隨著現代化工業的發展，提高零部件的切割質量也是尤為重要的，常見的切割形式有數控火焰切割、數控等離子切割、激光切割及水切割等；切割的影響因素很多，包括切割參數、工作的氣體類型及質量、車間操作人員技術能力以及對切割機設備的了解程度等各個方面；本人結合自己工作經歷，從套料、切割程序設置等方面出發，淺談幾種可提高切割質量及提高生產效率的方法。

 

2. 預留切割寬度防止過燒出現缺陷

 

數控火焰切割機切割鋼板時，為了保證零件切割的完整性，切割的起點與終點通常都不在零件的輪廓上，對于零件外輪廓而言；切割的起點與終點都在輪廓以外；對于內輪廓來說，就恰恰相反，起點與終點都在內輪廓以內；我們分別把切割起點和終點到零件輪廓的切割線就做引入和引出線。

 

設計數控切割引入和引出線方法有一下幾種，直線引入引出、180度圓弧引入引出、90度圓弧引入引出、無引入引出線形式。在數控火焰切割時，起點與終點兩者的交匯點仍然在零件輪廓上，以直線引入引出為例，引入線和引出線分別以45°角引入引出，雖然引入與引出避開了零件輪廓，但是從切割的實際情況來看，在鋼板切割引入與引出交會位置還會產生凹坑缺陷（見圖1），傷了母材。還需補焊、打磨工序，影響了零件的外觀質量和生產效率。

 

                                

                  

為此，通過修改程序在零件切割時預留切割寬度，將引出線提前切割出來，讓引入和引出在零件輪廓外面交會（見圖2）。

 

                

  

為了減少后續工序打磨工作量，設計預留寬度時，要考慮鋼板厚度與預留寬度等因素，保證了預留寬度在一定范圍內，這樣可以有效的解決引入與引出交匯點出現的凹陷問題。通過實踐統計，對于一些無加工的火焰切割零件，采用預留寬度的方法，結合正常的焊前打磨，選擇是否清除，工作量不大，外觀質量明顯提升。

 

對于一些零件精度要求高且沒有機加工的火焰切割零件，應用了預留寬度的方法，解決了引入線和引出線在交匯點上出現的凹坑現象。

 

3. 等離子切割機引出線的處理

 

對于等離子數控切割來說，在數控編程時，編程人員往往習慣性的同時設置引入引出線，然而在切割小零件和切割內輪廓時發現有些零件，會出現部分零件掉落和傾斜，導致零部件撞割槍割槍斷火現象。根據實際分析，得出以下要因：板材在切割過程中存在熱變形，并且切割臺架支撐板間隙130mm，而設計的引入和引出線切割形成完整閉合的回路，在切割到引出線時會出現零件傾斜和掉落（見圖3）。

 

 

 

導致弧高突發生變化，割槍自動斷弧停機。由于此情況，采用引出線去除（見圖4），甚至預留1~2mm不切割的方法，這樣，即使零件傾斜，由于零件切割程序已經結束，程序會自動到下一個起點。此方法在等離子切割機生產中，避免了切割過程中的不正常的停機現象，極大的提高了切割效率。

 

 

 

 

 

4. 特殊工藝的運用

 

數控切割的程序通常是一次點火、穿孔切割一個零件，這樣切割出來的零件相對精度比較高，但是切割的路徑長，點火、穿孔次數多，設備易損零件壽命短，成本較高。在追求降本增效的今天，特殊工藝的運用是一個很好的選擇。特殊工藝包括共邊、連割、微連接等工藝。共邊切割是兩個零件之間不留間隙，使用一條公共邊切割，減少切割路徑和切割工時，提高材料利用率和切割效率。連割就是在切割時穿一次孔，切割完一個后不用抬槍就可以連續切割幾個零件和多個零件，減少了穿孔次數，對易損件的壽命提高有一定好處。微連接工藝就是在切割相對窄長形狀時，采用打斷點保留微小距離連接的方法。

 

如刮板取料機中的刮板零件，數量較多，單臺106件，薄板居多，等離子切割；對于這數量多的來說，特殊工藝的運用，能夠提高切割效率；原來的切割是一個閉合輪廓一次只能切割一個零件，故套料及切割路徑如圖5、圖6所示。

 

 

 

而采用了特殊工藝中的共邊連割的切割方法（S型共邊連續切割），套料排版如圖7所示：切割路徑如圖8所示。

 

 

 

使用Smartnest套料軟件中的統計模塊，可以得到表1數據。

 

  

 

從表中數據可以看出，采用特殊軌跡切割的效果十分明顯；僅僅4個零件計算：切割周長就減少了5.34m，穿孔次數減少了3個，空程減少了5.71m；隨著切割周長和穿孔次數的減少，易損件和生產效率都會提高。

 

雖然采用特殊軌跡切割法的切割效益明顯提高，但是也不能盲目的去追求特殊軌跡切割方法，因為在數控切割過程中難免會發生熱變形，過度的共邊會導致零件尺寸難達到要求，連續切割的軌跡不能太長，需要結合易損件情況合理設置切割時間和切割周長，否則連續切割過長，對最后切割零件尺寸也會出現一定影響。對于沒有加工余量的零件，一定要控制好割縫的選擇，防止補償不對，如表2所示。

 

 

 

5. 合理的設置切割起點及方向

 

一般情況，數控切割中，難免會發生熱變形，怎么去降低切割過程中的變形是尤為重要的。數控火焰切割時，有些零件切割厚度大于穿孔厚度，這些零件必須在切割前用鉆床預先鉆孔在切割。如德國梅塞爾OmniMat T系列火焰等離子切割機，切割低碳合金鋼最大厚度可達約210mm，打孔厚度就只能達到100mm。因此，在一般情況下，使用火焰等離子切割機時，盡量減少穿孔切割的方式，而是將切割起始點設置在切割邊緣。在數控切割方向上，好的切割方向應該保證最后一條切割邊與母材料大部分連接。如果過早的就母材大部分脫離，連接小得邊角料就會受熱變形，造成切割零件在切割的運行中發生位移的變化，出現尺寸誤差，外觀質量問題。

 

下面以某堆料機配重塊切割起點為例，比較圖9和圖10兩種方案的切割起點的優缺點，方案二較方案一在切割起點、切割方向上都有優勢，方案二的最后一條切割邊與母材大部分相連，此方法會降低零件切割過程中的熱變形，防止零件尺寸出現誤差。

 

  

 

為了提高零件切割外觀質量，設置合理的切割起點、切割方向是尤為重要的。

 

6. 結語

 

（1）預留合適寬度，解決了零件在引入與引出時出現凹陷的問題，對于一些沒有加工余量的零件有一定的益處。

 

（2）去除引出線或者預留不切割的方法，避免了等離子切割機切割過程中斷火現象，也同時提高了切割效率。

 

（3）采用特殊工藝的方法，減了切割路徑、空程、穿孔次數，同時也降低了易損件的消耗。

 

（4）合理的設置起點和切割方向，可以減少切割過程中的熱變形，防止零件出現尺寸誤差。

 

影響數控切割質量和切割效率的因素是很多的，各種改善的方法也要綜合利用，才能取得更好的效益。以上的小方法都在生產實踐中運用，并取得一定成效。希望這些小方法對相關企業工作者有一定的參考。