鋼板數(shù)控切割熱變形分析

1、鋼板數(shù)控切割熱變形分析(467001平頂山煤礦機(jī)械廠任秀蓮楊師斌(150076哈爾濱煤礦機(jī)械廠劉忠政摘要著重分析了數(shù)控切割機(jī)床用于板材下料中的熱變形問(wèn)題,提出了切割氧氣的壓力和純度、切割速度、預(yù)熱火焰能率等工藝參數(shù)及程序方面的一些因素對(duì)熱變形的影響。關(guān)鍵詞數(shù)控切割熱變形火焰能率共邊切割打火點(diǎn)1前言鋼板下料質(zhì)量好壞直接影響焊接件的質(zhì)量和產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。為提高下料質(zhì)量,不少?gòu)S家使用了數(shù)控切割機(jī)。我廠在使用切割機(jī)的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)有時(shí)切割的零件和圖紙上的尺寸要求有一些出入,分析其原因主要是鋼板的熱變形引起的?；鹧媲懈町a(chǎn)生熱變形的原因是鋼板受熱不均勻。數(shù)控切割機(jī)床是由控制裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分組成。它的工

2、作過(guò)程:圖紙數(shù)據(jù)信息(程序控制裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)。分析可知,數(shù)控切割零件的熱變形主要是由數(shù)據(jù)信息即程序方面和具體切割過(guò)程中氣割工藝參數(shù)選擇不當(dāng)引起的。2選擇合適的打火點(diǎn)、切割方向及切割順序程序方面的影響主要是由編制程序時(shí)打火點(diǎn)、切割方向、切割順序等的選定不合適造成的。211切割形狀規(guī)則的單件例如:在鋼板上切割一連桿側(cè)板(見(jiàn)圖1,打火點(diǎn)如選在A點(diǎn),那么切割方向應(yīng)為順時(shí)針。若選擇在B點(diǎn),切割方向應(yīng)為逆時(shí)針。因?yàn)橹挥羞@樣工件一直受大塊鋼板的牽制,圖1火焰切割引起的熱變形才會(huì)小。212切割套料在套料時(shí),為了減小切割熱變形,同時(shí)也是為了省料、省時(shí)、省氣,我們一般都采用共邊切割。仍以上述零件為例,先根據(jù)板寬編一

3、個(gè)如圖2所示的零件,打火點(diǎn)選在A點(diǎn),順時(shí)針切割,然后再依次切割共邊。有效地減小了切割變形 。圖2共邊切割套料圖213切割形狀不規(guī)則零件對(duì)于形狀不太規(guī)則的細(xì)長(zhǎng)零件,在編程時(shí)應(yīng)該使零件相對(duì)應(yīng)部位的切割線保留(不割30mm左右,如圖3的A、B、C、D處,使零件之間有一定的牽制,由此來(lái)限制工件的熱變形 。圖3341998年第5 期煤礦機(jī)械© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.綜采工作面的安裝(150038哈爾濱煤礦機(jī)械研究所汝承秀賈玉菊綜采工作面的安裝是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),降低安裝成本

4、,加快安裝速度,一次性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化,直接關(guān)系到煤礦的整體經(jīng)濟(jì)效益。1安裝前的準(zhǔn)備工作(1準(zhǔn)備好掘進(jìn)巷道。(2保證運(yùn)輸軌道質(zhì)量。(3編制安裝計(jì)劃。(4設(shè)備入井前必須驗(yàn)收、試運(yùn)轉(zhuǎn)。2設(shè)備的入井和井下的擺放順序(1入井設(shè)備一覽表(2形成環(huán)形運(yùn)輸線3選擇合適的切割工藝參數(shù)切割工藝參數(shù)主要包括切割氧氣壓力、氣割速度、預(yù)熱火焰能率以及割嘴離開(kāi)鋼板表面的距離等。311切割氧的壓力及純度切割氧的壓力與割件厚度有關(guān)。割件愈厚,割嘴號(hào)碼與氧氣壓力均要相應(yīng)地增大。反之,則減小。但氧氣壓力是有一定范圍的,若氧壓過(guò)大,不僅造成浪費(fèi),而且使切口表面粗糙,割縫加寬。若氧壓過(guò)小,切割速度就得放慢,過(guò)剩的火焰能率會(huì)使割縫邊緣熔化

5、,熱變形增加。氧氣純度對(duì)割件熱變形也有影響,在氧氣純度為9715%9915%的范圍內(nèi),氧氣純度每降低1%,氣割1m長(zhǎng)的割縫,氣割時(shí)間將增加10%15%,預(yù)熱火焰釋放的熱量也增加10%15%,從而增加了零件的熱變形。所以我們要求切割氧的純度在9815%以上。312切割速度切割速度與割件厚度有關(guān)。割件愈厚,切割速度愈慢;反之,割件愈薄,切割速度愈快。對(duì)于同等厚度的板材,切割速度選擇太慢,過(guò)多的熱量就會(huì)使割縫邊緣熔化,熱變形增加,切割速度過(guò)快,則會(huì)產(chǎn)生很大的后拖量或割不透?？梢?jiàn),選擇合理的切割速度也是控制熱變形的有效方法之一。313預(yù)熱火焰能率預(yù)熱火焰能率也與割件厚度有關(guān)。割件越厚,火焰能率愈大。但

6、它們之間并不是成正比的關(guān)系。切割厚鋼板時(shí),由于切割速度較慢,若火焰能率過(guò)大,就會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的熱變形,并且使割縫上緣熔化,而影響切割質(zhì)量。314割嘴離割件表面的距離割嘴離開(kāi)割件表面的距離要根據(jù)預(yù)熱火焰的長(zhǎng)度及割件的厚度來(lái)定。鋼板越厚,預(yù)熱火焰的長(zhǎng)度就越短。在一般情況下,火焰焰芯離割件表面的距離應(yīng)保持在35mm的范圍內(nèi)。另外,數(shù)控切割鋼板的表面質(zhì)量對(duì)熱變形也有影響。如果鋼板表面有氧化皮和銹蝕,則預(yù)熱時(shí)間就需延長(zhǎng),切割速度也必然降低,割件熱變形就必然增加。為了減小這方面的影響,采取恰當(dāng)?shù)某P措施進(jìn)行除銹。在割嘴上增設(shè)噴水冷卻裝置,也是減小熱變形的有效途徑。4結(jié)語(yǔ)為了有效地控制數(shù)控切割的熱變形,在編制程序時(shí),要以減小熱變形和節(jié)約原材料為出發(fā)點(diǎn)。在具體切割過(guò)程中,要嚴(yán)格按照工藝所規(guī)定的工藝參數(shù)進(jìn)行操作,只有這樣才能提高數(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。(收稿日期:19