浙江至德鋼業(yè)有限公司采用立式穿孔機(jī)為臥式擠壓機(jī)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(gè)特點(diǎn)。立式穿孔機(jī)有利于穿孔工具與坯料金屬在穿孔中心線上的對(duì)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(dòng)的穿孔機(jī)工作平穩(wěn)，沒有沖擊，穿孔速度容易控制，并且結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單。因此，近代的鋼管擠壓機(jī)組都是采用立式液壓穿孔機(jī)提供空心坯料。
與鋼擠壓機(jī)配套的立式穿孔機(jī)的能力一般為所配套擠壓機(jī)能力的35%~45%,并且隨著擠壓坯料合金化程度的提高，立式穿孔機(jī)的能力與臥式擠壓機(jī)的能力的比例有著提高的趨勢(shì)。
如果立式穿孔機(jī)僅用于擴(kuò)孔工藝，則其能力與擠壓機(jī)能力的比例可以減小到20%~35%,因?yàn)閿U(kuò)孔工藝時(shí)坯料無鐓粗工序，而穿孔工藝中所需穿孔機(jī)的最大壓力是鐓粗工序。
1. 多穿孔筒的回轉(zhuǎn)框架結(jié)構(gòu)
近代立式穿孔機(jī)采用帶有2~3個(gè)穿孔筒的回轉(zhuǎn)框架結(jié)構(gòu)，各個(gè)穿孔筒輪流工作，使所有的輔助工序都在穿孔中心線之外進(jìn)行，并且經(jīng)常對(duì)穿孔筒內(nèi)襯進(jìn)行機(jī)械清理和冷卻的工作也在線外完成。
英國(guó)Loewy 公司的1200t穿孔機(jī)在回轉(zhuǎn)框架中裝有2個(gè)穿孔筒，每個(gè)穿孔筒布置4個(gè)工位，分別為：a. 卸去空心坯和剪切環(huán)；b. 預(yù)鐓粗和穿孔；c. 從穿孔筒中推出空心坯；d.穿孔筒內(nèi)襯和剪切環(huán)清理、冷卻。
這種結(jié)構(gòu)允許方便地布置所有的輔助機(jī)械，縮短了穿孔機(jī)的工作周期。
日本神戶制鋼的23MN(2300t)穿孔機(jī)帶有3個(gè)穿孔筒的回轉(zhuǎn)框架結(jié)構(gòu)，每個(gè)穿孔筒布置了4個(gè)工位，即裝料一鐓粗一穿孔一取出空心坯及穿孔筒內(nèi)襯的清理和冷卻。
穿孔筒的工位從4個(gè)減少到3個(gè)，穿孔機(jī)的工作周期由30s增加到40秒。
2. 寬底座預(yù)應(yīng)力張立柱固定螺帽的剛性框架結(jié)構(gòu)
雙移動(dòng)橫梁在導(dǎo)向裝置上移動(dòng)；采用穿孔針和穿孔桿的套筒式連接系統(tǒng)；采用流動(dòng)水冷卻，以防止橫梁在熱膨脹時(shí)產(chǎn)生的翹曲；采用預(yù)應(yīng)力張立柱固定螺帽，提高封閉式框架結(jié)構(gòu)的剛性，提高穿孔過程中穿孔中心線的同心度。
當(dāng)坯料鐓粗時(shí)，兩個(gè)移動(dòng)橫梁同步移動(dòng)；穿孔開始前兩個(gè)動(dòng)梁分開并反向移動(dòng)；移動(dòng)橫梁的連接用機(jī)械方法來實(shí)現(xiàn)。
3. 多壓力缸結(jié)構(gòu)
立式穿孔機(jī)的主缸，采用多缸結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)鐓粗、穿孔或擴(kuò)孔時(shí)，以各個(gè)壓力缸的組合選擇來滿足不同等級(jí)壓力的需求，并且將主缸布置在下面，以縮小穿孔機(jī)的總高度。
4. 液壓鎖緊穿孔筒及鐓粗穿孔桿的固定
采用專門的鎖緊機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)而快速地安裝新穿孔筒和穿孔鐓粗桿，并在空心坯的卸料位置，借助于推坯料機(jī)進(jìn)行穿孔筒的更換。使更換穿孔筒的時(shí)間縮短到10~20min。
5. 安裝穿孔頭或擴(kuò)孔頭的專門裝置
安裝穿孔頭或擴(kuò)孔頭的裝置與穿孔筒回轉(zhuǎn)框架連鎖，并且由儲(chǔ)存器經(jīng)冷卻和檢查后提供穿孔頭或擴(kuò)孔頭。
在穿孔過程中，下支承桿封閉剪切環(huán)的孔，在穿孔余料達(dá)到規(guī)定的厚度時(shí)，下支承桿在上穿孔橫梁的作用下，下降并切斷穿孔余料。穿孔針回程，穿孔針頭和穿孔余料留在下面。對(duì)于雙穿孔筒的穿孔機(jī)，穿孔筒不在穿孔中心線上時(shí)，可用專門的機(jī)械取出穿孔頭和穿孔余料，而對(duì)于三穿孔筒的穿孔機(jī)，則采用回轉(zhuǎn)的卷筒將穿孔頭、穿孔余料和剪切環(huán)一起取出。
6. 安裝新剪切環(huán)的裝置
通過不同工位的卷筒，取走穿孔頭，穿孔余料和剪切環(huán)。
對(duì)于雙穿孔筒的穿孔機(jī)，采用專門的機(jī)械裝置將剪切環(huán)和坯料一起裝進(jìn)穿孔筒。
穿孔后，用機(jī)械手從穿孔筒中取出的剪切環(huán)在第3個(gè)工位進(jìn)行剪切環(huán)的清理。
7. 將坯料由水平位置改變成垂直位置并裝進(jìn)穿孔筒中的機(jī)械裝置
為了從穿孔筒中取出穿孔空心坯，安裝有專門的液壓推出裝置，其能力約為穿孔機(jī)主缸能力的1/3.
