數(shù)控切割下料誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)策措施

肖天亮

（佛山市三水區(qū)工業(yè)中等專業(yè)學(xué)校 廣東 佛山 528000）

摘 要：本文主要針對(duì)數(shù)控切割下料誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)策措施展開(kāi)了探討，對(duì)下料誤差產(chǎn)生的原因作了系統(tǒng)的分析，并給出了一系列相應(yīng)的對(duì)策措施，以期能為有關(guān)方面的需要提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：數(shù)控切割；下料誤差；原因分析；對(duì)策措施

0 引言

數(shù)控切割具有很高的精度，但在實(shí)際的操作過(guò)程中也存在一定的誤差，影響著切割的精度。因此，為了保證數(shù)控切割的精度，我們需要采取有效的措施減少誤差的影響，以提高切割精度和割縫質(zhì)量，保障結(jié)構(gòu)件的拼接質(zhì)量，提高企業(yè)生產(chǎn)效益。基于此，本文就數(shù)控切割下料誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)策措施進(jìn)行了探討，相信對(duì)有關(guān)方面的需要能有一定的幫助。

1 下料誤差產(chǎn)生的原因

1.1 原材料問(wèn)題

原材料問(wèn)題，也就是鋼板問(wèn)題，往往許多剛進(jìn)廠的鋼板因?yàn)檫\(yùn)輸、擺放不合理、受壓等諸多因素，鋼板會(huì)產(chǎn)生不可避免的變形，而這種變形將直接影響鋼板下料的外形尺寸及精度要求。如果在數(shù)控下料是鋼板本身存在變形，而在下料過(guò)程中有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，那么在卷行過(guò)程中，變形鋼板在受到卷制壓力時(shí)發(fā)生延展或堆壓，都將造成最終下料尺寸的誤差，單張鋼板的細(xì)小誤差，累計(jì)到多張鋼板對(duì)裝時(shí)，就會(huì)變成較大誤差。原材料還有一個(gè)問(wèn)題需要我們考慮，那就是鋼板軋制過(guò)程中產(chǎn)生的氧化層，普通熱軋鋼板通常都有一層厚厚的氧化皮，這一層氧化皮由于厚薄不一，成分復(fù)雜，因此對(duì)切割焰的影響和阻撓也不一樣，容易引起切割焰的傾斜和偏離，對(duì)下料的尺寸精度會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

1.2 設(shè)備的問(wèn)題

當(dāng)原材料確認(rèn)合格后，我們必須要考慮的第二個(gè)問(wèn)題就是設(shè)備問(wèn)題，俗語(yǔ)：工欲善其事，必先利其器，數(shù)控火焰切割機(jī)就是我們最重要的施工設(shè)備，根據(jù)個(gè)人查閱資料及向從事數(shù)控下料近十年的擁有豐富經(jīng)驗(yàn)的老師傅的談?wù)摲治?，總結(jié)出了以下幾條會(huì)影響切割質(zhì)量的設(shè)備方面的因素。

1.2.1 機(jī)床導(dǎo)軌的直線度和平整度誤差

機(jī)床導(dǎo)軌在數(shù)控火焰切割機(jī)中起到導(dǎo)向和承載作用，它既是確定數(shù)控火焰切割機(jī)主要部件相對(duì)位置的基準(zhǔn)，也是機(jī)床運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)，它的各項(xiàng)精度直接影響下料外形尺寸及精度，機(jī)床導(dǎo)軌如果存在著直線度誤差，就必然導(dǎo)致大車行走路線上的誤差；機(jī)床橫梁導(dǎo)軌存在直線度誤差，也必然影響割嘴左右移動(dòng)的準(zhǔn)確性，因此機(jī)床導(dǎo)軌的直線度誤差將直接影響縱向割縫和橫向割縫的直線度。機(jī)床導(dǎo)軌的平面度誤差無(wú)論是主導(dǎo)軌還是橫梁導(dǎo)軌都將導(dǎo)致割嘴與鋼板問(wèn)的距離波動(dòng)。割嘴與鋼板的距離不等，割縫的寬度也不一致，從而引起下料件尺寸上的差異。

1.2.2 鋼板支承面與機(jī)床導(dǎo)軌面的平行度誤差

鋼板支承面由于經(jīng)常被切割和碰撞，很容易形成與機(jī)床導(dǎo)軌面不平行，這種不平行度嚴(yán)重時(shí)，同樣導(dǎo)致割嘴與鋼板問(wèn)距的變動(dòng)。而割嘴與鋼板間距的變動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致氣割過(guò)程中氣流量噴射不均勻，割縫寬窄不一，最終導(dǎo)致外型尺寸的誤差。

