订购:4000-300-290
您好 [请登录] [QQ登录]   [免费注册]

分析数控切割机热变形问题及处理措施有哪些?

发布日期:2016-07-30

数控火焰切割机数控等离子切割机是目前最常见的数控切割设备,不管是火焰切割还是等离子切割都是属于热切割的范畴,特别是火焰切割往往会出现热变形的情况;因此数控火焰切割机往往用来切割中厚板材,没办法切割薄板。广州奥凌数控结合多方经验,总结火焰切割热变形的规律以及一些可以有效地减小热变形的方法。

 

我们在切割一个面积较大的零件时,这个零件的温度是接近室温的,当数控切割机进行切割时,由于速度太快,零件来不及升温,所以还未来得及升温的部分就会热膨胀,随着切割的零件越来越多,热膨胀的数量也在不断增大。由于数控切割机的切割方式就是如此,所以如果我们想要改善热变形其实是很难的,而且从本质上也无法完全杜绝切割受热变形的问题,但是只要我们在切割的工艺参数上稍加修整,那么就可以将热变形的影响降到最低。

一般来说数控火焰切割机在板厚相同的情况下,外形尺寸大的零件的变形程度比外形尺寸小的零件变形要小,长宽比小的零件的切割变形比长宽比大的零件变形要小;摆放在靠近钢板中间的零件比在边缘的零件切割变形小。

为了减小切割变形,提高切割零件的尺寸精度,采用了以下措施:

一、正确选取火焰切割机气体压力、切割速度和割嘴型号


根据不同的板厚选取合适的气体压力、切割速度和割嘴型号,可以使切割表明平滑,切割波痕细小,顶部和底部边沿呈方形,切割的鳞皮易于清除。切割氧压力太高,不但造成浪费,而且在接近顶部切割件都会产生有规则的沟槽。切割氧压力太低,切割面有较厚的鳞皮融入,难以清除。乙炔压力过高将形成过热,接近顶部的切割面形成较大的槽;乙炔压力过低则难以保证切割的顺利进行。

二、切割用气体

高品质的氧气和乙炔是提高效率、获得高质量切割面的根本保证,氧气纯度应大于等于99%。如果纯度不够,则切割面粗糙,挂渣严重,增加清渣时间,造成工时浪费。如果条件允许,可采用液态氧切割,以进一步提高切割面的质量。应尽可能采用瓶装乙炔,其纯度高,压力稳定,不但可提高切割面质量,而且节能效果明显。

三、影响数控火焰切割机质量的因素和措施

精度高、性能良好的切割设备固然可提高切割面的质量及尺寸精度,但切割用气体、切割参数的选取、合理的切割程序等也直接影响质量。

四、各种厚度板切割质量的控制

不同板厚宜采用不同的切割速度、切割气体压力和不同的割嘴型号,板厚6-12mm的薄板由于受热易变形,在开始切割零件时可不从钢板边缘切入,而采用穿孔办法使钢板边缘成封闭状态,且钢板边缘的割缝与钢板边缘有一定距离,这样可限制因变形而引起的零件尺寸偏差;对于20-100的厚板,由于切割时不易发生变形且穿孔操作翻渣厉害易堵塞割嘴,可以采用从钢板的边缘进行切入,厚板在进行数控自动气割机时往往存在切割面垂直度不够的质量问题,因此,在进行厚板切割前应试切出横向及纵向的两个切口,用直角尺检测调整割炬两个方向的垂直度,使切割面与钢板表面垂直。

五、带孔零件切割质量的控制

带孔零件在进行切割时,应先将零件的内孔切割出来,再切割零件的周边,这样有利于保证内孔及周边的尺寸精度。如穿孔得当可大大减少清理割嘴的时间,提高工作效率,另外内孔的直径也可进一步缩小,而板厚则可适当增大。穿孔时,为减少预热时间应适当加大预热氧(中厚板更应如此),选择合理的穿孔点,观察钢板预热处的变化,当达到切割温度时(即燃点),打开切割氧控制阀,将速度适当增加直至全部打开切割氧控制阀,即可完成穿孔动作。在穿孔的过程中,注意调节速度和氧气控制阀,使熔渣大致与割嘴成40度方向飞出。当内孔直径小于板厚时,不宜穿孔切割,孔径应由机械加工而成;当板厚超过120mm时也不宜穿孔切割,如内孔直径较大,可在相应位置采用机械加工方法钻φ20mm的切割孔,然后再进行内孔切割。

六、长件切割质量的控制

对于细长件(即长与宽之比较大的零件)在按常规方法进行切割时由于钢板受热变形往往会出现上拱和翘曲,操作稍不注意就会碰到割嘴,影响切割的顺利进行。容易造成熄火或撞弯、撞断割炬等事故。因此可采用局部喷水冷却;桥接切割,即人为将割边留几段15—30mm的桥不切割,使之与母板通过桥相连,以牵制冷缩和上拱;两割炬同时切割腹板两侧长边缝,最后横向切割至要求尺寸,这样可以有效地对细长件进行切割质量控制。

七、合理的切割程序

数控切割机是由计算机采取实时控制来完成自动切割的,其识别的是程序,所以零件在钢板上的编程方法对切割件加工质量起着决定性的作用。

八、切割顺序的影响

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。一般应遵循野先内后外,先小后大的原则,即先切割割件的内轮廓穴或内轮廓中嵌套的零件,后切割外轮廓,先切割面积小的零件,后切割大尺寸零件,否则在已脱离母板而靠自重又不足以维持可靠定位的钢板上切割内轮廓或其他小零件会造成进一步变形,从而报废。

九、切割方向的影响

正确的切割方向应该保证最后一条割边与母板大部分脱离,如果过早地与母板大部分分离,则周边的边角框不足以抵抗切割过程中出现的热变形应力,造成切割件在切割过程中移位,出现尺寸超差。

十、起火点的选择

一般情况下,切割件的起火点在钢板边沿外已切割零件的割缝中间最理想。距离大会使钢板穿孔,铁屑飞溅,易堵塞割嘴造成回火,影响割口质量,降低割嘴寿命和生产效率,距离太小时,会伤及已割零件出现废品。

十一、引割方式的选择

最理想的引入方式是圆形弧引入,沿切割边的切线方向逐渐逼近,实现割口截面的光滑过渡。而直线引入是沿割边的法线方向,在引入位置会出现弧坑影响割口外观,严重时会造成废品。

综上所述,影响钢板切割热变形的原因很多,因此要根据不同情况采取不同措施,从程序编制到切割下料两方面同时人手,才能最大限度地控制切割热变形。不少数控切割机厂家也在努力研发新的解决方案,广州奥凌数控亦是如此,相信不久之后,这个问题将不再是问题。