關(guān)于提高板件數(shù)控切割的質(zhì)量研究

楊楠

（山西省晉煤集團(tuán)金鼎公司，山西晉城048006）

引言

在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷快速發(fā)展的背景下，各行業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭都比較良好，特別是在工業(yè)生產(chǎn)以及加工過程中，越來越多的新型技術(shù)、設(shè)備與工藝手段被應(yīng)用到實(shí)際操作中。其中數(shù)控火焰切割機(jī)能夠針對(duì)各種形狀的零件進(jìn)行有效切割和處理操作，其本身具有非常明顯的通用性特征。一般情況下，數(shù)控火焰切割機(jī)存在的根本目的是為了能夠擔(dān)任板材結(jié)構(gòu)件的下料任務(wù)，通過實(shí)踐可以看出，在數(shù)控火焰切割機(jī)的實(shí)際應(yīng)用中，其本身的切割質(zhì)量能夠直接對(duì)工件的焊接質(zhì)量產(chǎn)生影響，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品的整體性能產(chǎn)生一定的影響。數(shù)控切割機(jī)在下料環(huán)節(jié)中的實(shí)際應(yīng)用，不僅能從根本上體現(xiàn)出切割機(jī)其本身在自動(dòng)化方面的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，而且還能實(shí)現(xiàn)集中批量下料。有利于板材整體利用率的提升，從而促使切割質(zhì)量和效率的有效提升。

1 對(duì)切割質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素

1.1 切割用氣體

在實(shí)際操作過程中，為了從根本上保證獲取到高質(zhì)量的切割面，保證切割效率，利用高質(zhì)量的切割氧氣和乙炔是切割質(zhì)量的基本保障措施之一。但在實(shí)際應(yīng)用中，氧氣的純度應(yīng)控制在大于等于99%，如果出現(xiàn)本身純度不足的情況，則會(huì)直接導(dǎo)致切割面本身質(zhì)量不過關(guān)，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)苯映霈F(xiàn)切割面粗糙的現(xiàn)象。不僅會(huì)導(dǎo)致掛渣現(xiàn)象異常嚴(yán)重，而且還會(huì)給后續(xù)清理工作帶來一定的難度，導(dǎo)致工程進(jìn)度遭受到嚴(yán)重影響。針對(duì)這一現(xiàn)狀，在處理時(shí)，可以直接利用液態(tài)氧對(duì)其進(jìn)行切割，有效控制切割面的質(zhì)量。除此之外，還要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行處理，通過對(duì)氧氣和乙炔的比例進(jìn)行調(diào)整，可以得到三種切割火焰：中性焰，氧化焰，還原焰，具體如圖1所示，在工作中，可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。

圖1 不同氣體比例下的切割火焰示意圖

1.2 正確利用切割氣體壓洗、速度和割嘴型號(hào)

根據(jù)不同的板厚情況要選擇與實(shí)際情況相符的氣體壓力、切割速度以及割嘴型號(hào)，這樣才能從各環(huán)節(jié)著手，對(duì)切割質(zhì)量提供有效保障。針對(duì)這幾個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行處理，能夠保證切割面處于平滑狀態(tài)，且切割波痕也能夠呈現(xiàn)出比較細(xì)小的狀態(tài)。使氣體成本產(chǎn)生良好的節(jié)約，從根本上促使整個(gè)生產(chǎn)效率的有效提升。

切割氧壓力過高很容易導(dǎo)致壓力大量浪費(fèi)，同時(shí)在與陰部切割件較近距離的位置處，會(huì)產(chǎn)生出一些有規(guī)則的溝槽，這些溝槽雖然具有一定的規(guī)則，但并不能以一種平滑的狀態(tài)存在，而且在針對(duì)渣現(xiàn)象進(jìn)行清理時(shí)比較困難。除此之外，如果切割氧氣處于比較低的狀態(tài)下，切割面就會(huì)有比較厚的鱗片與其進(jìn)行有效溶合，一旦出現(xiàn)這種情況，就很難將鱗片從切割表面中去除，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)苯訉?dǎo)致工件割離受到影響和阻礙。在實(shí)際操作過程中，如果乙炔壓力比較高，則會(huì)使其本身出現(xiàn)過燒現(xiàn)象，與切割面頂部較接近的位置處會(huì)出現(xiàn)較大的凹槽。在這種情況下，如果速度過慢會(huì)直接導(dǎo)致其本的棱邊被融化，而如果速度過快，則很容易導(dǎo)致其本身出現(xiàn)結(jié)渣現(xiàn)象，致使棱邊不平滑[1]。另外，在切割中，切割氧流相對(duì)垂直的割炬，會(huì)略微偏后一個(gè)角度，其形成的偏移稱為后拖量，如下頁(yè)圖2所示，即為慢、適中和快三種情況下的后拖量示意圖，在切割中，要根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)其進(jìn)行合理控制。

圖2 慢、適中、快速度下的后拖量示意圖

2 科學(xué)合理的切割程序分析

2.1 切割順序的影響

切割順序一般情況下是指在鋼板上存在的若干個(gè)大小不等的零件嵌套，其本身的零件需要按照某一個(gè)順序進(jìn)行排列之后才能夠保證其切割質(zhì)量和效率。一般會(huì)遵循“先內(nèi)后外、先小后大”的基本原則，也就是在切割過程中，先針對(duì)一些零部件的內(nèi)輪廓進(jìn)行切割，之后在對(duì)外輪廓進(jìn)行切割。與此同時(shí)，要先切割一些面積比較小的零部件，之后再切割一些面積、尺寸比較大的零件，這樣才能夠從切割順序上對(duì)切割質(zhì)量進(jìn)行有效控制。

