火焰切割作為目前我國(guó)各大中小企業(yè)主要的切割下料生產(chǎn)方式，在生產(chǎn)中依然占據(jù)重要地位，當(dāng)然也面臨各種問(wèn)題?；鹧媲懈钪两褚延辛硕嗄甑陌l(fā)展，數(shù)控切割設(shè)備也已發(fā)展成熟，相應(yīng)的一些工藝方法及實(shí)現(xiàn)途徑也有了一定的發(fā)展。本文結(jié)合我廠引進(jìn)的南京學(xué)思自動(dòng)套料軟件XSuperNEST，就火焰切割中零件切割質(zhì)量的影響因素及如何提高成品率展開研究。
目前，市面上涌現(xiàn)出激光、等離子、水切割等多種多樣的切割方式及設(shè)備，切割質(zhì)量及生產(chǎn)效率都要優(yōu)于火焰切割。但由于火焰切割成本較為低廉，所以依然占據(jù)著重要的地位，并且火焰切割機(jī)也還是主流設(shè)備。
“老賈啊，這堆錢又怎么樣？看上面的銘文應(yīng)該不是清朝的東西了吧。清朝離得近，所以錢幣流傳下來(lái)的多，進(jìn)而不值錢。”孟導(dǎo)大致總結(jié)老賈之前的意思，“那么前朝古幣呢，那總該稀少得多吧。這么一來(lái)，我這堆錢不就是挺值錢的嗎？”
在切割下料生產(chǎn)過(guò)程中，數(shù)控火焰切割機(jī)被越來(lái)越廣泛的運(yùn)用，數(shù)控切割具有編程后不可干預(yù)的特點(diǎn)，這一特點(diǎn)使得工人無(wú)法對(duì)切割過(guò)程中的零件進(jìn)行補(bǔ)償，以修復(fù)受到熱變形影響的尺寸，最終導(dǎo)致零件尺寸精度出現(xiàn)偏差。而數(shù)控切割機(jī)自身的一些因素也會(huì)對(duì)切割質(zhì)量造成一定影響。
影響切割質(zhì)量的因素如下：
（1）切割氣體選擇 對(duì)于火焰切割機(jī)來(lái)說(shuō)，切割燃?xì)獾倪x用對(duì)于切割質(zhì)量來(lái)說(shuō)也有著很大的影響作用。目前可供選擇的燃?xì)庥幸胰?、丙烯、丙烷以及MPS等。不同的燃?xì)馊紵匦圆灰粯?，故針?duì)的切割場(chǎng)景也不一樣，適當(dāng)選擇燃?xì)?，?duì)于充分發(fā)揮氣割的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高效益、低成本切割，具有一定意義。
乙炔火焰具有熱量集中、溫度高、預(yù)熱時(shí)間短、耗氧量低、切割效率高、構(gòu)件變形小等特點(diǎn)，適合薄板、引入較短的零件切割；而丙烷火焰熱量分散、溫度低、預(yù)熱時(shí)間比乙炔長(zhǎng)，切割邊上沿光滑平整，下沿掛渣少、易清除，其相對(duì)成本也低，故針對(duì)厚板大零件的切割比乙炔要經(jīng)濟(jì)；丙烯火焰溫度較高，預(yù)熱時(shí)間相較于丙烷短，比乙炔略有增加，且由于外焰熱含量高，適合用于厚板大零件切割。
今后幾年，河北省將全面貫徹落實(shí)《國(guó)務(wù)院關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》，在水利部的指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)借鑒兄弟?。ㄖ陛犑小⒆灾螀^(qū)）的經(jīng)驗(yàn)，按照“打造亮點(diǎn)，突破難點(diǎn)，狠抓重點(diǎn)，大膽創(chuàng)新，全面提升”的工作思路和“可操作、可監(jiān)控、可評(píng)價(jià)、可考核”的原則，積極穩(wěn)妥地開展實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度試點(diǎn)工作。
