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圓管數(shù)控火焰切割機(jī)工藝原理及精度提升

    圓管數(shù)控火焰切割機(jī)是火焰切割機(jī)中的一種，它具有大厚度碳鋼切割能力。切割費(fèi)用較低，但存在切割變形大，切割精度不高，而且切割速度較低，切割預(yù)熱和穿孔時(shí)間長，較難適應(yīng)全自動化操作的需要。它的應(yīng)用場合主要限于碳鋼、大厚度板材切割，在中、薄碳鋼板材切割上的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能與等離子切割相比。
　　對于圓管數(shù)控火焰切割機(jī)來說，由于以乙炔或丙烷氣為切割能源，排除供氣氣壓及供氣純度因素影響外，在切割過程中，機(jī)床傳動系的傳動比偏大，使得機(jī)床傳動系的傳動剛性明顯偏低。另外設(shè)備中零件的加工精度和裝配精度不高產(chǎn)生的傳動誤差以及齒輪回程誤差都對機(jī)床自身的傳動精度有明顯影響，導(dǎo)致割炬運(yùn)行速度降低，同時(shí)使機(jī)床在沿軌道方向上有非常大運(yùn)行誤差。
　　目前市場上主要采取的解決方式為將公開式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用于圓管數(shù)控火焰切割機(jī)操控，其特點(diǎn)在于降低系統(tǒng)成本，而且利用優(yōu)越的軟件靈活性，使圓管數(shù)控火焰切割機(jī)的加工誤差通過軟件補(bǔ)償?shù)姆绞降靡曰�本清理。但目前市場上的相關(guān)數(shù)控軟件參差不齊，且絕大部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)屬于單獨(dú)開發(fā)，由于不涉及切割機(jī)生產(chǎn)，軟硬件兼容性方面存在非常大問題。
    本文將主要基于圓管數(shù)控火焰切割機(jī)的加工應(yīng)用特點(diǎn)，針對設(shè)備工藝原理及加工精度的提升處理整理相關(guān)建議和可行方案，所涉及相關(guān)參數(shù)及檢測數(shù)據(jù)均來自武漢嘉倍德科技G系列圓管數(shù)控火焰切割機(jī)實(shí)測數(shù)據(jù)，如有偏差請參考各品牌圓管數(shù)控火焰切割機(jī)機(jī)床工藝參數(shù)差異。
   
一、數(shù)控火焰切割機(jī)應(yīng)用原理
　　數(shù)控火焰切割機(jī)是用氧氣和燃?xì)猓ㄒ胰�、丙烷、液化氣等）燃燒產(chǎn)生的熱能將工件切割處預(yù)熱到金屬的燃點(diǎn)后，噴出高速切割氧流，使預(yù)熱金屬燃燒并放出熱量預(yù)熱后部待切割金屬，實(shí)現(xiàn)切割的方法�；鹧媲懈畹倪^程，實(shí)質(zhì)是被切割的材料在純氧中燃燒的過程，不是熔化過程。
　　數(shù)控火焰切割機(jī)的加工過程主要表現(xiàn)為以下幾個過程：
　　1. 起割點(diǎn)的金屬表面用熱火焰加熱到燃點(diǎn)，隨之在切割氧中開始燃燒反映。
　　2. 燃燒反映向金屬下層進(jìn)展。
　　3. 排除燃燒反映生成的熔渣。
　　4. 利用熔渣和預(yù)熱火焰的熱量將切口前緣的金屬上層加熱到燃點(diǎn)，使之繼續(xù)與氧產(chǎn)生燃燒反映。