1.2.3 割嘴與鋼板表面的垂直度誤差

割嘴與鋼板表面的垂直度誤差是下料尺寸誤差的主要來(lái)源。因?yàn)楫?dāng)割嘴在垂直于氣割前進(jìn)方向上不垂直于鋼板時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致切割面為斜面，這樣工件正反兩面不統(tǒng)一，存在誤差。同時(shí)零件周邊均為斜面，失去了拼裝時(shí)的基準(zhǔn)面，給拼裝工作帶來(lái)不便，嚴(yán)重時(shí)不能直接用于拼裝，應(yīng)進(jìn)行加工處理（刀檢基準(zhǔn)面）。產(chǎn)生割嘴與鋼板表面垂直度誤差的原因，除割嘴安裝后在垂直于氣割前進(jìn)方向上不垂直于鋼板外，還有割嘴孔與割嘴中心軸線不同軸，另外割嘴孔在阻塞時(shí)也會(huì)引起切割氣流傾斜。

1.2.4 傳動(dòng)系統(tǒng)磨損導(dǎo)致的誤差

數(shù)控火焰切割機(jī)有數(shù)個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)組成，傳動(dòng)系統(tǒng)多是由齒輪、絲杠、螺母、渦輪組成，這些部件在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生磨損，一旦出現(xiàn)這樣的狀況，這些磨損會(huì)導(dǎo)致機(jī)床產(chǎn)生傳動(dòng)誤差，機(jī)床的正常運(yùn)行就會(huì)受到影響，機(jī)床一旦不能正常運(yùn)行，那么在下料過(guò)程中自然會(huì)產(chǎn)生誤差。

1.2.5 人的因素

數(shù)控火焰切割機(jī)，顧名思義，需要編制、加載數(shù)控程序，而進(jìn)行數(shù)控程序編制、加載的操作人員顯得尤為重要，這即要求操作者擁有豐富的氣割經(jīng)驗(yàn)，還要求操作者有高度的責(zé)任心。數(shù)控程序的編制方法對(duì)切割精度起著決定性作用，如果在編程過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤或隱患，沒(méi)有考慮累計(jì)誤差和數(shù)據(jù)補(bǔ)償，生成代碼存在錯(cuò)點(diǎn)，套料時(shí)引入點(diǎn)、引出點(diǎn)的錯(cuò)誤選擇，切割順序的錯(cuò)誤編排，都會(huì)導(dǎo)致下料誤差，嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致料廢。

1.2.6 切割方法的因素

數(shù)控火焰切割機(jī)在切割過(guò)程中因?yàn)橛懈邷責(zé)嵩吹拇嬖冢摪逵謩?shì)必會(huì)受到熱脹冷縮的影響，因此，鋼板的熱變形是下料誤差產(chǎn)生的另一大因素。數(shù)控切割鋼板的熱變形主要由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)?shù)纫蛩匾鸬摹?/p>

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、切割順序等的選擇不合適造成的。在選擇打火點(diǎn)、切割方向時(shí)，一定要做到讓工件一直受大塊鋼板的牽制。在套料過(guò)程中多采用共邊切割。對(duì)于形狀不太規(guī)則的窄長(zhǎng)零件，在編程時(shí)應(yīng)使零件相對(duì)應(yīng)部位的切割線保留30mm左右，使零件有一定的牽制，由此來(lái)限制工件的熱變形。在高爐爐皮下料過(guò)程中，因?yàn)闋t皮上包含較多的冷卻壁孔、熱電偶孔、水冷管孔等等，在開(kāi)孔過(guò)程中，鋼板的熱變形非常大，常常是最初開(kāi)制的孔的孔距還能保證在誤差范圍內(nèi)，越往后誤差越大。

數(shù)控切割過(guò)程中，切割工藝參數(shù)選擇不當(dāng)也會(huì)引起很大的熱變形切割工藝參數(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。經(jīng)過(guò)查閱資料并于車間從事數(shù)控火焰切割的經(jīng)驗(yàn)豐富的老師傅共同分析實(shí)驗(yàn)，在生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出了一系列適用于鉚焊車間的切割工藝參數(shù)，總結(jié)出的氣割工藝參數(shù)如表1。

表1 氣割工藝參數(shù)

此外，當(dāng)鋼板支承面不平時(shí)，也會(huì)引起熱變形，鋼板由平面變成斜面，從而使機(jī)床切割出的零件產(chǎn)生誤差。尤其對(duì)于窄長(zhǎng)的薄板零件，切割國(guó)恒程可能還會(huì)產(chǎn)生扭曲變形。因此對(duì)這種情況不可輕視。

