細長板條狀零件數控切割變形控制措施

李寧 崔雯

摘? ?要：細長板條狀零件數控切割，現在正引起火熱的研究和討論，重點集中在對于變形趨勢方面的討論。文章通過對于生產經驗方面的總結以及對于日常使用狀況的分析，最終總結了一系列適用于細長板條狀零件切割，特別是運用在實際過程當中的一些行為措施。通過對于這些行為措施的執行，可以實現對于切割路徑、切割方向、切割過程等多方面的數據信息，最終實現對于尺寸方面的精確勾勒。

關鍵詞：數控制;細長板條狀零件;變形控制

在工程機械、通用機械、鋼結構等多種相關產業中，往往會遇到一些嚴重的變形問題，在細長板條狀零件的數控切割方面，表現得尤為突出。數控切割技術，具備著高速切割、高精準度等優良特性，在工作和生產的過程當中，被運用的較為廣泛，由于其本身就是嚴苛按照事先編輯好的模式和流程進行工作切割，因此，遭遇一些意外狀況沒有辦法及時處理，不會自動化的對于切割方面的路徑、趨勢做出調整，使得細長板條狀零件，在高溫加熱的過程當中，很容易因溫度而發生形變。

1? ? 細長板條零件切割變形趨勢分析

在使用數控切割機的過程當中，特別是在鋼板上進行零件的切割時，會由于鋼板自身的溫度影響，造成受熱不均勻的狀況，進而發生熱脹冷縮的現象，使得鋼板發生負面的形變。在進行數控切割的過程當中，切割機方面的走線，始終保持不變的狀態，因此，最終切割下來的零件，會由于鋼板方面發生形變，而自身的切割路線不發生變化，最終造成切割下的零件不夠精確，尺寸方面發生較為嚴重的偏差[1]。這一狀況對于一些厚度比較薄的鋼板而言，切割下的細長板條零件表現尤為突出，由于自身的厚度比較淺薄，使得在切割的過程當中，形變更加明顯，很容易發生“打頭”的現象。這種現象也是在切割過程當中很容易發生的一種形變因素，對于整體零件的生產，形成很嚴重的阻礙作用，產生了許多的不方便之處，還很容易對切割機的使用壽命產生影響，增添生產方面的成本。

對于長寬之間比較大的細長板而言，可能也會出現由于切割的過程當中，溫度的不均勻傳播，使得雙面的受熱情況不夠均勻，最終呈現出板條向兩邊拱起，或者是向厚度比較厚的地方拱起的狀況。對于這種狀況，可以采取線切割一個方向，在其已經發生受熱反應，并且自身已經膨脹起來之后，再進行另外一個方向的切割。對于整個鋼板本體而言，一個方向的膨脹，可以有效地對另外一個方面的膨脹起到阻礙作用，待整體切割工作完成之后，鋼板也呈現冷卻狀態之后，另外一邊的整體收縮量，要比之前第一個方向的收縮量還大。如此一來，使得工件的側彎數值、整體大小，都由工件的長寬比控制，即長寬比的數值越大，整個鋼板組件的側彎量就會越大。

2? ? 細長板條件數控切割變形控制方法

數控切割機，在進行路徑行走的過程當中，所依照的順序是整體程序在進行工程開展之前就已經設定好的，程序的編譯是程序員提前按照計劃藍圖進行數據的填充和編譯的，最終程序方面的數值屬性會和零件原料為發生形變之前所呈現的數據保持一致性[2]。最終在切割的過程當中，將需要切割的零件原版放在切割機上，切割機就可以按照預定的屬性和參數進行工程的有效開展，并且在切割的過程當中識別程序方面的設計，自動識別切割的路徑和方向。程序落實到切割機實際運轉的過程，被稱為套料。也正是因此，在確定零件的擺放位置以及整體切割機的切割方向，包括切割的路徑設置，是降低切割誤差的根本所在。本文結合一些實際的操作經驗，對降低切割變形狀況進行分析和討論。其中，數控切割機，對于細長板條件的控制和切割方面，主要集中在切割之前的準備工作、套料控制工作以及最終結束切割之后的控制著是哪個方面，實現整體的切割和落實工作。

2.1? 切割之前的準備工作

為了更好地降低切割過程當中發生的形變以及切割過熱造成的變形，在切割工作開展之前，應當具備充分的準備工作，進而確保整個零件，在遭受切割之后，發生較小的形變，減少形變產生的損失。

