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。

等離子切割技術(shù)是以高溫高速的等離子弧為熱源、將被切割的金屬局部熔化、并同時(shí)用高氣流將已熔化的金屬吹走、形成狹窄切縫。在傳統(tǒng)的數(shù)控等離子切割機(jī)加工方式上，有70％以上的用戶所接觸和了解的都僅僅只是空氣等離子切割工藝，當(dāng)然，這也是由于空氣等離子切割所具有的成本優(yōu)勢使得國內(nèi)大多數(shù)用戶企業(yè)難以接觸更為的等離子切割技術(shù)。以嘉倍德科技迅鋒系列數(shù)控等離子切割機(jī)為代表的品牌設(shè)備制造商來看，數(shù)控等離子切割機(jī)在技術(shù)方面是集等離子切割技術(shù)、逆變電源技術(shù)、數(shù)控技術(shù)于一體建立在計(jì)算機(jī)控制、等離子弧特性研究、電力電子等學(xué)科共同進(jìn)步基礎(chǔ)之上的機(jī)械設(shè)備。等離子切割加工技術(shù)應(yīng)用目前已在相關(guān)行業(yè)中得到廣泛普及，從切割原理來說，不同類型的等離子切割機(jī)設(shè)備之間并無太大區(qū)別，之所以導(dǎo)致出現(xiàn)切割加工質(zhì)量的差異，一方面取決于不同種類等離子切割機(jī)設(shè)備自身的質(zhì)量及運(yùn)行精度，另一方面則表現(xiàn)在選購的等離子切割機(jī)電源。以數(shù)控等離子切割機(jī)為例，在使用過程中因所選用的電源不同，其切割效果有普通與精細(xì)之分，加上設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的不同，綜合反映在切割質(zhì)量區(qū)別相對(duì)明顯，這里武漢嘉倍德科技將為大家簡要比較一下兩類等離子切割機(jī)設(shè)備的區(qū)別。1. 類激光精細(xì)數(shù)控等離子切割機(jī)精細(xì)等離子弧電流密度很高，通常是普通等離子弧電流密度的數(shù)倍，由于引進(jìn)了諸如旋轉(zhuǎn)磁場等技術(shù)，其電弧的穩(wěn)定性也得以提高，因此，其切割精度相當(dāng)高。國產(chǎn)的Rapier精細(xì)等離子切割表面質(zhì)量已達(dá)激光切割的下限，成本遠(yuǎn)低于激光切割。精細(xì)等離子目前較普通機(jī)用等離子價(jià)格要高很多，但是比激光切割機(jī)還是要便宜，而且精度也是激光切割機(jī)的下線，目前進(jìn)口類代表主要有德國凱爾貝類激光精細(xì)等離子電源，美國飛馬特精細(xì)等離子電源，美國海寶精細(xì)等離子電源，美國凱博精細(xì)等離子電源，國產(chǎn)類代表Rapier精細(xì)等離子切割電源。2. 空氣數(shù)控等離子切割機(jī)根據(jù)所使用的主要工作氣體，主要分為氬等離子弧切割、氧等離子弧切割和空氣等離子弧切割等幾類。切割電流一般在100A以下，切割厚度小于30mm。其價(jià)格較精細(xì)等離子電源價(jià)格要便宜，但是切割是的工件坡口度，毛刺和掛渣要多一些，客戶購買時(shí)要了解自己加長的范圍及精度要求，進(jìn)口類主要代表有美國飛馬通機(jī)用等離子電源，美國海寶普通機(jī)用等離子電源。