随着现代化工业的发展，提高零部件的切割质量也是尤为重要的，常见的切割形式有数控火焰切割、数控等离子切割、激光切割及水切割等；切割的影响因素很多，包括切割参数、工作的气体类型及质量、车间操作人员技术能力以及对切割机设备的了解程度等各个方面；本人结合自己工作经历，从套料、切割程序设置等方面出发，浅谈几种可提高切割质量及提高生产效率的方法。

 

2. 预留切割宽度防止过烧出现缺陷

 

数控火焰切割机切割钢板时，为了保证零件切割的完整性，切割的起点与终点通常都不在零件的轮廓上，对于零件外轮廓而言；切割的起点与终点都在轮廓以外；对于内轮廓来说，就恰恰相反，起点与终点都在内轮廓以内；我们分别把切割起点和终点到零件轮廓的切割线就做引入和引出线。

 

设计数控切割引入和引出线方法有一下几种，直线引入引出、180度圆弧引入引出、90度圆弧引入引出、无引入引出线形式。在数控火焰切割时，起点与终点两者的交汇点仍然在零件轮廓上，以直线引入引出为例，引入线和引出线分别以45°角引入引出，虽然引入与引出避开了零件轮廓，但是从切割的实际情况来看，在钢板切割引入与引出交会位置还会产生凹坑缺陷（见图1），伤了母材。还需补焊、打磨工序，影响了零件的外观质量和生产效率。

 

                                

                  

为此，通过修改程序在零件切割时预留切割宽度，将引出线提前切割出来，让引入和引出在零件轮廓外面交会（见图2）。

 

                

  

为了减少后续工序打磨工作量，设计预留宽度时，要考虑钢板厚度与预留宽度等因素，保证了预留宽度在一定范围内，这样可以有效的解决引入与引出交汇点出现的凹陷问题。通过实践统计，对于一些无加工的火焰切割零件，采用预留宽度的方法，结合正常的焊前打磨，选择是否清除，工作量不大，外观质量明显提升。

 

对于一些零件精度要求高且没有机加工的火焰切割零件，应用了预留宽度的方法，解决了引入线和引出线在交汇点上出现的凹坑现象。

 

3. 等离子切割机引出线的处理

 

对于等离子数控切割来说，在数控编程时，编程人员往往习惯性的同时设置引入引出线，然而在切割小零件和切割内轮廓时发现有些零件，会出现部分零件掉落和倾斜，导致零部件撞割枪割枪断火现象。根据实际分析，得出以下要因：板材在切割过程中存在热变形，并且切割台架支撑板间隙130mm，而设计的引入和引出线切割形成完整闭合的回路，在切割到引出线时会出现零件倾斜和掉落（见图3）。

 

 

 

导致弧高突发生变化，割枪自动断弧停机。由于此情况，采用引出线去除（见图4），甚至预留1~2mm不切割的方法，这样，即使零件倾斜，由于零件切割程序已经结束，程序会自动到下一个起点。此方法在等离子切割机生产中，避免了切割过程中的不正常的停机现象，极大的提高了切割效率。

 

 

 

 

 

4. 特殊工艺的运用

 

数控切割的程序通常是一次点火、穿孔切割一个零件，这样切割出来的零件相对精度比较高，但是切割的路径长，点火、穿孔次数多，设备易损零件寿命短，成本较高。在追求降本增效的今天，特殊工艺的运用是一个很好的选择。特殊工艺包括共边、连割、微连接等工艺。共边切割是两个零件之间不留间隙，使用一条公共边切割，减少切割路径和切割工时，提高材料利用率和切割效率。连割就是在切割时穿一次孔，切割完一个后不用抬枪就可以连续切割几个零件和多个零件，减少了穿孔次数，对易损件的寿命提高有一定好处。微连接工艺就是在切割相对窄长形状时，采用打断点保留微小距离连接的方法。

 

如刮板取料机中的刮板零件，数量较多，单台106件，薄板居多，等离子切割；对于这数量多的来说，特殊工艺的运用，能够提高切割效率；原来的切割是一个闭合轮廓一次只能切割一个零件，故套料及切割路径如图5、图6所示。

 

 

 

而采用了特殊工艺中的共边连割的切割方法（S型共边连续切割），套料排版如图7所示：切割路径如图8所示。

 

 

 

使用Smartnest套料软件中的统计模块，可以得到表1数据。

 

  

 

从表中数据可以看出，采用特殊轨迹切割的效果十分明显；仅仅4个零件计算：切割周长就减少了5.34m，穿孔次数减少了3个，空程减少了5.71m；随着切割周长和穿孔次数的减少，易损件和生产效率都会提高。

 

虽然采用特殊轨迹切割法的切割效益明显提高，但是也不能盲目的去追求特殊轨迹切割方法，因为在数控切割过程中难免会发生热变形，过度的共边会导致零件尺寸难达到要求，连续切割的轨迹不能太长，需要结合易损件情况合理设置切割时间和切割周长，否则连续切割过长，对最后切割零件尺寸也会出现一定影响。对于没有加工余量的零件，一定要控制好割缝的选择，防止补偿不对，如表2所示。

 

 

 

5. 合理的设置切割起点及方向

 

一般情况，数控切割中，难免会发生热变形，怎么去降低切割过程中的变形是尤为重要的。数控火焰切割时，有些零件切割厚度大于穿孔厚度，这些零件必须在切割前用钻床预先钻孔在切割。如德国梅塞尔OmniMat T系列火焰等离子切割机，切割低碳合金钢最大厚度可达约210mm，打孔厚度就只能达到100mm。因此，在一般情况下，使用火焰等离子切割机时，尽量减少穿孔切割的方式，而是将切割起始点设置在切割边缘。在数控切割方向上，好的切割方向应该保证最后一条切割边与母材料大部分连接。如果过早的就母材大部分脱离，连接小得边角料就会受热变形，造成切割零件在切割的运行中发生位移的变化，出现尺寸误差，外观质量问题。

 

下面以某堆料机配重块切割起点为例，比较图9和图10两种方案的切割起点的优缺点，方案二较方案一在切割起点、切割方向上都有优势，方案二的最后一条切割边与母材大部分相连，此方法会降低零件切割过程中的热变形，防止零件尺寸出现误差。

 

  

 

为了提高零件切割外观质量，设置合理的切割起点、切割方向是尤为重要的。

 

6. 结语

 

（1）预留合适宽度，解决了零件在引入与引出时出现凹陷的问题，对于一些没有加工余量的零件有一定的益处。

 

（2）去除引出线或者预留不切割的方法，避免了等离子切割机切割过程中断火现象，也同时提高了切割效率。

 

（3）采用特殊工艺的方法，减了切割路径、空程、穿孔次数，同时也降低了易损件的消耗。

 

（4）合理的设置起点和切割方向，可以减少切割过程中的热变形，防止零件出现尺寸误差。

 

影响数控切割质量和切割效率的因素是很多的，各种改善的方法也要综合利用，才能取得更好的效益。以上的小方法都在生产实践中运用，并取得一定成效。希望这些小方法对相关企业工作者有一定的参考。