二、數(shù)控火焰切割機(jī)應(yīng)用優(yōu)勢
    數(shù)控火焰切割機(jī)廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造等行業(yè)。因其具有以下優(yōu)勢特點(diǎn)：
　　1. 能完成直線、坡口、V 型坡口、Y 型坡口切割.配備專項(xiàng)使用割圓半徑桿裝置,還可以實(shí)現(xiàn)圓周切割；
　　2. 能同時(shí)安裝兩套或三套割炬,同時(shí)可以切割兩條或三條直線,使效率提高
　　3. 與大型數(shù)控火焰切割機(jī)一樣,采用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù),通過編程能夠切割任意復(fù)雜平面形狀的零件,可實(shí)現(xiàn)CAD圖形轉(zhuǎn)換直接切割；
　　4. 體積小、重量輕、成本低、效率高、操作簡單,特別適合于中小企業(yè)對金屬鋼板的下料要求,它廣泛適用于造船、石油、鍋爐、金屬結(jié)構(gòu)、冶金等行業(yè)。

三、圓管數(shù)控火焰切割機(jī)工藝特點(diǎn)
    圓管數(shù)控火焰切割機(jī)根據(jù)切割機(jī)的聯(lián)動軸和設(shè)計(jì)軸來區(qū)分，主要可分為九軸五聯(lián)動系列、五軸四聯(lián)動系列和三軸兩聯(lián)動系統(tǒng)，其中三軸兩聯(lián)動系列相貫線切割機(jī)即為簡易的鋼管直角截?cái)嘈驮O(shè)備。圓管數(shù)控火焰切割機(jī)與普通板材數(shù)控火焰切割機(jī)相比，功能更強(qiáng)大，它有如下特點(diǎn)：
　　1. 能在主管上切割多個不同方向、不同直徑的圓柱相貫線孔，滿足支管軸線與主管軸線偏心和非偏心的垂直相交的條件。
　　2. 能在支管端部切割圓柱相貫線端頭，滿足支管軸線與主管軸線偏心和非偏心的垂直相交、傾斜相交的條件。
　　3. 能在圓管端部切割斜截端面。
　　4. 能在圓管上切割焊接彎頭，“蝦米節(jié)”兩端斜截?cái)嗝妗?br />　　5. 能切割與環(huán)形主管相交的支管相貫線端頭。
　　6. 能切割變角度坡口面。
　　7. 能在圓管上切割方孔、腰形孔。
　　8. 能進(jìn)行鋼管截?cái)唷?/p>

四、圓管數(shù)控火焰切割機(jī)精度提升建議
    圓管數(shù)控火焰切割機(jī)由于割口寬度受割嘴等多種因素的影響，無論設(shè)備本身的精度有多高，用其切割出的零件的精度，誤差一般都在±0.5mm左右，其誤差高出設(shè)備本身好幾個數(shù)量級。即或用上百萬的巨資進(jìn)口的數(shù)控切割機(jī)，也只能是如此。
　　這是火焰或等離子的切割工藝方法所決定了的，無論如何都得不到象數(shù)控車床等其他數(shù)控設(shè)備一樣的高的加工精度。也就是說，這種設(shè)備本身的精度是6級還是8級，都是不很重要的。
　　從生產(chǎn)效率來看，切割速度的快慢，以火焰切割為例，完全取決于板材厚度、割嘴型號、氧氣純度、燃?xì)赓|(zhì)量等因素，設(shè)備的移動速度應(yīng)滿足和適應(yīng)切割工藝的要求。也就是說，切割效率與設(shè)備本身并沒有直接的關(guān)系。當(dāng)然，數(shù)控切割機(jī)仍然體現(xiàn)了相當(dāng)?shù)母呔�度和效率高率，但這是相對于手工下料切割而言的，與通常所說的機(jī)床加工精度和效率的提高，不是一個概念。
　　從上敘分析可知，無論誰家生產(chǎn)的數(shù)控切割機(jī)，從切割精度和生產(chǎn)效率而言，都不會有多大的區(qū)別。即或用小到壹萬多元的小數(shù)控與進(jìn)口數(shù)百萬的大數(shù)控相比，也仍是如此，其加工零件的精度、粗糙度、生產(chǎn)效率都不會有大的差別。
    總結(jié)而言，圓管數(shù)控火焰切割機(jī)的切割效果不僅跟設(shè)備本身的質(zhì)量和使用的燃料有關(guān)，與技術(shù)員的操作技術(shù)也有著密切的關(guān)系。要得到無缺的切割效果，必須整體化地來調(diào)節(jié)各方面的因素！

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