等离子切割冲压联合中心在工程机械生产中的应用

杨振军 穆秀玲 王志宏

等离子切割冲压联合中心在工程机械生产中的应用

杨振军 穆秀玲 王志宏

1. 概述

3400XP等离子切割冲压联合加工中心是我公司2010年引进的美国麦格菲公司的世界上最先进的精细等离子切割下料设备，它集现代数控技术与精细等离子切割技术和液压冲压、卸料技术为一体的全自动化复合下料设备，最大切割规格1 2mm×1 500mm ×3 000mm。工作时通过冲孔、精细等离子切割，快速完成一个零件的加工过程，同时，由于联合加工中心本身稳定性好、刚性高、使用寿命长，为加工零件提供了可靠的高品质的质量保证。联合加工中心加工零件的速度比单独激光、等离子切割设备或水切割设备要快很多，还能提供特殊的成形加工，如沉孔和花纹孔加工等。

2. 3400XP的应用特点

在我公司工程机械产品实际下料生产中，3400XP的应用特点主要表现在以下方面：

（1）冲切一体化 该设备最明显的一个特点就是冲切一体化，既可以冲孔又可以切割，冲切一次性完成，一次装夹就可以在1 500mm×3 000mm钢板上完成多个不同零件不同尺寸孔和不同形状孔的冲制，可以冲制完成圆孔、腰型孔、长方孔、方孔等各种孔以及沉孔、冲窝、百叶窗等成形加工，并且可自动进行长孔的连续冲制（简称步冲）和各种形状的内、外轮廓的切割。编程时按照零件孔的大小和形状，选择相应的冲头，下料时就可以把零件上的孔全部冲出来，并且冲孔质量高，表面粗糙度可达12.5μm，几乎和钻孔精度相同，没有切割缺陷和剪切、挤压圆角和变形等缺陷，减少了单一火焰、等离子或激光切割，因不能完全切割，而必须经过下道工序钻孔或镗洗孔进行二次加工的工序，从而减少了工艺流程，使得零件在一次加工中完成，生产效率提高，生产周期变短。另外，3400XP冲孔速度快，一个孔的时间不到1s，相对钻孔或铣削长孔，很大的提高了效率，一次可装夹多个不同大小和形状的冲头，避免了反复更换冲头，提高效率。图1为3400XP冲切的压路机上的一个零件。

（2）切割速度、效率高 3400XP精细等离子在切割零件时，有切割速度快、效率高的优势，切割3mm钢板时可达6m/min，而且切割面质量好、切割尺寸精确高、工件热变形小等优点, 切割精度≤±0.50mm，表面粗糙度达12.5μm，切口宽度＜2.5mm，切割面斜度≤2°，切割边完全没有浮渣，无需再由人工清除打理，节省工人体力，提高零件下料质量和效率。

图 1 3400XP冲切的压路机上零件

（3）自动落料的功能 尺寸为600 mm×2 000mm以下的零件，零件在切割完毕以后，落料门会自动打开，零件迅速滑落到零件箱体内，待所有零件切割完毕后，拉出箱体，取出零件。设

备在切割板材时不必停止，一直处于工作状态，避免工人反复卸料、运料，节省了时间。图2为板材切割时自动落料。

（4）连接功能 切割小零件时，使用连割的功能（见图3），几个零件一次引弧切割完成，避免多次冲预冲孔，减少了预冲孔的次数；而对于规则形状的零件（见图4）可以使用共边切割，借边引弧，既可以节省材料，又提高了效率。

（5）该设备配备较先进的SigmaNEST套料软件 该软件支持手动和自动相结合的排料方式，充分利用自动排料的效率和人工排料的经验使得套料更合理。切割过程中可以自动调整料夹的位置，保证料夹下面的零件能被完全切割，保证了材料的完全利用。能较方便的调整冲孔顺序及切割顺序，降低零件热变形量，保证下料的质量。生成程序后带校验功能，保证程序的正确性。并且该软件操作简单，容易掌握，使用方便。

3400XP在实际下料中，主要采用整板套料切割，在整板套料中充分利用该加工中心的特点与优势，在保证下料质量的前提下，最大可能的提高材料的利用率和切割效率。3400XP使用套料切割，材料利用率基本在80%左右，相对以往不采用整板套料切割材料利用率提高近3%。在效率上由于采用共边、借边引弧等技巧，节省了行程、减少了预穿孔次数，提高切割效率。

3400XP在下料时既可以单种零件多个套料切割，也可以多种零件混合套料切割。图5材料规格为3mm×1 500mm×3 000mm，为其中公司某产品同等厚度的零件混合套料，此板材料的利用率为78.7%。套料切割中应用到连割等技巧。共冲圆孔58个φ7 mm，34个φ9 mm，10个φ11mm，10个φ16 mm；冲腰型孔12个φ7 mm×13 mm，20个φ13 mm×20 mm，然后完成各个零件的切割，共耗时28min。

图2

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图3

图 4

图5 多个零件混合套料

3. 结语

3400XP既可以冲孔又可以切割，冲切一次性完成，缩短工艺流程，极大提高生产效率；自动与手动相结合的排料方式，有效提高材料利用率；该精细等离子切割速度快、精度高，表面粗糙度高，保证了零件的下料质量；多种零件混合套料避免了工人反复查看和调用程序，方便工人操作，降低劳动强度，提高了切割效率。套料生成程序后经过模拟试验、校验，保证了程序的正确性。

杨振军等，国机重工（洛阳）建筑机械有限公司研究所。