鄭州煤礦機械集團股份有限公司 （鄭州 450013） 劉小飛

漯河職業(yè)技術(shù)學院 （河南 462000） 劉麗洲

平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 （河南 467000） 劉麗可

1.概述

近年來，由于機械工業(yè)飛速發(fā)展的需求和國外先進技術(shù)的引進，我國切割技術(shù)無論在新工藝的開發(fā)還是新能源的利用方面都有了長足的發(fā)展。自動化、半自動化切割技術(shù)的發(fā)展，使得切割技術(shù)可以代替部分機械加工，大大提高了工作效率和金屬材料的利用率。尤其是在鋼板下料中，數(shù)控機床火焰切割被廣泛運用，隨著煤礦液壓支架支護技術(shù)的廣泛應用，液壓支架生產(chǎn)成了煤礦開采的重頭戲，各種類型的液壓支架均由頂梁、掩護梁、底座及前后連桿等五大件組成，而其中的板件則由數(shù)控火焰切割而成。如果火焰切割零件（以下簡稱數(shù)控切割零件）質(zhì)量難以保證，勢必造成拼裝間隙大小不一，從而增大結(jié)構(gòu)件的焊接內(nèi)應力，引起較大的焊接變形，進而影響液壓支架的整體質(zhì)量，為煤礦生產(chǎn)造成安全隱患。因此提高數(shù)控切割機切割零件的質(zhì)量勢在必行。

2.切割氣體

提高氧氣和乙炔的品質(zhì)是獲得高質(zhì)量切割面的根本保證。

（1）氧氣 切割鋼材所用氧氣必須要有較高的純度，一般要求在99.5%以上，一些先進國家的工業(yè)標準要求氧氣純度在99.7%以上。氧氣純度每降低0.5%，鋼板的切割速度就要降低10%左右。如果氧氣純度降低0.8%～1%，不僅切割速度下降15%～20%，同時割縫也隨之變寬，切口下端掛渣多并且清理困難，切割斷面質(zhì)量亦明顯劣變，氣體消耗量也隨之增加。

（2）可燃性氣體 火焰切割中，常用的可燃性氣體有乙炔、煤氣、天然氣及丙烷等，國外有些廠家還使用MAPP，即：甲烷+乙炔+丙烷。一般來說，燃燒速度快、燃燒值高的氣體適合薄板切割；燃燒值低、燃燒速度緩慢的可燃性氣體更適合厚板切割，尤其是厚度在200mm以上的鋼板。如采用煤氣或天然氣進行切割，將會得到理想的切割質(zhì)量，只是切割速度會稍微降低些。

3.鋼板表面預處理及支撐鋼板托架條的平穩(wěn)性

（1）除銹 到達切割車間的鋼板表面難免產(chǎn)生一層氧化皮，由于這些氧化皮熔點高，不容易燃燒和熔化，增加了預熱時間，降低了切割速度，同時經(jīng)過加熱，氧化皮四處飛濺，極易對割嘴造成堵塞，降低了割嘴的使用壽命，所以在切割前很有必要對鋼板表面進行除銹預處理。

常用的方法是拋丸除銹，之后噴漆防銹。鋼板切割之前的除銹噴漆預處理已成為板件下料生產(chǎn)中一個不可缺少的環(huán)節(jié)。

（2）支撐鋼板的架條 該架條是否平整與穩(wěn)定也直接影響切割質(zhì)量，架條支撐部位與鋼板接觸面應小些，接觸點不宜過多，呈水平面。架條放置太稀和傾斜不穩(wěn)定都會降低鋼板放置水平精度，影響切割尺寸和斷面垂直度。因此，應定期進行調(diào)整和清理架條底部的割渣和廢料等雜物。

4.正確的繪制零件圖形及編程

（1）繪圖 正確繪制數(shù)控切割零件圖形是數(shù)控切割零件質(zhì)量的重要保證，要求編程人員嚴格按照工藝圖樣要求編制數(shù)控切割零件圖形，對一些容易收縮的多孔和細長活件在繪圖時進行人為加大尺寸，保證切割收縮后零件尺寸合格。

（2）多孔切割編程 對一些多孔而外形又不規(guī)則的活件，如三大主筋（頂梁、掩護梁、底座）等，沒辦法單獨加大哪個尺寸來保證收縮后的尺寸，這時就要靠編程人員在編程時先對其進行一定比例的放大后再打點（也叫增加斷點）切割，即在零件切割同邊上設(shè)置兩個以上的暫不切割點。這幾個點在切割過程中將零件與鋼板連成一體，拉住零件不讓其有位移和收縮變形，待其他部分切割完成，再切開這幾個點。