2 對(duì)策措施

針對(duì)上述誤差產(chǎn)生的原因，結(jié)合相關(guān)自量及車間操作者的下料經(jīng)驗(yàn)，特制定出如下控制措施，來(lái)最大程度的減小或是消除下料誤差，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

（1）由于數(shù)控切割鋼板時(shí)容易發(fā)生誤差，在這種情況下，就需要在鋼板選擇時(shí)控制好鋼板的質(zhì)量，避免使用變形的鋼板。對(duì)于要切割的鋼板存在變形情況時(shí)，則需要將其放到校平機(jī)上進(jìn)行校平，等其平整后再進(jìn)行切割，從而有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)切割誤差的控制。對(duì)于鋼板容易發(fā)生的熱變形誤差，則需要在切割時(shí)要嚴(yán)格按照規(guī)定的順序進(jìn)行，有效的控制好鋼板集受熱的情況，確保其能夠均勻受熱，從而有效的實(shí)

現(xiàn)對(duì)零件的變形進(jìn)行相互補(bǔ)償，同時(shí)還要正確進(jìn)行指導(dǎo)，確保程序編制的準(zhǔn)確性。為了能夠準(zhǔn)確的選擇切割工藝參數(shù)，則可以參考成功下料件的切割工藝參數(shù)表，從而有效的減少誤差的發(fā)生。

（2）使用合格的、高品質(zhì)的氣割氣體。所謂高品質(zhì)，就是氣體的純度、壓力都必須符合要求。氣體壓力可以通過(guò)儀表檢測(cè)，但純度判斷就需要自身的經(jīng)驗(yàn)，最主要的，進(jìn)氣渠道必須要合理正規(guī)。

（3）在對(duì)下料件進(jìn)行切割時(shí)，工作人員需要對(duì)氧氣純度和氧氣壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，這會(huì)直接對(duì)下料件的質(zhì)量帶來(lái)一定的影響。當(dāng)鋼板原材料表層附著較為明顯的氧化層時(shí)，我們必須要清除這一影響，就是對(duì)鋼板進(jìn)行除銹處理。

（4）當(dāng)鋼板支承工作臺(tái)不平整或是變形時(shí)，割嘴中收軸線和割嘴不處于同一條同線上，割嘴孔堵塞等情況存在時(shí)，割嘴與鋼板平面都會(huì)出現(xiàn)不垂直的情況，導(dǎo)致下料件切割面出現(xiàn)傾斜誤差。解決割嘴與鋼板不垂直的方法只能從割嘴的生產(chǎn)質(zhì)量和安裝上努力，同時(shí)經(jīng)常清理割嘴，保證氣流暢通。另一方面，也應(yīng)經(jīng)常的、及時(shí)的修正擺放鋼板的支撐架，并清理切割產(chǎn)生氧化渣。

（5）加強(qiáng)編程人員的培訓(xùn)，提高編程人員的質(zhì)量意識(shí)和責(zé)任心。

數(shù)控切割機(jī)屬于高科技產(chǎn)品，具有較高的科技含量，這就對(duì)操作人員的專業(yè)技能具有較高的要求，一理操作人員專業(yè)知識(shí)或是經(jīng)驗(yàn)，則會(huì)導(dǎo)致下料件誤差發(fā)生。尤其是新購(gòu)置的機(jī)床，在運(yùn)輸過(guò)程中受到振動(dòng)影響或是電子元件問(wèn)題從而使設(shè)備在正式使用前幾個(gè)月，系統(tǒng)會(huì)頻頻發(fā)生故障，然而這些故障的原因有些無(wú)法在安全和維修手冊(cè)中找到，如果不合格的操作人員就會(huì)無(wú)從下手。在聘請(qǐng)技術(shù)操作人員時(shí)，一定要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的技術(shù)考核，一定要具有專業(yè)的理論知識(shí)，擁有一定的數(shù)控基礎(chǔ)，以及清晰的頭腦和現(xiàn)場(chǎng)判斷力，然后經(jīng)過(guò)相關(guān)的培訓(xùn)，這樣不僅是對(duì)工作效率負(fù)責(zé)，同樣也是對(duì)操作人員的個(gè)人安全負(fù)責(zé)。

3 總結(jié)

數(shù)控切割中誤差可以通過(guò)采取有效的措施進(jìn)行避免。綜上所述，通過(guò)分析數(shù)控切割機(jī)下料的誤差，給出了減少誤差的措施，相信可以從各個(gè)方面提高數(shù)控切割機(jī)的使用和加工效率，以為企業(yè)降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)幫助。

參考文獻(xiàn)

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