等離子切割沖壓聯(lián)合中心在工程機(jī)械生產(chǎn)中的應(yīng)用

楊振軍 穆秀玲 王志宏

等離子切割沖壓聯(lián)合中心在工程機(jī)械生產(chǎn)中的應(yīng)用

楊振軍 穆秀玲 王志宏

1. 概述

3400XP等離子切割沖壓聯(lián)合加工中心是我公司2010年引進(jìn)的美國(guó)麥格菲公司的世界上最先進(jìn)的精細(xì)等離子切割下料設(shè)備，它集現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)與精細(xì)等離子切割技術(shù)和液壓沖壓、卸料技術(shù)為一體的全自動(dòng)化復(fù)合下料設(shè)備，最大切割規(guī)格1 2mm×1 500mm ×3 000mm。工作時(shí)通過(guò)沖孔、精細(xì)等離子切割，快速完成一個(gè)零件的加工過(guò)程，同時(shí)，由于聯(lián)合加工中心本身穩(wěn)定性好、剛性高、使用壽命長(zhǎng)，為加工零件提供了可靠的高品質(zhì)的質(zhì)量保證。聯(lián)合加工中心加工零件的速度比單獨(dú)激光、等離子切割設(shè)備或水切割設(shè)備要快很多，還能提供特殊的成形加工，如沉孔和花紋孔加工等。

2. 3400XP的應(yīng)用特點(diǎn)

在我公司工程機(jī)械產(chǎn)品實(shí)際下料生產(chǎn)中，3400XP的應(yīng)用特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）沖切一體化 該設(shè)備最明顯的一個(gè)特點(diǎn)就是沖切一體化，既可以沖孔又可以切割，沖切一次性完成，一次裝夾就可以在1 500mm×3 000mm鋼板上完成多個(gè)不同零件不同尺寸孔和不同形狀孔的沖制，可以沖制完成圓孔、腰型孔、長(zhǎng)方孔、方孔等各種孔以及沉孔、沖窩、百葉窗等成形加工，并且可自動(dòng)進(jìn)行長(zhǎng)孔的連續(xù)沖制（簡(jiǎn)稱(chēng)步?jīng)_）和各種形狀的內(nèi)、外輪廓的切割。編程時(shí)按照零件孔的大小和形狀，選擇相應(yīng)的沖頭，下料時(shí)就可以把零件上的孔全部沖出來(lái)，并且沖孔質(zhì)量高，表面粗糙度可達(dá)12.5μm，幾乎和鉆孔精度相同，沒(méi)有切割缺陷和剪切、擠壓圓角和變形等缺陷，減少了單一火焰、等離子或激光切割，因不能完全切割，而必須經(jīng)過(guò)下道工序鉆孔或鏜洗孔進(jìn)行二次加工的工序，從而減少了工藝流程，使得零件在一次加工中完成，生產(chǎn)效率提高，生產(chǎn)周期變短。另外，3400XP沖孔速度快，一個(gè)孔的時(shí)間不到1s，相對(duì)鉆孔或銑削長(zhǎng)孔，很大的提高了效率，一次可裝夾多個(gè)不同大小和形狀的沖頭，避免了反復(fù)更換沖頭，提高效率。圖1為3400XP沖切的壓路機(jī)上的一個(gè)零件。

（2）切割速度、效率高 3400XP精細(xì)等離子在切割零件時(shí)，有切割速度快、效率高的優(yōu)勢(shì)，切割3mm鋼板時(shí)可達(dá)6m/min，而且切割面質(zhì)量好、切割尺寸精確高、工件熱變形小等優(yōu)點(diǎn), 切割精度≤±0.50mm，表面粗糙度達(dá)12.5μm，切口寬度＜2.5mm，切割面斜度≤2°，切割邊完全沒(méi)有浮渣，無(wú)需再由人工清除打理，節(jié)省工人體力，提高零件下料質(zhì)量和效率。

圖 1 3400XP沖切的壓路機(jī)上零件

（3）自動(dòng)落料的功能 尺寸為600 mm×2 000mm以下的零件，零件在切割完畢以后，落料門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，零件迅速滑落到零件箱體內(nèi)，待所有零件切割完畢后，拉出箱體，取出零件。設(shè)

備在切割板材時(shí)不必停止，一直處于工作狀態(tài)，避免工人反復(fù)卸料、運(yùn)料，節(jié)省了時(shí)間。圖2為板材切割時(shí)自動(dòng)落料。

（4）連接功能 切割小零件時(shí)，使用連割的功能（見(jiàn)圖3），幾個(gè)零件一次引弧切割完成，避免多次沖預(yù)沖孔，減少了預(yù)沖孔的次數(shù)；而對(duì)于規(guī)則形狀的零件（見(jiàn)圖4）可以使用共邊切割，借邊引弧，既可以節(jié)省材料，又提高了效率。

（5）該設(shè)備配備較先進(jìn)的SigmaNEST套料軟件 該軟件支持手動(dòng)和自動(dòng)相結(jié)合的排料方式，充分利用自動(dòng)排料的效率和人工排料的經(jīng)驗(yàn)使得套料更合理。切割過(guò)程中可以自動(dòng)調(diào)整料夾的位置，保證料夾下面的零件能被完全切割，保證了材料的完全利用。能較方便的調(diào)整沖孔順序及切割順序，降低零件熱變形量，保證下料的質(zhì)量。生成程序后帶校驗(yàn)功能，保證程序的正確性。并且該軟件操作簡(jiǎn)單，容易掌握，使用方便。

3400XP在實(shí)際下料中，主要采用整板套料切割，在整板套料中充分利用該加工中心的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，在保證下料質(zhì)量的前提下，最大可能的提高材料的利用率和切割效率。3400XP使用套料切割，材料利用率基本在80%左右，相對(duì)以往不采用整板套料切割材料利用率提高近3%。在效率上由于采用共邊、借邊引弧等技巧，節(jié)省了行程、減少了預(yù)穿孔次數(shù)，提高切割效率。

3400XP在下料時(shí)既可以單種零件多個(gè)套料切割，也可以多種零件混合套料切割。圖5材料規(guī)格為3mm×1 500mm×3 000mm，為其中公司某產(chǎn)品同等厚度的零件混合套料，此板材料的利用率為78.7%。套料切割中應(yīng)用到連割等技巧。共沖圓孔58個(gè)φ7 mm，34個(gè)φ9 mm，10個(gè)φ11mm，10個(gè)φ16 mm；沖腰型孔12個(gè)φ7 mm×13 mm，20個(gè)φ13 mm×20 mm，然后完成各個(gè)零件的切割，共耗時(shí)28min。

圖2

掃描二維碼觀看詳細(xì)切割視頻

圖3

圖 4

圖5 多個(gè)零件混合套料

3. 結(jié)語(yǔ)

3400XP既可以沖孔又可以切割，沖切一次性完成，縮短工藝流程，極大提高生產(chǎn)效率；自動(dòng)與手動(dòng)相結(jié)合的排料方式，有效提高材料利用率；該精細(xì)等離子切割速度快、精度高，表面粗糙度高，保證了零件的下料質(zhì)量；多種零件混合套料避免了工人反復(fù)查看和調(diào)用程序，方便工人操作，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了切割效率。套料生成程序后經(jīng)過(guò)模擬試驗(yàn)、校驗(yàn)，保證了程序的正確性。

楊振軍等，國(guó)機(jī)重工（洛陽(yáng)）建筑機(jī)械有限公司研究所。