細(xì)長板條狀零件數(shù)控切割變形控制措施

李寧 崔雯

摘? ?要：細(xì)長板條狀零件數(shù)控切割，現(xiàn)在正引起火熱的研究和討論，重點(diǎn)集中在對于變形趨勢方面的討論。文章通過對于生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)方面的總結(jié)以及對于日常使用狀況的分析，最終總結(jié)了一系列適用于細(xì)長板條狀零件切割，特別是運(yùn)用在實(shí)際過程當(dāng)中的一些行為措施。通過對于這些行為措施的執(zhí)行，可以實(shí)現(xiàn)對于切割路徑、切割方向、切割過程等多方面的數(shù)據(jù)信息，最終實(shí)現(xiàn)對于尺寸方面的精確勾勒。

關(guān)鍵詞：數(shù)控制;細(xì)長板條狀零件;變形控制

在工程機(jī)械、通用機(jī)械、鋼結(jié)構(gòu)等多種相關(guān)產(chǎn)業(yè)中，往往會遇到一些嚴(yán)重的變形問題，在細(xì)長板條狀零件的數(shù)控切割方面，表現(xiàn)得尤為突出。數(shù)控切割技術(shù)，具備著高速切割、高精準(zhǔn)度等優(yōu)良特性，在工作和生產(chǎn)的過程當(dāng)中，被運(yùn)用的較為廣泛，由于其本身就是嚴(yán)苛按照事先編輯好的模式和流程進(jìn)行工作切割，因此，遭遇一些意外狀況沒有辦法及時處理，不會自動化的對于切割方面的路徑、趨勢做出調(diào)整，使得細(xì)長板條狀零件，在高溫加熱的過程當(dāng)中，很容易因溫度而發(fā)生形變。

1? ? 細(xì)長板條零件切割變形趨勢分析

在使用數(shù)控切割機(jī)的過程當(dāng)中，特別是在鋼板上進(jìn)行零件的切割時，會由于鋼板自身的溫度影響，造成受熱不均勻的狀況，進(jìn)而發(fā)生熱脹冷縮的現(xiàn)象，使得鋼板發(fā)生負(fù)面的形變。在進(jìn)行數(shù)控切割的過程當(dāng)中，切割機(jī)方面的走線，始終保持不變的狀態(tài)，因此，最終切割下來的零件，會由于鋼板方面發(fā)生形變，而自身的切割路線不發(fā)生變化，最終造成切割下的零件不夠精確，尺寸方面發(fā)生較為嚴(yán)重的偏差[1]。這一狀況對于一些厚度比較薄的鋼板而言，切割下的細(xì)長板條零件表現(xiàn)尤為突出，由于自身的厚度比較淺薄，使得在切割的過程當(dāng)中，形變更加明顯，很容易發(fā)生“打頭”的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象也是在切割過程當(dāng)中很容易發(fā)生的一種形變因素，對于整體零件的生產(chǎn)，形成很嚴(yán)重的阻礙作用，產(chǎn)生了許多的不方便之處，還很容易對切割機(jī)的使用壽命產(chǎn)生影響，增添生產(chǎn)方面的成本。

對于長寬之間比較大的細(xì)長板而言，可能也會出現(xiàn)由于切割的過程當(dāng)中，溫度的不均勻傳播，使得雙面的受熱情況不夠均勻，最終呈現(xiàn)出板條向兩邊拱起，或者是向厚度比較厚的地方拱起的狀況。對于這種狀況，可以采取線切割一個方向，在其已經(jīng)發(fā)生受熱反應(yīng)，并且自身已經(jīng)膨脹起來之后，再進(jìn)行另外一個方向的切割。對于整個鋼板本體而言，一個方向的膨脹，可以有效地對另外一個方面的膨脹起到阻礙作用，待整體切割工作完成之后，鋼板也呈現(xiàn)冷卻狀態(tài)之后，另外一邊的整體收縮量，要比之前第一個方向的收縮量還大。如此一來，使得工件的側(cè)彎數(shù)值、整體大小，都由工件的長寬比控制，即長寬比的數(shù)值越大，整個鋼板組件的側(cè)彎量就會越大。