首先，需要挑選大小、用途合適的切割設備。對于一些公司，硬件設備方面的配置比較充分，不僅擁有著數控火焰切割機，還擁有數控等離子切割機。對于準備工作做得比較充分的公司和企業，在進行比較薄的鋼板切割的過程當中，通常指的是厚度數值小于12 mm的細長狀板子，最好的切割方式還是借助數控等離子切割機進行工作切割。相較于數控火焰切割機，數控等離子切割機具備著更快的切割速度，并且經過切割的表面光滑，不會像火焰切割機一樣通過高溫影響整個切割的材料[3]。因此，對于厚度比較薄的材料而言，等離子切割機是最好的選擇。

其次，鋼板的校平以及鋼板的定位，也是十分有講究的。在進行切割工作之前，需要確保金屬板材料處于一個經過準確定位的位置。并且在硬件條件準備比較充分的情況下，搭配上多點觸控的平臺，通過平臺實現對于鋼板材料的校對工作，提升整個板材方面的平整程度。此外，還可以通過專用的工具，對鋼板的固定起到一定的輔佐作用，避免由于零件的運動，使得切割過程出現嚴重的偏差，進而使得支撐面高度發生變化。對于一些比較窄長的零件而言，做到精確的切割更為困難，只有在定位的過程中做好準備，才能夠為后續的工作提供便利條件。

2.2? 通過套料控制細長條零件的切割熱變形

在數控切割的過程當中，套料是十分重要的一個部分了。對于套料環節，其重要的指導思想為：確保鋼板呈現一個穩定、均勻的受熱狀態，并且零件發生形變的過程當中，能夠及時選取合適的切割方式對切割的零件進行修正，調整切割的方法。在這種指導思想的帶動下，可以采取以下的幾種方式避免由于切割而造成的熱變形。

首先，在套料的時候，將相鄰的幾個零件進行組合，最終形成一個共同的切割線。有了這個組合的步驟，可以有效地降低切割方面的次數，并且由于切割次數的降低，也使得材料自身的接受能力有了顯著的提升，每兩次切割的過程當中，熱量有了充分的時間進行分散[4]。熱量的充分擴散，使得在切割的過程當中，材料的吸收熱量程度降低，可以維持零件自身穩定的狀態，避免由于吸收熱量過多造成形變的發生。如此一來，可以顯著提升切割的效率，并且避免了溫度過高所造成的形變。

其次，還可以設置“過橋”的切割方法，也就是人工介入，在割邊的一段，留下幾個15～30 mm的“過橋”，標記的片段不進行切割操作，確保和母版連接的過程當中，能夠有效地抑制冷卻、突起等狀況，降低材料變彎的可能性?？墒牵灿捎凇斑^去”的地方不進行切除，造成的結果就是在零件進行切割的過程當中，需要進行更多次數的穿孔切割，煩瑣的操作給切割的過程增添了很多的額外步驟，嚴重地影響了切割的整體效率，延長了切割的工作周期。此外，經過了穿孔切割的材料，還可能會發生切割邊緣不均勻的狀況，需要再次耗費時間進行邊緣的打磨，并且打磨的時間十分久，會對整個工程的實施周期，起到嚴重的拖延作用。

3? ? 結語

總的來說，對于數控切割方面，解決由于溫度所造成的問題，就可以有效地緩解零件，特別是細長板條狀零件的形變問題。而且，針對數控的熱切割方面而言，自身的用處也是十分廣泛，不單單是對于切割方面的提前準備、套料過程當中程序編譯的設置，還有切割方向、切割路徑以及切割的措施3個方面的顯著作用。而且不同的公司，由于自身的硬件儲備實力也不太相似，因此，對于零件切割方面的方式也大有不同，通常而言，數控火焰切割只是基礎配置，更高配的數控等離子切割可以發揮更加顯著的作用。然而，無論是哪一種硬件設備，發揮其自身的作用，創造更大的價值，才是使用設備的初心所在。

[參考文獻]

[1]孫攀攀，吳曉鳴，盛軍，等.鈦合金薄板類零件精度控制方法研究[J].新技術新工藝，2019（5）：11-18.

[2]申鵬.中走絲數控線切割在配合零件加工中的技巧研究[J].陜西國防工業職業技術學院學報，2018（1）：34-37.

[3]李勇華.中等職業學校數控線切割實訓教學改革與探討[J].科技資訊，2019（1）：166.

[4]王飛，唐輝明.雅礱江上游互層斜坡傾倒變形破壞機制與演化[J].工程地質學報，2017（6）：1501-1508.