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数控切割机切割变形如何预防及措施

来源:http://www.168cnc.com  发布时间:2011-12-2 18:24:14  
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数控切割机切割变形如何预防及措施:

    钢板在数控切割机的切割过程中,其割口附近的温度早已超过金属的弹性变形极限所需温度,从而导致钢塑性变形,一直持续到其冷却至原始温度后所形成的终变形,称之为切割热变形。由于数控切割机是计算控制,工件的外形尺寸要输入程序中,所在切割位置坐标定位不会因钢板变形相应改变,因而造成了切割后的工件尺寸与原定尺寸有误差,这就需要考虑变形因素。而热变形主要有以下几个因素引起的。 

    1.切割艺参数选择不当切割工艺参数主要包括切割气、切割氧气压力、预热氧压力、气割速度,以及割嘴离开钢板表面的距离等。切割气压力、切割速度、预热氧压力及割嘴的选择应根据钢板的厚度及材质而定,切割氧气的压力调节要适度。下表是六割炬同时工作选用的规范参数(参考)。

   2. 钢板支承面不平 

钢板在切割时,其支承面高低不一,由于工件的自身重量使工件倾斜,从而导致切割出的工件产生误差尤其对于窄长的薄钢板,很可能还会产生扭曲变形。对这种情况,我们通过在切割过程中加强对支承面的修整来解决。  另外, 我们还可以从以下几个方面来降低工件的变形,提高切割质量。  

     控制切割件变形的有效措施 

     1、氧气纯度决定切割氧流的形状和压力,直接决定着切口表面是否光滑、干净、宽窄一致;若纯度不够,其压力不足以吹掉氧化渣,会造成切口表面粗糙等。因此,在氧气的采购中,要确保其纯度,以提高切割质量。  

     2、工件清理原则。多个工件切割后不要急于清理,由于切割后的工件切口有高温,冷却后残留的少量氧化渣,大板还要受到热影响;如果工件不被清理,就会抑制或减少大板的变形并释放部分的应力,可对控制变形起到了积极作用。 

     3、对于薄板细长件的变形控制,在实际生产中可采用:①切割时局部喷水冷却或对突起部分进行加热,以减小变形。② “ 桥”切割法,即人为将割边留几段 1 5 -3 0mm的 “ 桥”不切割,使之与母板通过 “ 桥”连接以牵制冷缩和突起。③两割炬同时切割同一工件的两长边,最后再横向切至要求尺寸。④根据切割件的长宽比和板厚,以及切割机参数在编程中预加冷缩值进行补偿。  

     4、割嘴与钢板表面的垂直度误差是零件尺寸误差 

的主要来源。因为当割嘴在垂直于气割前进方向上不垂直于钢板时,就会导致切割件上表面与下表面尺寸不一致,沿厚度方向出现切割坡口,从而失去了零件拼装时的基准面,给拼装工作带来不便。严重时不能直接用于拼装,需加工修复后使用或成为废品;另一方面,割嘴孔阻塞时引起切割气流倾斜,也将引起割嘴与钢板表面的垂直度误差。解决这一问题可从割嘴的质量和安装上努力,同时经常清理割嘴,保证气流畅通。  

     5、工件的热变形是由于对钢板的不均匀的加热和冷却,材料内部应力的作用使被切割的工件发生不同程度的弯曲或移位,所以在编程套料中尽量将容易发生变形的工件放在整张钢板中间,工件与工件之间预留大一点的间距,这样在切割过程中工件在母版中间,切割热变形所产生的张力可以有效抵消。

     6、合理的切割顺序也是预防切割变形的有效条件之一。在工件排序时应遵循以下原则:先内后外、先小后大、先圆后方、先繁后简。先内后外,即内孔较多时先切割中间的孔,逐步向外进行,使切割产生的热量有规律地从里向外传递散发;先小后大,即如果一个工件的内孔有大有小时,应尽量先切割小孔,后切割大孔,切割小孔所产生的热量相对较小,对工件影响也小;先圆后方,指切割成形的圆孔产生的热量成辐射状向外传递,钢板的内部应力相对比较平衡,而方孔则不同,切割方孔所产生的热应力对工件影响较大;先繁后简,即先切割复杂形状的内孔后,再切割简单形状的内孔。

     7、如果遇到窄条形工件,在编程过程中可以在长度方向手动增加1-2mm,因为如果发生变形的话,窄条工件的长度由于变形扭曲而减少,达不到实际切割尺寸要求,所以长度增加后能有效弥补因变形而产生的长度减损。

     8、穿孔点位置的选择也是影响变形与否的重要因素。每一个工件的穿孔尽量选择角入(即在 工件的边角穿入),因为如果在工件的半腰穿入的话,切割完毕后由于变形扭曲容易发生工件不闭合现象,其次在半腰穿入穿孔点容易烧损工件,导致次品、废品的产生。

     9、当工件尺寸与钢板尺寸接近(如使用边角料时)以及切割大型工件时,随着料边与工件的分离,热变形使料边迅速弯曲,由于工作台的反作用力将会使工件发生位移,造成尺寸偏差、如果在切割过程中,及时地把料边用手工割锯分段割断,在料边对工件发生作用之前就将其去掉,就会有效地防止因料边变形而造成的尺寸偏差。

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