2? ? 細(xì)長板條件數(shù)控切割變形控制方法

數(shù)控切割機(jī)，在進(jìn)行路徑行走的過程當(dāng)中，所依照的順序是整體程序在進(jìn)行工程開展之前就已經(jīng)設(shè)定好的，程序的編譯是程序員提前按照計劃藍(lán)圖進(jìn)行數(shù)據(jù)的填充和編譯的，最終程序方面的數(shù)值屬性會和零件原料為發(fā)生形變之前所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)保持一致性[2]。最終在切割的過程當(dāng)中，將需要切割的零件原版放在切割機(jī)上，切割機(jī)就可以按照預(yù)定的屬性和參數(shù)進(jìn)行工程的有效開展，并且在切割的過程當(dāng)中識別程序方面的設(shè)計，自動識別切割的路徑和方向。程序落實(shí)到切割機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的過程，被稱為套料。也正是因此，在確定零件的擺放位置以及整體切割機(jī)的切割方向，包括切割的路徑設(shè)置，是降低切割誤差的根本所在。本文結(jié)合一些實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)，對降低切割變形狀況進(jìn)行分析和討論。其中，數(shù)控切割機(jī)，對于細(xì)長板條件的控制和切割方面，主要集中在切割之前的準(zhǔn)備工作、套料控制工作以及最終結(jié)束切割之后的控制著是哪個方面，實(shí)現(xiàn)整體的切割和落實(shí)工作。

2.1? 切割之前的準(zhǔn)備工作

為了更好地降低切割過程當(dāng)中發(fā)生的形變以及切割過熱造成的變形，在切割工作開展之前，應(yīng)當(dāng)具備充分的準(zhǔn)備工作，進(jìn)而確保整個零件，在遭受切割之后，發(fā)生較小的形變，減少形變產(chǎn)生的損失。

首先，需要挑選大小、用途合適的切割設(shè)備。對于一些公司，硬件設(shè)備方面的配置比較充分，不僅擁有著數(shù)控火焰切割機(jī)，還擁有數(shù)控等離子切割機(jī)。對于準(zhǔn)備工作做得比較充分的公司和企業(yè)，在進(jìn)行比較薄的鋼板切割的過程當(dāng)中，通常指的是厚度數(shù)值小于12 mm的細(xì)長狀板子，最好的切割方式還是借助數(shù)控等離子切割機(jī)進(jìn)行工作切割。相較于數(shù)控火焰切割機(jī)，數(shù)控等離子切割機(jī)具備著更快的切割速度，并且經(jīng)過切割的表面光滑，不會像火焰切割機(jī)一樣通過高溫影響整個切割的材料[3]。因此，對于厚度比較薄的材料而言，等離子切割機(jī)是最好的選擇。

其次，鋼板的校平以及鋼板的定位，也是十分有講究的。在進(jìn)行切割工作之前，需要確保金屬板材料處于一個經(jīng)過準(zhǔn)確定位的位置。并且在硬件條件準(zhǔn)備比較充分的情況下，搭配上多點(diǎn)觸控的平臺，通過平臺實(shí)現(xiàn)對于鋼板材料的校對工作，提升整個板材方面的平整程度。此外，還可以通過專用的工具，對鋼板的固定起到一定的輔佐作用，避免由于零件的運(yùn)動，使得切割過程出現(xiàn)嚴(yán)重的偏差，進(jìn)而使得支撐面高度發(fā)生變化。對于一些比較窄長的零件而言，做到精確的切割更為困難，只有在定位的過程中做好準(zhǔn)備，才能夠?yàn)楹罄m(xù)的工作提供便利條件。

