楊振軍 穆秀玲 王志宏

等離子切割沖壓聯(lián)合中心在工程機械生產(chǎn)中的應用

楊振軍 穆秀玲 王志宏

1. 概述

3400XP等離子切割沖壓聯(lián)合加工中心是我公司2010年引進的美國麥格菲公司的世界上最先進的精細等離子切割下料設備，它集現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)與精細等離子切割技術(shù)和液壓沖壓、卸料技術(shù)為一體的全自動化復合下料設備，最大切割規(guī)格1 2mm×1 500mm ×3 000mm。工作時通過沖孔、精細等離子切割，快速完成一個零件的加工過程，同時，由于聯(lián)合加工中心本身穩(wěn)定性好、剛性高、使用壽命長，為加工零件提供了可靠的高品質(zhì)的質(zhì)量保證。聯(lián)合加工中心加工零件的速度比單獨激光、等離子切割設備或水切割設備要快很多，還能提供特殊的成形加工，如沉孔和花紋孔加工等。

2. 3400XP的應用特點

在我公司工程機械產(chǎn)品實際下料生產(chǎn)中，3400XP的應用特點主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）沖切一體化 該設備最明顯的一個特點就是沖切一體化，既可以沖孔又可以切割，沖切一次性完成，一次裝夾就可以在1 500mm×3 000mm鋼板上完成多個不同零件不同尺寸孔和不同形狀孔的沖制，可以沖制完成圓孔、腰型孔、長方孔、方孔等各種孔以及沉孔、沖窩、百葉窗等成形加工，并且可自動進行長孔的連續(xù)沖制（簡稱步?jīng)_）和各種形狀的內(nèi)、外輪廓的切割。編程時按照零件孔的大小和形狀，選擇相應的沖頭，下料時就可以把零件上的孔全部沖出來，并且沖孔質(zhì)量高，表面粗糙度可達12.5μm，幾乎和鉆孔精度相同，沒有切割缺陷和剪切、擠壓圓角和變形等缺陷，減少了單一火焰、等離子或激光切割，因不能完全切割，而必須經(jīng)過下道工序鉆孔或鏜洗孔進行二次加工的工序，從而減少了工藝流程，使得零件在一次加工中完成，生產(chǎn)效率提高，生產(chǎn)周期變短。另外，3400XP沖孔速度快，一個孔的時間不到1s，相對鉆孔或銑削長孔，很大的提高了效率，一次可裝夾多個不同大小和形狀的沖頭，避免了反復更換沖頭，提高效率。圖1為3400XP沖切的壓路機上的一個零件。

（2）切割速度、效率高 3400XP精細等離子在切割零件時，有切割速度快、效率高的優(yōu)勢，切割3mm鋼板時可達6m/min，而且切割面質(zhì)量好、切割尺寸精確高、工件熱變形小等優(yōu)點, 切割精度≤±0.50mm，表面粗糙度達12.5μm，切口寬度＜2.5mm，切割面斜度≤2°，切割邊完全沒有浮渣，無需再由人工清除打理，節(jié)省工人體力，提高零件下料質(zhì)量和效率。

圖 1 3400XP沖切的壓路機上零件

（3）自動落料的功能 尺寸為600 mm×2 000mm以下的零件，零件在切割完畢以后，落料門會自動打開，零件迅速滑落到零件箱體內(nèi)，待所有零件切割完畢后，拉出箱體，取出零件。設

備在切割板材時不必停止，一直處于工作狀態(tài)，避免工人反復卸料、運料，節(jié)省了時間。圖2為板材切割時自動落料。

（4）連接功能 切割小零件時，使用連割的功能（見圖3），幾個零件一次引弧切割完成，避免多次沖預沖孔，減少了預沖孔的次數(shù)；而對于規(guī)則形狀的零件（見圖4）可以使用共邊切割，借邊引弧，既可以節(jié)省材料，又提高了效率。

（5）該設備配備較先進的SigmaNEST套料軟件 該軟件支持手動和自動相結(jié)合的排料方式，充分利用自動排料的效率和人工排料的經(jīng)驗使得套料更合理。切割過程中可以自動調(diào)整料夾的位置，保證料夾下面的零件能被完全切割，保證了材料的完全利用。能較方便的調(diào)整沖孔順序及切割順序，降低零件熱變形量，保證下料的質(zhì)量。生成程序后帶校驗功能，保證程序的正確性。并且該軟件操作簡單，容易掌握，使用方便。

3400XP在實際下料中，主要采用整板套料切割，在整板套料中充分利用該加工中心的特點與優(yōu)勢，在保證下料質(zhì)量的前提下，最大可能的提高材料的利用率和切割效率。3400XP使用套料切割，材料利用率基本在80%左右，相對以往不采用整板套料切割材料利用率提高近3%。在效率上由于采用共邊、借邊引弧等技巧，節(jié)省了行程、減少了預穿孔次數(shù)，提高切割效率。

3400XP在下料時既可以單種零件多個套料切割，也可以多種零件混合套料切割。圖5材料規(guī)格為3mm×1 500mm×3 000mm，為其中公司某產(chǎn)品同等厚度的零件混合套料，此板材料的利用率為78.7%。套料切割中應用到連割等技巧。共沖圓孔58個φ7 mm，34個φ9 mm，10個φ11mm，10個φ16 mm；沖腰型孔12個φ7 mm×13 mm，20個φ13 mm×20 mm，然后完成各個零件的切割，共耗時28min。

圖2

掃描二維碼觀看詳細切割視頻

圖3

圖 4

圖5 多個零件混合套料

3. 結(jié)語

3400XP既可以沖孔又可以切割，沖切一次性完成，縮短工藝流程，極大提高生產(chǎn)效率；自動與手動相結(jié)合的排料方式，有效提高材料利用率；該精細等離子切割速度快、精度高，表面粗糙度高，保證了零件的下料質(zhì)量；多種零件混合套料避免了工人反復查看和調(diào)用程序，方便工人操作，降低勞動強度，提高了切割效率。套料生成程序后經(jīng)過模擬試驗、校驗，保證了程序的正確性。

楊振軍等，國機重工（洛陽）建筑機械有限公司研究所。