2.2 切割方向的影響

一般情況下，正確的切割方向應(yīng)保證在切割過程中能夠從最后一條割邊上促使母板與其產(chǎn)生割離現(xiàn)象。但在實(shí)際操作過程中，如果過早的將其與母板大部分程度進(jìn)行分離處理，那么一些沒有分離的部分由于其本身的抵抗力較差，就很難抵抗住切割過程中出現(xiàn)的熱變形影響。一旦出現(xiàn)這種情況，就會(huì)直接導(dǎo)致切割件在切割過程中出現(xiàn)位移，在此種情況下出現(xiàn)的切割結(jié)果就會(huì)在尺寸上呈現(xiàn)出較大的偏差現(xiàn)象[2]。

3 各種板厚切割質(zhì)量的有效控制措施

不同板厚在切割過程中，需要根據(jù)其本身的實(shí)際情況來采取有效的控制，特別是切割速度、切割氣體壓力以及割嘴型號(hào)方面都要進(jìn)行有效控制，與板厚之間形成一致性才能夠保證切割質(zhì)量。一般情況下，板厚在6～20 mm的薄板，由于其本身很容易受到熱量的影響而出現(xiàn)變形，所以在最開始切割時(shí)，要盡可能保證切割從鋼板的邊緣處逐漸切入。但在實(shí)際操作過程中，如果是利用穿孔的方法那么則會(huì)促使鋼板邊緣逐漸成為一種封閉狀態(tài)，并且在這種封閉狀態(tài)的作用下，零件本身的割縫與鋼板邊緣之間會(huì)存在一定的距離。從而能夠從根本上對(duì)零件尺寸的偏差現(xiàn)象起到良好的控制性作用。而在針對(duì)一些20～100 mm的厚板時(shí)，由于零件本身比較重，所以在切割過程中不容易發(fā)生變形情況，但也正是由于其本身比較厚，所以很難進(jìn)行穿孔處理。針對(duì)這一現(xiàn)狀，在進(jìn)行處理時(shí)，可以直接從鋼板的邊緣進(jìn)行切入，但在數(shù)控自動(dòng)切割時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于切割面垂直度不夠而引發(fā)質(zhì)量問題。所以在切割時(shí)，應(yīng)提前切割出橫向、縱向兩個(gè)切口，利用垂直尺對(duì)兩方向的垂直度進(jìn)行判斷和分析，最大限度保證切割面與鋼板間的表面呈現(xiàn)出垂直狀態(tài)[3]。

4 帶孔零件的切割質(zhì)量控制措施

在針對(duì)帶孔零件進(jìn)行切割時(shí)，應(yīng)先將零件的內(nèi)孔進(jìn)行切割，之后再對(duì)其周邊一些零件進(jìn)行切割，從根本上保證其本身的精度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)和水平。如果穿孔與實(shí)際情況能夠形成一致性，不僅減少清理割嘴的時(shí)間，而且還能夠從根本上促進(jìn)工作效率的有效提升。在穿孔過程中，應(yīng)盡可能減少預(yù)熱時(shí)間，并且根據(jù)實(shí)際情況需求加大預(yù)熱氧，保證穿孔動(dòng)作的整體流暢性和完整性。

5 細(xì)長(zhǎng)零件切割過程中的質(zhì)量控制措施

針對(duì)一些細(xì)長(zhǎng)零件而言，在切割過程中，要按照一些常規(guī)方法對(duì)其進(jìn)行切割處理。由于鋼板在受到熱量滯后其本身會(huì)出現(xiàn)一定的變形情況，如果稍微不注意就會(huì)撞到槍嘴，不僅會(huì)阻礙切割的順利，而且還會(huì)對(duì)割嘴的使用壽命產(chǎn)生影響。所以在針對(duì)這一現(xiàn)狀進(jìn)行處理時(shí)，可以利用局部噴水冷卻方式，但此方式會(huì)對(duì)板材本身的性質(zhì)產(chǎn)生一定的變化影響，所以并不建議使用。兩割炬或者是多割炬在處于同時(shí)切割的狀態(tài)下時(shí)，應(yīng)從零件的長(zhǎng)側(cè)開始切割，之后對(duì)其進(jìn)行橫向切割，一直到達(dá)到尺寸要求為止。

6 結(jié)語

要確保數(shù)控火焰切割機(jī)在針對(duì)各種不同零件進(jìn)行切割時(shí)其本身的效率和質(zhì)量能夠得到保證，數(shù)控火焰切割機(jī)作為一種比較精精密的設(shè)備與一般手工切割之間存在明顯的差異性，需提高氧氣、乙炔純度、壓力、工作人員素質(zhì)等各方面要求。

[1]寇元哲，影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素分析[J].甘肅科技，2007（7）：99-100.

[2]李兆銓，周明研.機(jī)械制造基礎(chǔ)（上冊(cè)）[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2005.

[3]高波，機(jī)械制造基礎(chǔ)[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2006.