（3）長條零件 對一些長寬比較大的長條形零件（若不能用剪板機剪切）也可采用打?qū)ΨQ切割來保證零件尺寸精度；或工藝上采用公共邊切割，先切長邊，鋼板冷卻后再切短頭等方法。

5.加強數(shù)控切割過程現(xiàn)場監(jiān)控

加強現(xiàn)場監(jiān)控是提高數(shù)控切割零件質(zhì)量的關(guān)鍵所在。經(jīng)統(tǒng)計分析，在生產(chǎn)切割過程中，影響數(shù)控切割零件質(zhì)量的因素主要與人、切割速度、割嘴型號、割嘴離工件距離，以及割嘴與鋼板表面的垂直度有關(guān)。

（1）人在實際的生產(chǎn)中，要求員工進行“三檢”制，即每種零件第一件加工完成后首先必須自檢，自檢合格后應由質(zhì)檢人員進行首件檢測，然后再由技術(shù)人員參與首件檢測，首件交檢合格后在首件票上簽字確認后，方可批量下料。

（2）切割速度 切割速度可以通過聲音、觀察熔渣流動情況來判斷是否合適。合適的切割速度下熔渣流動時會發(fā)出有規(guī)律的噗噗聲，且熔渣出口處與割嘴基本一直線。切割速度過快和過慢都不利于保證切割口的質(zhì)量，切割速度過快可能造成未切斷現(xiàn)象，需進行二次切割；反之，過慢可能造成外觀缺陷和熔渣。

（3）割嘴型號、割嘴與工件距離 根據(jù)零件的板厚合理選擇割嘴型號。割嘴型號越大，可能切割的鋼板厚度越厚；而割嘴距離鋼板過近易使割嘴堵塞，過遠會使鋼板預熱面積加大，變形增大，且使切割速度降低。生產(chǎn)時應按照附表進行合理選擇。

切割參數(shù)

（4）割嘴與鋼板表面的垂直度 當割嘴在垂直于氣割前進方向上不垂直于鋼板時，就會導致切割件上表面與下表面尺寸不一致，使零件尺寸精度無法保證，嚴重時不能直接用于拼裝，需加工修復后使用或成為廢品；另一方面，割嘴孔阻塞時引起切割氣流傾斜，將引起割嘴與鋼板表面的垂直度誤差。所以在切割前，要求操作者應對割槍、割嘴進行調(diào)整、校驗，確保割槍、割嘴與鋼板垂直。

6.選擇合理的切割程序

數(shù)控切割機是由計算機采取實時控制來完成自動切割的，其識別的是程序，所以零件在鋼板上的編程方法對切割件加工質(zhì)量起著決定性的作用。由于嚴重的切割變形將使零件尺寸超差，影響后序裝配焊接，甚至報廢，因此提高切割零件的尺寸精度，從以下幾方面控制。

（1）引割方式 一般最理想的引入方式是圓弧引入，沿切割邊的切線方向逐漸逼近，實現(xiàn)割口截面的光滑過渡。而直線引入是沿割邊的法線方向，在引入位置會出現(xiàn)弧坑，影響外觀。

（2）切割順序和方向 在進行多零件套排下料時應遵循“先小后大，先內(nèi)孔后外形”的原則，保證最后一條割邊與母板大部分相連，一定要讓零件一直受大鋼板的牽制，否則在已脫離母板而靠自重又不足以維持可靠定位的鋼板上切割內(nèi)輪廓或其他小零件時會產(chǎn)生位移變形，影響尺寸精度，產(chǎn)生報廢。

（3）切割點的位置 孔內(nèi)切割點應放在-45°方向，這樣穿眼兒時迸出的火花不容易迸濺到人身上；外形的切割點一般情況下應放到右下角。

7.結(jié)語

總之，控制數(shù)控機床火焰切割下料件的尺寸問題不僅限于以上幾種。因此，我們只有在生產(chǎn)過程中，根據(jù)熱變形的不均勻性，掌握相應的變形規(guī)律，具體分析工件與鋼板的特點，最大限度地減少變形來保證下料件的尺寸精度。無論采用何種方法和措施，都要結(jié)合實際情況綜合考慮、分析，才能切割出精度高的零件和產(chǎn)品，確保數(shù)控切割質(zhì)量，充分發(fā)揮數(shù)控切割這一現(xiàn)代化加工手段的作用。（20130823）