在無縫鋼管生產(chǎn)中,穿孔工序的作用是將實心的管坯穿成空心的毛管。整個生產(chǎn)過程一般包括穿孔、軋管和定減徑工序。穿孔作為金屬變形的第一道工序,穿出的管子壁厚較厚、長度較短、內(nèi)外表面質(zhì)量較差,因此叫做毛管。如果在毛管上存在一些缺陷,經(jīng)過后面的工序也很難消除或減輕。所以在現(xiàn)代鋼管生產(chǎn)中穿孔工序的起著重要作用。今天在無縫鋼管生產(chǎn)過程中,穿孔工藝被廣泛應(yīng)用而且是非常經(jīng)濟的。1886年德國的曼內(nèi)斯曼兄弟申請了用斜輥穿孔機生產(chǎn)管狀斷面產(chǎn)品的專利。專利中描述了金屬變形時內(nèi)部力的作用和使用兩個或多個呈錐形的軋輥進行穿孔,因此被稱作曼內(nèi)斯曼穿孔過程。
二輥式穿孔機主要有帶導(dǎo)輥的穿孔機、帶導(dǎo)板的穿孔機和帶導(dǎo)盤的穿孔機,帶導(dǎo)輥的穿孔機一般不常用,只用于穿孔軟而粘的有色金屬,如銅管、鈦管等。帶導(dǎo)板的穿孔機具有孔型封閉好、接觸變形區(qū)長、穿出的毛管壁厚可以更薄的特點而仍然得到重視;帶導(dǎo)盤的穿孔機越來越得到發(fā)展,穿孔機的主傳動電機可以使用直流電機或交流電機。直流電機一般通過傳動軸直接與軋輥連接,而交流電機則通過減速機和傳動軸與軋輥連接。一個機組可以使用一個電機,即一個電機連接減速機,減速機輸出兩個輸出軸用來驅(qū)動軋輥。也可以每個軋輥使用一個電機單獨驅(qū)動。
穿孔機軋輥形狀主要有盤式輥、桶形輥和錐形輥,盤式輥現(xiàn)很少使用,常用的是桶形輥和錐形輥。從大體的形狀來看,桶形輥和錐形輥度一般是由兩個錐形段組成的,即入口錐和出口錐。如果細分的話,入口錐又可以分為一段式和兩段式,兩段式是為了改善咬入條件和減少從車次數(shù)。根據(jù)毛管擴徑量的需求,出口錐也可以分為一段式和兩段式,兩段式用于大擴徑量的機組。另外,有的軋輥在入口錐和出口錐之間采用過渡帶即軋制帶,有的則沒有。軋制帶的作用是防止兩錐相接處形成尖銳棱角,這種棱角在穿孔時會使毛管外表面產(chǎn)生劃傷。導(dǎo)板的縱剖面形狀應(yīng)與軋輥輥形相對應(yīng),也有入口錐、壓縮帶和出口錐組成。導(dǎo)板入口錐主要起到引導(dǎo)管坯的作用,使管坯中心線對準(zhǔn)穿孔中心線。當(dāng)管坯與上、下導(dǎo)板接觸時,它起著限制管坯橢圓度的作用。限制橢圓度是為了避免過早形成孔腔,同時促進金屬的縱向延伸。導(dǎo)板的出口錐起限制毛管橫變形,并控制毛管軋后外徑的作用。
穿孔機行業(yè)規(guī)模不斷擴大,國產(chǎn)高檔電火花穿孔機明顯進步,中高檔產(chǎn)品取得重大突破,我國電火花穿孔機整體水平全面提升。產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,問題也隨之而來:1.數(shù)控化水平較低。目前生產(chǎn)值數(shù)控化率不到30%,消耗值數(shù)控化率還不到50%,而發(fā)達國家則在70%左右,高檔次的電火花穿孔機配套部件只能靠進口;2.功能部件生產(chǎn)發(fā)展緩慢。功能部件性能好壞直接影響著電火花穿孔機整體的技術(shù)水平與性能,制約著主機的發(fā)展速度,其發(fā)展?fàn)顩r與機床市場競爭能力密切相關(guān)。目前我國功能部件企業(yè)發(fā)展十分滯后;3.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)水平偏低。從行業(yè)總體上來看,產(chǎn)業(yè)規(guī)模雖然很大,但產(chǎn)品仍處于全球產(chǎn)業(yè)鏈的中低端,國內(nèi)市場需求與行業(yè)供給能力不適應(yīng),進口機床大量進入國內(nèi)市場。