（2）氧氣濃度、速度、割嘴高度選擇 除選擇合適的燃?xì)馔猓懈钛鯕鈮毫?、切割速度、割嘴高度的設(shè)定也是影響火焰切割質(zhì)量的重要因素。經(jīng)研究表明，氧氣壓力相同的情況下，隨著氧氣濃度的提高，切割時(shí)間縮短，同時(shí)氧氣需求量降低；切割速度的選擇也尤為重要，若速度過(guò)高，產(chǎn)量雖然高，但容易發(fā)生質(zhì)量缺陷，易“ 熄火”、切口粗糙，切割機(jī)速度過(guò)慢、產(chǎn)量低，產(chǎn)生氧化渣粘附，切口表面不齊等問(wèn)題。經(jīng)大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，得出最佳切割速度應(yīng)處于割嘴額定速度的中上與上中之間，如使用5號(hào)嘴頭切40mm的鋼板，額定速度區(qū)間為250～380mm/min，中等速度為315mm/min，把這個(gè)區(qū)間分為10級(jí)，采用第6級(jí)到第8級(jí)，為336.6～358mm/min之間，以340mm/min最佳。割嘴高度的選擇，對(duì)切割質(zhì)量也有影響，過(guò)低焰心可能會(huì)接觸到零件表面，造成割縫熔塌、熔渣飛濺堵住割嘴甚至發(fā)生回火；過(guò)高則使得火焰不能充分加熱切口，從而導(dǎo)致切割能力下降、排渣困難。一般來(lái)說(shuō)，讓火焰焰心與工作表面保持在3～5mm最好。
（3）切割順序與引線應(yīng)用 合理的切割順序有利于鋼板得到均勻受熱，內(nèi)應(yīng)力相互抵消，進(jìn)而減少零件的熱變形。因此切割零件輪廓時(shí)應(yīng)遵守先內(nèi)后外，先小后大，先圓后方，交叉跳躍，先繁后簡(jiǎn)的原則，以避免零件出現(xiàn)移位、變形、尺寸偏差的現(xiàn)象。
合理的引線位置與形式有利于零件切口完整，切割穩(wěn)定，以保證輪廓質(zhì)量。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，外輪廓引入位置一般放置在輪廓底部右方，內(nèi)輪廓引線形式宜采用圓弧形式。
火焰切割設(shè)備自身參數(shù)的設(shè)置調(diào)試完善后，也不能保證零件切割萬(wàn)無(wú)一失。零件的形狀、板材的厚度、套料的位置、切割的方式等都有可能對(duì)零件切割質(zhì)量造成影響。以下結(jié)合我廠的生產(chǎn)實(shí)例，為大家進(jìn)行介紹。
她父親死后的第二天，所有的婦女們都準(zhǔn)備到她家拜望，表示哀悼和愿意接濟(jì)的心意，這是我們的習(xí)俗。愛米麗小姐在家門口接待她們，衣著和平日一樣，臉上沒(méi)有一絲哀愁。她告訴她們，她的父親并未死。一連三天她都是這樣，不論是教會(huì)牧師訪問(wèn)她也好，還是醫(yī)生想勸她讓他們把尸體處理掉也好。正當(dāng)他們要訴諸法律和武力時(shí)，她垮下來(lái)了，于是他們很快地埋葬了她的父親。
為了明確納米粒子中的化學(xué)基團(tuán)，進(jìn)一步證明產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。本文對(duì)納米粒子進(jìn)行了紅外光譜測(cè)試(圖7)。由于納米粒子的主要組成部分均為二氧化硅，因此所有納米粒子的紅外吸收峰基本相同。位于3 417 cm-1處的吸收峰與羥基的伸縮振動(dòng)有關(guān)，1 626 cm-1處的吸收峰與吸附水分子的彎曲振動(dòng)有關(guān)，1 100、809、482 cm-1處的吸收峰則與硅氧鍵相關(guān)。除了與二氧化硅相關(guān)的紅外吸收峰之外，表面修飾后的納米顆粒也有一些特征吸收峰。納米粒子3在3 439 cm-1有明顯的N-H伸縮振動(dòng)吸收，在含有酰胺鍵的納米粒子4、5的紅外譜圖中，1 523 cm-1處均有明顯的羰基吸收峰。
