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提高板材切割質量和效率的方法

發布時間:2017/9/5     信息來源:http://www.mediaworksasia.com   作者:激光切割機    0

 1. 概述

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麵;本人結合自己工作經曆,從套料、切割程序設置等方麵出發,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,對於零件外輪廓而言;切割的起點與終點都在輪廓以外;對於內輪廓來說,就恰恰相反,起點與終點都在內輪廓以內;AG亚游集团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麵交會(見圖2)。

                

為了減少後續工序打磨工作量,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範圍內,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,對於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。

對於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

對於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,並且切割台架支撐板間隙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。由於此情況,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,由於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,切割完一個後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,單台106件,薄板居多,等離子切割;對於這數量多的來說,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隻能切割一個零件,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,對最後切割零件尺寸也會出現一定影響。對於沒有加工餘量的零件,一定要控製好割縫的選擇,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,怎麽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於穿孔厚度,這些零件必須在切割前用鑽床預先鑽孔在切割。如德國梅塞爾OmniMat T係列火焰等離子切割機,切割低碳合金鋼最大厚度可達約210mm,打孔厚度就隻能達到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後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。

下麵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,方案二的最後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,對於一些沒有加工餘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,並取得一定成效。希望這些小方法對相關企業工作者有一定的參考。

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