隨著等離子切割技術的不斷發(fā)展，數(shù)控等離子切割機的使用越來越普遍。作為中小厚度板切割下料主要設備之一，數(shù)控等離子切割機具有操作簡單、度高、工作效率高、勞動強度低等優(yōu)點，被廣泛應用于多個行業(yè)，如化工行業(yè)、汽車行業(yè)、機械行業(yè)、軌道交通行業(yè)等。對于采用傳統(tǒng)切割方式難以切割的材料，可使用數(shù)控等離子切割機完成；從切割速度上，在切割中小厚度碳鋼板時，數(shù)控等離子切割速度快于傳統(tǒng)的火焰切割速度，同時切割面保持光潔且熱變形情況好；從切割成本上，數(shù)控等離子切割成本遠遠低于激光切割成本。切割工作臺的優(yōu)化切割機自帶的切割工作臺有很多塊隔板支撐，如圖1所示，兩隔板間距110mm，切割小件時往往會出現(xiàn)工件掉進隔板之間而無法拿出的情況，而且隔板為8mm×190mm×4600mm直平鋼板，由于經(jīng)常切割的原因，下面隔板氧化渣太多，影響正常切割，需經(jīng)常清理或更換。切割工作臺的優(yōu)化方案及實施情況由于本行業(yè)產(chǎn)品結構和產(chǎn)品批次均不固定，為了節(jié)省材料，經(jīng)常采用套料形式（即大料和小料配套排版），如何通過對等離子工作臺的工藝創(chuàng)新等離子切割機的利用率和切割工作臺的使用壽命，是我們目前需要解決的問題。圖片圖1 數(shù)控等離子切割機自帶切割臺針對此問題，對現(xiàn)有下料產(chǎn)品進行工藝分析并分類，挑選出小切割件，并確定小件尺寸，結合現(xiàn)場情況設計一套新的工作臺，如圖2所示。圖片圖2 數(shù)控等離子切割機優(yōu)化后工作臺模型圖⑴具體方案。1)該平臺按1500mm×3000mm的尺寸制作，可以多個平臺組合使用；2)平臺外框由4mm板材折成U形件，并組焊成長方形框架結構，確?？蚣艿膭偠龋苑涝诘踹\過程中變形；3)框架內(nèi)部有2～3個由4mm 板折成的V形件，縱向倒扣在框架內(nèi)，在縱梁上開3.5mm寬槽口，便于隔板的插入；4)隔板由1500mm×200mm板制成，將一邊切割成鋸齒形結構。⑵具體實施過程。1)根據(jù)設備參數(shù)及所需切割零件的大小，設計切割工作臺的長、寬、高和隔板間距；2)根據(jù)設計圖制作切割工作臺；3)所有切割工作臺零件均用數(shù)控切割機一次割出，尺寸，方便隔板的更換；4)切割工作臺框架采用數(shù)控折彎機進行編程折彎，定位尺寸準確，成形度好；5)組焊切割工作臺框架；6)將隔板插入切割工作臺；7)將切割工作臺放在原有切割工作臺上，切割時將料放在活動切割工作臺上進行切割，如圖3所示。圖片圖3 數(shù)控等離子切割機優(yōu)化后工作臺實物圖切割過程中路徑優(yōu)化由于板材的熱脹冷縮效應，在切割過程中加工件與余料之間會產(chǎn)生相對移動，按加工件重量與余料重量的差別，產(chǎn)生相對移動可分為以下三種情況：⑴當加工件重量＞余料重量時，加工件不動，余料相對平臺移動，不影響加工件的尺寸；⑵當加工件重量＜余料重量時，加工件相對平臺移動，余料不動，加工件產(chǎn)生一定的偏差；⑶當加工件重量與余料重量相當時，加工件和余料相對平臺都可能產(chǎn)生移動，影響加工件的尺寸。實踐表明，加工件或余料相對平臺產(chǎn)生的移動，使加工件產(chǎn)生的尺寸誤差一般在0.3～4mm之間。工件單邊的切割路徑在數(shù)控等離子切割過程中選擇合理的切割工藝，產(chǎn)生的變形量會有不同。在切割圖4所示板材時，若選擇A點為起弧點，切割方向和順序為：A→D→C→B→A（圖4a），當完成AD段的切割，加工DC段時，由于DC段余料窄，切割時高溫使DC段余料產(chǎn)生線性伸長，CB段向外偏轉(zhuǎn)，切割后使DC段尺寸縮小δ（圖4b），δ 的大小與DC段的尺寸成正比。如果選擇 A→B→C→D→A的切割順序，工件經(jīng)DA與母板分離，可有效減小切割變形。圖片圖4 工件單邊的切割路徑及變形情況圖片圖5 細長件切割圖片圖6 細長件兩件配對切割細長件的變形控制對于圖5細長件的切割，若按A→B→C→D→A，當切割DA段時，BC段的膨脹可阻止CD 段的膨脹，完成整體切割冷卻后，DA段的收縮量要大于BC段的收縮量，使工件向DA側(cè)彎曲。旁彎量δ的大小取決于加工件的長寬比Y/X，長寬比越大，旁彎量δ就越大。如果采用兩件配對切割，如圖6所示，選擇A點為起弧點，切割方向和順序：A→B→C→D→E→A→F。在完成DE段時，與母板分離相當于工件長寬比縮小一半，使旁彎量δ減小，當切割AF段時使工件兩側(cè)膨脹和收縮量相等，細長件旁彎變形能明顯減小。異形件的切割工藝對于特殊件的切割（圖7），綜合上述的加工方法并針對不同異形件，可選擇下列的切割工藝。圖片圖7 特殊件切割⑴對于凹形件采取兩件配對切割的方法，先切割內(nèi)邊，后切割外邊，由外向內(nèi)使兩件分開。切割順序如圖 8所示，內(nèi)邊：A1→B1→C1→D1→A1；外邊：A→B→C→D→A，E→F、H→G。圖片圖8 凹形件兩件配對切割⑵對于偏置中空件應采取兩件配對切割，使兩件分離。切割順序如圖9所示，內(nèi)邊：A1→B1→C1→D1→A1，A2→B2→C2→D2→A2，外邊：A→B→C→D→A， E→F。圖片圖9 偏置中空件兩件配對切割結論本工藝創(chuàng)新取得的有益效果如下:通過工藝創(chuàng)新,等離子切割機的利用率大大,工作臺隔板更換方便且更換率降低一半,降低了更換成本。切割小件得到了滿足,目前本工藝創(chuàng)新已廣泛應用于鐵路客車鋼結構下料中,每輛車均有很多小件需要切割下料,提高了工效并且節(jié)約了大量成本。使用等離子切割時應注意以下問題:分析數(shù)控等離子切割機切割件變形規(guī)律及影響,在切割前進行適當?shù)陌宀男Ｆ教幚?合理地進行板材固定,防止在切割過程中加工件發(fā)生移動；編制切割程序時,選擇合理的切割工藝,使工件的尺寸面與母板分離；對于切割細長件或異形件時,用兩件配對切割等控制方法,可有效防止或減小切割件的變形。數(shù)控等離子切割在加工行業(yè)中無論從切割質(zhì)量還是切割效益都優(yōu)于火焰切割,配合不同的工作氣體可切割各種金屬,尤其對有色金屬切割效果更佳。

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