通?；鹧媲懈畹陌宀目煞譃楸“澹ê穸龋?0mm）、中厚板、厚板。薄板在切割過(guò)程中穿孔簡(jiǎn)單但容易產(chǎn)生熱變形，所以在實(shí)際的生產(chǎn)中不應(yīng)從鋼板的邊緣位置起割，而應(yīng)在鋼板內(nèi)部進(jìn)行穿孔切割。這一做法能夠保證鋼板外框的封閉性，在一定程度上減少零件熱變形及拱起。另外，適當(dāng)使用“連割”工藝能夠有效減少零件穿孔數(shù)量，運(yùn)用“留割”工藝能夠更有效地減少熱變形。中厚板與厚板在切割過(guò)程中熱變形較小，但由于穿孔易發(fā)生翻渣現(xiàn)象導(dǎo)致割嘴損傷，所以宜采用零件割縫邊緣預(yù)熱起割方式減少穿孔。圖1為常規(guī)邊緣預(yù)熱引割方式。
“功能”是指文本或翻譯的功能，“功能主義”是指“專注于文本與翻譯的一種或多種功能的研究”。功能學(xué)派目的論興起于20世紀(jì)70年代的德國(guó)。它的形成和發(fā)展大體經(jīng)歷了四個(gè)階段：萊斯的功能主義翻譯批評(píng)理論、費(fèi)米爾的目的論及其延伸理論、曼塔利的翻譯行為理論和諾德的功能加忠誠(chéng)理論。
（1）利用“I穿孔”工藝減少預(yù)熱穿孔 采用常規(guī)邊緣預(yù)熱引割方式能夠在一定程度上解決中厚板與厚板切割的穿孔問(wèn)題，但該方式在排料時(shí)需要大量的人為調(diào)整，對(duì)套料人員素質(zhì)要求較高，且對(duì)切割機(jī)精度要求較高。
本次研究中，XSuperNEST軟件提供了一種新型的“I穿孔工藝”來(lái)優(yōu)化切割及穿孔路徑，圖2為優(yōu)化后I穿孔邊緣預(yù)熱引割。I穿孔邊緣預(yù)熱引割的描述：I穿孔切割就是在切割零件外輪廓的基礎(chǔ)上自動(dòng)尋找合適的位置切割出一個(gè)下圓孔，下一零件的引入在這個(gè)圓孔中預(yù)熱切入，實(shí)現(xiàn)減少穿孔的目的。
（2）利用“連割”工藝提高切割效率 為提高材料利用率，一般會(huì)將小零件套排在大零件內(nèi)輪廓中，切割路徑通常是首先切割內(nèi)輪廓中的零件，然后跳躍切割下一個(gè)內(nèi)輪廓中的零件，最后再分別切割兩個(gè)內(nèi)輪廓。這使得切割機(jī)多次抬槍、多次穿孔，切割效率低。
針對(duì)上述問(wèn)題，可采用“連割”工藝對(duì)切割路徑優(yōu)化，以減少穿孔、空程，圖3為“連割”工藝優(yōu)化后切割順序。圖3中將內(nèi)輪廓中的各個(gè)零件做連割處理，之后再與內(nèi)輪廓引線做連割處理，這樣處理能夠只進(jìn)行一次穿孔就將內(nèi)輪廓中零件與內(nèi)輪廓切出，大大提高了切割效率。
圖1 常規(guī)邊緣預(yù)熱引割方式
圖2 I穿孔邊緣預(yù)熱引割方式
圖3 “連割”工藝優(yōu)化后切割順序
（3）利用“留割”工藝減少零件熱變形 在零件內(nèi)輪廓切割過(guò)程中，會(huì)存在內(nèi)輪廓至外輪廓間的實(shí)際尺寸與理論尺寸不相符的問(wèn)題。以圖4中厚度為50mm的零件為例：圖中標(biāo)注的理論尺寸均為610mm，但切割后實(shí)際尺寸偏小3～5mm。這是因?yàn)閮?nèi)輪廓中零件切割使得熱量積聚，再進(jìn)行內(nèi)輪廓切割時(shí)，熱量增大。切割零件上方外輪廓時(shí)，受熱量影響進(jìn)一步增大，且此時(shí)內(nèi)輪廓中已無(wú)支點(diǎn)支撐，外輪廓受熱向內(nèi)擠壓，零件發(fā)生變形。
