隨著等離子切割技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控等離子切割機(jī)的使用越來越普遍。作為中小厚度板切割下料主要設(shè)備之一，數(shù)控等離子切割機(jī)具有操作簡單、度高、工作效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)，如化工行業(yè)、汽車行業(yè)、機(jī)械行業(yè)、軌道交通行業(yè)等。對(duì)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(jī)完成；從切割速度上，在切割中小厚度碳鋼板時(shí)，數(shù)控等離子切割速度快于傳統(tǒng)的火焰切割速度，同時(shí)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(yuǎn)遠(yuǎn)低于激光切割成本。切割工作臺(tái)的優(yōu)化切割機(jī)自帶的切割工作臺(tái)有很多塊隔板支撐，如圖1所示，兩隔板間距110mm，切割小件時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)工件掉進(jìn)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(tái)的優(yōu)化方案及實(shí)施情況由于本行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)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(duì)等離子工作臺(tái)的工藝創(chuàng)新等離子切割機(jī)的利用率和切割工作臺(tái)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(jī)自帶切割臺(tái)針對(duì)此問題，對(duì)現(xiàn)有下料產(chǎn)品進(jìn)行工藝分析并分類，挑選出小切割件，并確定小件尺寸，結(jié)合現(xiàn)場情況設(shè)計(jì)一套新的工作臺(tái)，如圖2所示。圖片圖2 數(shù)控等離子切割機(jī)優(yōu)化后工作臺(tái)模型圖⑴具體方案。1)該平臺(tái)按1500mm×3000mm的尺寸制作，可以多個(gè)平臺(tái)組合使用；2)平臺(tái)外框由4mm板材折成U形件，并組焊成長方形框架結(jié)構(gòu)，確保框架的剛度，以防在吊運(yùn)過程中變形；3)框架內(nèi)部有2～3個(gè)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(jié)構(gòu)。⑵具體實(shí)施過程。1)根據(jù)設(shè)備參數(shù)及所需切割零件的大小，設(shè)計(jì)切割工作臺(tái)的長、寬、高和隔板間距；2)根據(jù)設(shè)計(jì)圖制作切割工作臺(tái)；3)所有切割工作臺(tái)零件均用數(shù)控切割機(jī)一次割出，尺寸，方便隔板的更換；4)切割工作臺(tái)框架采用數(shù)控折彎機(jī)進(jìn)行編程折彎，定位尺寸準(zhǔn)確，成形度好；5)組焊切割工作臺(tái)框架；6)將隔板插入切割工作臺(tái)；7)將切割工作臺(tái)放在原有切割工作臺(tái)上，切割時(shí)將料放在活動(dòng)切割工作臺(tái)上進(jìn)行切割，如圖3所示。圖片圖3 數(shù)控等離子切割機(jī)優(yōu)化后工作臺(tái)實(shí)物圖切割過程中路徑優(yōu)化由于板材的熱脹冷縮效應(yīng)，在切割過程中加工件與余料之間會(huì)產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，按加工件重量與余料重量的差別，產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)可分為以下三種情況：⑴當(dāng)加工件重量＞余料重量時(shí)，加工件不動(dòng)，余料相對(duì)平臺(tái)移動(dòng)，不影響加工件的尺寸；⑵當(dāng)加工件重量＜余料重量時(shí)，加工件相對(duì)平臺(tái)移動(dòng)，余料不動(dòng)，加工件產(chǎn)生一定的偏差；⑶當(dāng)加工件重量與余料重量相當(dāng)時(shí)，加工件和余料相對(duì)平臺(tái)都可能產(chǎn)生移動(dòng)，影響加工件的尺寸。實(shí)踐表明，加工件或余料相對(duì)平臺(tái)產(chǎn)生的移動(dòng)，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(huì)有不同。在切割圖4所示板材時(shí)，若選擇A點(diǎn)為起弧點(diǎn)，切割方向和順序?yàn)椋篈→D→C→B→A（圖4a），當(dāng)完成AD段的切割，加工DC段時(shí)，由于DC段余料窄，切割時(shí)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(xì)長件切割圖片圖6 細(xì)長件兩件配對(duì)切割細(xì)長件的變形控制對(duì)于圖5細(xì)長件的切割，若按A→B→C→D→A，當(dāng)切割DA段時(shí)，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(duì)切割，如圖6所示，選擇A點(diǎn)為起弧點(diǎn)，切割方向和順序：A→B→C→D→E→A→F。在完成DE段時(shí)，與母板分離相當(dāng)于工件長寬比縮小一半，使旁彎量δ減小，當(dāng)切割A(yù)F段時(shí)使工件兩側(cè)膨脹和收縮量相等，細(xì)長件旁彎變形能明顯減小。異形件的切割工藝對(duì)于特殊件的切割（圖7），綜合上述的加工方法并針對(duì)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(duì)于凹形件采取兩件配對(duì)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(duì)切割⑵對(duì)于偏置中空件應(yīng)采取兩件配對(duì)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(duì)切割結(jié)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(jī)的利用率大大,工作臺(tái)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(yīng)用于鐵路客車鋼結(jié)構(gòu)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(shí)應(yīng)注意以下問題:分析數(shù)控等離子切割機(jī)切割件變形規(guī)律及影響,在切割前進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌宀男Ｆ教幚?合理地進(jìn)行板材固定,防止在切割過程中加工件發(fā)生移動(dòng)；編制切割程序時(shí),選擇合理的切割工藝,使工件的尺寸面與母板分離；對(duì)于切割細(xì)長件或異形件時(shí),用兩件配對(duì)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(duì)有色金屬切割效果更佳。

數(shù)控等離子切割機(jī)切割速度對(duì)切割質(zhì)量不同 數(shù)控切割機(jī)和等離子電源結(jié)合起來就稱為數(shù)控等離子切割機(jī)，用等離子切割容易產(chǎn)生破口，產(chǎn)生破口的原因有很多種，通常等離子數(shù)控切割機(jī)的 切割速度范圍可按照設(shè)備說明選定或用試驗(yàn)來確定，但是由于待切割工件的厚薄度，材質(zhì)不同，熔點(diǎn)高低，熱導(dǎo)率大小以及熔化后的表面張力等因素，所以等離子數(shù)控切割機(jī)的切割速度也有相應(yīng)的變化。其主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)： 1、等離子數(shù)控切割機(jī)在切割速度適度地提高能改善切口質(zhì)量時(shí)，即切口略有變窄，切口表面更平整，同時(shí)可減小變形。 2、等離子數(shù)控切割機(jī)在切割速度過快時(shí)使得切割的線能量低于所需的量值，切縫中射流不能快速將熔化的切割熔體立即吹掉而形成較大的后拖量，伴隨著切口掛渣，切口表面質(zhì)量下降。 3、當(dāng)?shù)入x子數(shù)控切割機(jī)在切割速度太低時(shí)，由于切割處是等離子弧的陽極，為了維持電弧自身的穩(wěn)定，陽極斑點(diǎn)或陽極區(qū)必然要在離電弧近的切縫附近找到傳導(dǎo)電流地方，同時(shí)會(huì)向射流的徑向傳遞更多的熱量，因此使切口變寬，切口兩側(cè)熔融的材料在底緣聚集并凝固，形成不易清理的掛渣，而且切口上緣因加熱熔化過多而形成圓角。 4、當(dāng)?shù)入x子數(shù)控切割機(jī)在切割速度極低時(shí)，由于切口過寬，電弧甚至?xí)?。由此可見，良好的切割質(zhì)量與切割速度是分不開的。