数控等离子切割技术在碳钢车体生产中的应用

赵志新 黄桂超 方超

摘要：数控等离子切割技术具有切割精度较高、外观质量好、速度快、整体下料布局合理、材料利用率高等特点。160公里动力集中动车组生产过程中需要大量的零部件，这些基本上需要通过等离子切割板材原料来实现，能够极大的提高生产效率，保证产品质量，节约生产原料。

关键词：数控切割；编程技巧

在160公里动力集中动车组生产中，其中牵引梁部件、枕梁腹板、枕梁上盖板、牵引梁上盖板、一二位缓冲梁等各种异形工件都是由等离子切割下料。

　　目前工厂里使用的套料软件多分为三大模块：（1）Fast CAM：CAD优化处理；（2）Fast NEST 设置切割路径、套料生成程序；（3）Fast PLOT模拟切割、校验。本文将对编程过程经常遇到的一些工艺性问题进行分析，并针对问题找出相应的解决办法，探索几点对于数控切割质量、效率有所提高的技巧。

1. 合理选择引入点（打火点）

引入点是数控切割机在钢板上穿孔切割的起始点，由于切割过程中首先规定了切割的方向（顺、逆时针），在切割过程中会出现因引入点设置不当，工作台面无法完全承托零件造成移位、跑偏、落空等现象，直接影响切割质量和零件合格率。因此在选择引入点时，应遵循工件未切割边在切割过程中尽可能的与大板相连，减少因零件自身重量和热变形产生的位移而导致的切割不精确。

2. 共边与连续切割

共边切割与连续切割不仅可以提高钢材的利用率、节省钢材，而且可以减少穿孔次数，节省预热穿孔时间，提高切割效率。如图所示，采用了共边切割模式切割两个工件1和2，一条割缝切出了零件1的上边和零件2的下边，节省一次穿孔预热，减少一次穿孔次数，提高切割效率。

如图所示，连续切割功能，使相邻的几个零件做到连续切割，避免了多次预热穿孔，从而有效节省割嘴、预热氧，提高切割效率，节省耗材。穿孔次数的减少，意味着喷嘴的损耗程度降低，节省喷嘴，例如每个月用15个喷嘴，利用共边切割或者连续切割，至少要节省5个喷嘴大约500元左右。共边切割对原材料的节省也是相当大的，每个月节省的原材料至少在2000元左右。

3. 切割顺序的选择

切割顺序是指对钢板上若干大小嵌套的套排零件依次进行切割的顺序，根据零件的形状，分析其切割时的变形特点，确定合理的切割顺序可使零件受热均匀，零件内部受力相互牵制，这就减少了变形。切割顺序一般应遵守以下原则：先内后外，先小后大，先圆后方，交叉跳跃，先繁后简等。假如后割内轮廓、小零件，会造成定位不可靠，产生移位，导致零件精度降低。

4. 切割方向的影响

　　正确的切割方向应该保证最后一条割边才与母板大板部分脱离，如果过早的与母板大板脱离，则零件周边的余料角框刚性无法抵抗切割过程中出现的热变形，造成切割件在切割过程中产生位移而变形，这也会导致切割精度降低。

5. 排版、布局合理

当多种类、多数量零件需在同一张板料上切割时，编程就需考虑合理排版、布局的问题，需统筹考虑板材尺寸和各个零件的外形尺寸，可采用多种零件混编和单个零件集中切割相结合的策略，应遵守以下原则：先排大零件后插小零件，按照板材大小先将大零件依次排列好，然后在大零件连接的余料处逐个插入小零件，这种模式可有效提高材料的利用率。

结论

综上所述，编程的优劣对数控切割起着关键性的作用，实践中只有将丰富的切割经验和优化工艺融入程序中，针对不同零件采用对应的编程方法，在编程过程中还需对实际零件的材质、形状和用途等特征加以分析，制定最佳方案，才能控制零件变形，提高切割的精度和效率，使数控切割机的功能得到充分的发挥，真正做到“多、快、好、省”。

　　参考文献

　　[1] 张全万 数控切割机影响切割质量的因素和措施 2010.12

　　[2] 刘众光 数控火焰切割技术在生产过程中的应用 2009.08

　　[3] 李海峰、程国栋、姜爱波 等离子切割机床自动编程系统开发2010.01