針對(duì)這種情況，可采用添加“留割”工藝的方法解決。如圖5所示，在內(nèi)輪廓四周增加“留割”，使內(nèi)輪廓的框架輪廓不與零件脫離，起到支撐作用。這種方式可以有效降低切割誤差，提高切割精度，但缺點(diǎn)是需要對(duì)內(nèi)輪廓進(jìn)行打磨。
UBL移植中需對(duì)PLL時(shí)鐘進(jìn)行配置,將DM368工作頻率設(shè)置為432 MHz,DDR工作頻率為216 MHz,配置引腳復(fù)用寄存器,使能AEMIF、SPIO、UART0、Ethernet、MDIO、USB等接口。
圖4 零件套料圖
圖5 “留割”工藝優(yōu)化后切割路徑
（4）利用圓弧引入減少內(nèi)圓孔起割過(guò)燒 傳統(tǒng)引入方式采用直線起割的方式切入零件輪廓，沿輪廓直邊引入，再沿直邊引出，這對(duì)于引入引出段為直線的輪廓來(lái)說(shuō)，不會(huì)影響零件起割處切割質(zhì)量。但在內(nèi)圓孔的切割過(guò)程中，采用傳統(tǒng)引入方式因在引入輪廓時(shí)直接切入沒(méi)有平滑過(guò)渡，故經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)輪廓過(guò)燒情況，影響切割質(zhì)量，如圖6所示。
在研究過(guò)程中，XSuperNEST提供了一種圓弧引入的方式，有效避免了圓弧的過(guò)燒，使內(nèi)圓孔光滑平整，提高零件內(nèi)圓孔切割質(zhì)量。圓弧引入切割方式如圖7所示，使用與內(nèi)圓孔相切的弧線引入，形成平滑的過(guò)渡，引出時(shí)與引入起割點(diǎn)留出間隙并也是以圓弧平滑引出。我廠對(duì)該方式進(jìn)行多項(xiàng)驗(yàn)證，確認(rèn)其真實(shí)有效并已在實(shí)際生產(chǎn)中使用，如圖8所示。
圖6 內(nèi)圓孔過(guò)燒
圖7 圓弧引入切割
圖8 運(yùn)用圓弧引入切割零件
下料切割作為生產(chǎn)的頭道工序，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)至關(guān)重要，火焰切割作為主流的切割方式，切割質(zhì)量直接影響生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，有效地控制火焰切割質(zhì)量對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量的把控非常重要。
影響切割質(zhì)量的因素多種多樣，從設(shè)備本身來(lái)說(shuō)，使用的燃?xì)?、切割速度、割嘴高度、切割順序等都是影響切割質(zhì)量的因素。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況采用相適宜的參數(shù)才能提高切割質(zhì)量，提高零件合格率。另外，根據(jù)零件厚度、輪廓形狀等自身特點(diǎn)，采用相應(yīng)的切割工藝優(yōu)化切割路徑能夠減少零件生產(chǎn)誤差，提高零件切割效率及質(zhì)量，最終提高企業(yè)生產(chǎn)效率。
參考文獻(xiàn)：
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