圆管数控火焰切割机工艺原理及精度提升

时间：2015-01-11

圆管数控火焰切割机工艺原理及精度提升

    圆管数控火焰切割机是火焰切割机中的一种，它具有大厚度碳钢切割能力。切割费用较低，但存在切割变形大，切割精度不高，而且切割速度较低，切割预热和穿孔时间长，较难适应全自动化操作的需要。它的应用场合主要限于碳钢、大厚度板材切割，在中、薄碳钢板材切割上的效果远远不能与等离子切割相比。
　　对于圆管数控火焰切割机来说，由于以乙炔或丙烷气为切割能源，排除供气气压及供气纯度因素影响外，在切割过程中，机床传动系的传动比偏大，使得机床传动系的传动刚性明显偏低。另外设备中零件的加工精度和装配精度不高产生的传动误差以及齿轮回程误差都对机床自身的传动精度有明显影响，导致割炬运行速度降低，同时使机床在沿轨道方向上有较大运行误差。
　　目前市场上主要采取的解决方式为将开放式数控系统应用于圆管数控火焰切割机操控，其特点在于降低系统成本，而且利用优越的软件灵活性，使圆管数控火焰切割机的加工误差通过软件补偿的方式得以基本消除。但目前市场上的相关数控软件参差不齐，且绝大部分数控系统属于单独开发，由于不涉及切割机生产，软硬件兼容性方面存在较大问题。
    本文将主要基于圆管数控火焰切割机的加工应用特点，针对设备工艺原理及加工精度的提升处理整理相关建议和可行方案，所涉及相关参数及检测数据均来自武汉嘉倍德科技G系列圆管数控火焰切割机实测数据，如有偏差请参考各**圆管数控火焰切割机机床工艺参数差异。

一、数控火焰切割机应用原理
　　数控火焰切割机是用氧气和燃气（乙炔、丙烷、液化气等）燃烧产生的热能将工件切割处预热到金属的燃点后，喷出高速切割氧流，使预热金属燃烧并放出热量预热后部待切割金属，实现切割的方法。火焰切割的过程，实质是被切割的材料在纯氧中燃烧的过程，不是熔化过程。
　　数控火焰切割机的加工过程主要表现为以下几个过程：
　　1. 起割点的金属表面用热火焰加热到燃点，随之在切割氧中开始燃烧反映。
　　2. 燃烧反映向金属下层进展。
　　3. 排除燃烧反映生成的熔渣。
　　4. 利用熔渣和预热火焰的热量将切口前缘的金属上层加热到燃点，使之继续与氧产生燃烧反映。

二、数控火焰切割机应用优势
    数控火焰切割机广泛应用于机械制造等行业。因其具有以下优势特点：
　　1. 能完成直线、坡口、V 型坡口、Y 型坡口切割.配备**割圆半径杆装置,还可以实现圆周切割；
　　2. 能同时安装两套或三套割炬,同时可以切割两条或三条直线,使效率提高
　　3. 与大型数控火焰切割机一样,采用先进的数控技术,通过编程能够切割任意复杂平面形状的零件,可实现CAD图形转换直接切割；
　　4. 体积小、重量轻、成本低、**、操作简单,特别适合于中小企业对金属钢板的下料要求,它广泛适用于造船、石油、锅炉、金属结构、冶金等行业。

三、圆管数控火焰切割机机工艺特点
    圆管数控火焰切割机根据切割机的联动轴和设计轴来区分，主要可分为九轴五联动系列、五轴四联动系列和三轴两联动系统，其中三轴两联动系列相贯线切割机即为简易的钢管直角截断型设备。圆管数控火焰切割机与普通板材数控火焰切割机相比，功能更强大，它有如下特点：
　　1. 能在主管上切割多个不同方向、不同直径的圆柱相贯线孔，满足支管轴线与主管轴线偏心和非偏心的垂直相交的条件。
　　2. 能在支管端部切割圆柱相贯线端头，满足支管轴线与主管轴线偏心和非偏心的垂直相交、倾斜相交的条件。
　　3. 能在圆管端部切割斜截端面。
　　4. 能在圆管上切割焊接弯头，“虾米节”两端斜截断面。
　　5. 能切割与环形主管相交的支管相贯线端头。
　　6. 能切割变角度坡口面。
　　7. 能在圆管上切割方孔、腰形孔。
　　8. 能进行钢管截断。

四、圆管数控火焰切割机精度提升建议
    圆管数控火焰切割机由于割口宽度受割嘴等多种因素的影响，无论设备本身的精度有多高，用其切割出的零件的精度，误差一般都在±0.5mm左右，其误差高出设备本身好几个数量级。即或用上百万的巨资进口的数控切割机，也只能是如此。
　　这是火焰或等离子的切割工艺方法所决定了的，无论如何都得不到象数控车床等其他数控设备一样的高的加工精度。也就是说，这种设备本身的精度是6级还是8级，都是不很重要的。
　　从生产效率来看，切割速度的快慢，以火焰切割为例，*取决于板材厚度、割嘴型号、氧气纯度、燃气质量等因素，设备的移动速度应满足和适应切割工艺的要求。也就是说，切割效率与设备本身并没有直接的关系。当然，数控切割机仍然体现了相当的**和**，但这是相对于手工下料切割而言的，与通常所说的机床加工精度和效率的提高，不是一个概念。
　　从上叙分析可知，无论谁家生产的数控切割机，从切割精度和生产效率而言，都不会有多大的区别。即或用小到壹万多元的小数控与进口数百万的大数控相比，也仍是如此，其加工零件的精度、粗糙度、生产效率都不会有大的差别。
    总结而言，圆管数控火焰切割机的切割效果不仅跟设备本身的质量和使用的燃料有关，与技术员的操作技术也有着密切的关系。要得到**的切割效果，***地来调节各方面的因素！

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