8. 穿孔筒的清理和冷卻裝置
采用旋轉(zhuǎn)的金屬絲刷子，并在其中安裝有固定的水噴霧器裝置。
9. 穿孔筒內(nèi)襯的預(yù)熱器
穿孔前，穿孔筒的預(yù)熱采用附加內(nèi)熱式的感應(yīng)加熱器，對(duì)于擠壓筒的過盈裝配和保持裝配后的預(yù)應(yīng)力是必要的。
10. 穿孔針和敏粗桿的套筒式連接機(jī)構(gòu)
為了提高穿孔空心坯的壁厚精度，在現(xiàn)代穿孔機(jī)上采用鐓粗桿和穿孔針運(yùn)動(dòng)的套管系統(tǒng)。坯料鐓粗后，鐓粗桿并不返回，而是繼續(xù)保持和其接觸。這樣可以讓穿孔針精確地對(duì)準(zhǔn)坯料中心，并減小其自由長(zhǎng)度。以用穿孔鐓粗桿頭和專門的穿孔筒內(nèi)襯套形成補(bǔ)充的穿孔定心。
11. 穿孔機(jī)主輔設(shè)備的自動(dòng)化
A. 穿孔機(jī)的程序控制
穿孔機(jī)的電子控制是自由可編程序的控制，其還附帶一種操作控制的程序。這種電子控制是新技術(shù)，可有以下幾種操作方法：a. 帶有連鎖的更換工具的操作開關(guān)以及調(diào)節(jié)穿孔機(jī)空運(yùn)轉(zhuǎn)的操作開關(guān)均不用按鈕結(jié)構(gòu)；b. 穿孔機(jī)的主生產(chǎn)開關(guān)及所有各種必要的連鎖裝置和所有各種輔助裝置的手動(dòng)開關(guān)；c. 部分自動(dòng)化電路，其中有單個(gè)的自動(dòng)匯集站，余下部分可用手動(dòng)控制進(jìn)行；d. 整個(gè)設(shè)備用自動(dòng)化的程序塊實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化；e. 從控制室的主控制臺(tái)上接通并監(jiān)控設(shè)備的所有各個(gè)部分。
B. 使用工業(yè)機(jī)器人
要阻止工業(yè)機(jī)器人用于熱穿（擴(kuò)）孔生產(chǎn)是困難的，特別是用于高溫（其溫度往往高達(dá)1200℃)和沉重的工件（其曲軸的重量高達(dá)250kg)以及在多塵埃的環(huán)境中的繁重作業(yè)。
要求在這種不利的生產(chǎn)條件下，機(jī)器人動(dòng)作的準(zhǔn)確性也不能遭到破壞。特別是當(dāng)穿（擴(kuò)）孔機(jī)裝料時(shí)，對(duì)尺寸和位置的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性均有很高的要求，因?yàn)樵诤芏嗲闆r下尺寸和位置的準(zhǔn)確性往往只能偏差幾毫米。
機(jī)器人影響經(jīng)濟(jì)效益的重大因素是它的靈活性。這種設(shè)備的“程序”，即操作的有效距離，運(yùn)動(dòng)過程和工作節(jié)奏必須能以簡(jiǎn)單的方式加以調(diào)整和變化，使這種機(jī)器人除完成預(yù)先規(guī)定的任務(wù)外，還可令其做其他工作。這就要求機(jī)器人不僅具有干預(yù)機(jī)器人的機(jī)能的自由可編程序，而且還要使任何一個(gè)沒有這種高度發(fā)展的專門知識(shí)的人都能使用這種機(jī)器人。這種所要求的自由可編程序即是“Teach-in-方法的自由可編程序”。
Loewy(英國(guó)）12MN(1200t)立式穿（擴(kuò)）孔機(jī)和神戶制鋼（日本）23MN(2300t)立式穿（擴(kuò)）孔機(jī)的技術(shù)特性見表8-28.