2.2? 通過套料控制細(xì)長條零件的切割熱變形

在數(shù)控切割的過程當(dāng)中，套料是十分重要的一個部分了。對于套料環(huán)節(jié)，其重要的指導(dǎo)思想為：確保鋼板呈現(xiàn)一個穩(wěn)定、均勻的受熱狀態(tài)，并且零件發(fā)生形變的過程當(dāng)中，能夠及時選取合適的切割方式對切割的零件進(jìn)行修正，調(diào)整切割的方法。在這種指導(dǎo)思想的帶動下，可以采取以下的幾種方式避免由于切割而造成的熱變形。

首先，在套料的時候，將相鄰的幾個零件進(jìn)行組合，最終形成一個共同的切割線。有了這個組合的步驟，可以有效地降低切割方面的次數(shù)，并且由于切割次數(shù)的降低，也使得材料自身的接受能力有了顯著的提升，每兩次切割的過程當(dāng)中，熱量有了充分的時間進(jìn)行分散[4]。熱量的充分?jǐn)U散，使得在切割的過程當(dāng)中，材料的吸收熱量程度降低，可以維持零件自身穩(wěn)定的狀態(tài)，避免由于吸收熱量過多造成形變的發(fā)生。如此一來，可以顯著提升切割的效率，并且避免了溫度過高所造成的形變。

其次，還可以設(shè)置“過橋”的切割方法，也就是人工介入，在割邊的一段，留下幾個15～30 mm的“過橋”，標(biāo)記的片段不進(jìn)行切割操作，確保和母版連接的過程當(dāng)中，能夠有效地抑制冷卻、突起等狀況，降低材料變彎的可能性?？墒?，也由于“過去”的地方不進(jìn)行切除，造成的結(jié)果就是在零件進(jìn)行切割的過程當(dāng)中，需要進(jìn)行更多次數(shù)的穿孔切割，煩瑣的操作給切割的過程增添了很多的額外步驟，嚴(yán)重地影響了切割的整體效率，延長了切割的工作周期。此外，經(jīng)過了穿孔切割的材料，還可能會發(fā)生切割邊緣不均勻的狀況，需要再次耗費(fèi)時間進(jìn)行邊緣的打磨，并且打磨的時間十分久，會對整個工程的實(shí)施周期，起到嚴(yán)重的拖延作用。

3? ? 結(jié)語

總的來說，對于數(shù)控切割方面，解決由于溫度所造成的問題，就可以有效地緩解零件，特別是細(xì)長板條狀零件的形變問題。而且，針對數(shù)控的熱切割方面而言，自身的用處也是十分廣泛，不單單是對于切割方面的提前準(zhǔn)備、套料過程當(dāng)中程序編譯的設(shè)置，還有切割方向、切割路徑以及切割的措施3個方面的顯著作用。而且不同的公司，由于自身的硬件儲備實(shí)力也不太相似，因此，對于零件切割方面的方式也大有不同，通常而言，數(shù)控火焰切割只是基礎(chǔ)配置，更高配的數(shù)控等離子切割可以發(fā)揮更加顯著的作用。然而，無論是哪一種硬件設(shè)備，發(fā)揮其自身的作用，創(chuàng)造更大的價值，才是使用設(shè)備的初心所在。

[參考文獻(xiàn)]

[1]孫攀攀，吳曉鳴，盛軍，等.鈦合金薄板類零件精度控制方法研究[J].新技術(shù)新工藝，2019（5）：11-18.

[2]申鵬.中走絲數(shù)控線切割在配合零件加工中的技巧研究[J].陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2018（1）：34-37.

[3]李勇華.中等職業(yè)學(xué)校數(shù)控線切割實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革與探討[J].科技資訊，2019（1）：166.

[4]王飛，唐輝明.雅礱江上游互層斜坡傾倒變形破壞機(jī)制與演化[J].工程地質(zhì)學(xué)報，2017（6）：1501-1508.