關(guan)及所有(you)各種必要的(de)(de)連(lian)鎖裝置(zhi)(zhi)和所有(you)各種輔(fu)助裝置(zhi)(zhi)的(de)(de)手(shou)(shou)動(dong)開關(guan)；c. 部分自(zi)動(dong)化電(dian)(dian)路(lu)，其(qi)中有(you)單個(ge)的(de)(de)自(zi)動(dong)匯(hui)集(ji)站，余下部分可(ke)用手(shou)(shou)動(dong)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)進行；d. 整個(ge)設備用自(zi)動(dong)化的(de)(de)程序(xu)(xu)塊(kuai)實現整個(ge)生產(chan)過(guo)程的(de)(de)自(zi)動(dong)化；e. 從(cong)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)室的(de)(de)主控(kong)(kong)(kong)制(zhi)臺上(shang)接通并(bing)監控(kong)(kong)(kong)設備的(de)(de)所有(you)各個(ge)部分。
B. 使用工業機器人
要阻止工(gong)業機器人(ren)用于熱穿（擴）孔生(sheng)產是困難的(de)(de)，特別(bie)是用于高(gao)溫（其溫度(du)往往高(gao)達(da)1200℃)和沉重(zhong)的(de)(de)工(gong)件（其曲軸的(de)(de)重(zhong)量高(gao)達(da)250kg)以及在多塵埃的(de)(de)環境(jing)中的(de)(de)繁重(zhong)作(zuo)業。
要(yao)求在(zai)這種(zhong)不利的生產(chan)條件下(xia)，機器人動(dong)作的準確性(xing)也不能遭(zao)到(dao)破壞。特別是當穿（擴）孔(kong)機裝料時(shi)，對(dui)尺(chi)寸(cun)和位置的準確性(xing)和穩定(ding)性(xing)均有很高的要(yao)求，因為在(zai)很多情況下(xia)尺(chi)寸(cun)和位置的準確性(xing)往(wang)往(wang)只能偏差幾(ji)毫米。
機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)影響經濟(ji)效益的(de)(de)(de)重(zhong)大因素是(shi)它的(de)(de)(de)靈活性。這(zhe)種(zhong)設備的(de)(de)(de)“程序”，即操作的(de)(de)(de)有(you)效距離，運動過程和工作節(jie)奏必須能以簡單的(de)(de)(de)方(fang)式加以調整(zheng)和變化，使(shi)這(zhe)種(zhong)機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)除完(wan)成(cheng)預(yu)(yu)先規(gui)定的(de)(de)(de)任(ren)務外(wai)，還可(ke)令其(qi)做其(qi)他工作。這(zhe)就要求機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)不僅具(ju)有(you)干(gan)預(yu)(yu)機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)的(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)能的(de)(de)(de)自由(you)可(ke)編(bian)程序，而且還要使(shi)任(ren)何一個沒(mei)有(you)這(zhe)種(zhong)高度發展的(de)(de)(de)專門(men)知識(shi)的(de)(de)(de)人(ren)都能使(shi)用(yong)這(zhe)種(zhong)機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)。這(zhe)種(zhong)所要求的(de)(de)(de)自由(you)可(ke)編(bian)程序即是(shi)“Teach-in-方(fang)法的(de)(de)(de)自由(you)可(ke)編(bian)程序”。
Loewy(英國）12MN(1200t)立式穿（擴）孔機和神戶制鋼（日本）23MN(2300t)立式穿（擴）孔機的技(ji)術特性見表(biao)8-28.
