细长板条状零件数控切割变形控制措施

李宁 崔雯

摘   要：细长板条状零件数控切割，现在正引起火热的研究和讨论，重点集中在对于变形趋势方面的讨论。文章通过对于生产经验方面的总结以及对于日常使用状况的分析，最终总结了一系列适用于细长板条状零件切割，特别是运用在实际过程当中的一些行为措施。通过对于这些行为措施的执行，可以实现对于切割路径、切割方向、切割过程等多方面的数据信息，最终实现对于尺寸方面的精确勾勒。

关键词：数控制;细长板条状零件;变形控制

在工程机械、通用机械、钢结构等多种相关产业中，往往会遇到一些严重的变形问题，在细长板条状零件的数控切割方面，表现得尤为突出。数控切割技术，具备着高速切割、高精准度等优良特性，在工作和生产的过程当中，被运用的较为广泛，由于其本身就是严苛按照事先编辑好的模式和流程进行工作切割，因此，遭遇一些意外状况没有办法及时处理，不会自动化的对于切割方面的路径、趋势做出调整，使得细长板条状零件，在高温加热的过程当中，很容易因温度而发生形变。

1    细长板条零件切割变形趋势分析

在使用数控切割机的过程当中，特别是在钢板上进行零件的切割时，会由于钢板自身的温度影响，造成受热不均匀的状况，进而发生热胀冷缩的现象，使得钢板发生负面的形变。在进行数控切割的过程当中，切割机方面的走线，始终保持不变的状态，因此，最终切割下来的零件，会由于钢板方面发生形变，而自身的切割路线不发生变化，最终造成切割下的零件不够精确，尺寸方面发生较为严重的偏差[1]。这一状况对于一些厚度比较薄的钢板而言，切割下的细长板条零件表现尤为突出，由于自身的厚度比较浅薄，使得在切割的过程当中，形变更加明显，很容易发生“打头”的现象。这种现象也是在切割过程当中很容易发生的一种形变因素，对于整体零件的生产，形成很严重的阻碍作用，产生了许多的不方便之处，还很容易对切割机的使用寿命产生影响，增添生产方面的成本。

对于长宽之间比较大的细长板而言，可能也会出现由于切割的过程当中，温度的不均匀传播，使得双面的受热情况不够均匀，最终呈现出板条向两边拱起，或者是向厚度比较厚的地方拱起的状况。对于这种状况，可以采取线切割一个方向，在其已经发生受热反应，并且自身已经膨胀起来之后，再进行另外一个方向的切割。对于整个钢板本体而言，一个方向的膨胀，可以有效地对另外一个方面的膨胀起到阻碍作用，待整体切割工作完成之后，钢板也呈现冷却状态之后，另外一边的整体收缩量，要比之前第一个方向的收缩量还大。如此一来，使得工件的侧弯数值、整体大小，都由工件的长宽比控制，即长宽比的数值越大，整个钢板组件的侧弯量就会越大。

2    细长板条件数控切割变形控制方法

数控切割机，在进行路径行走的过程当中，所依照的顺序是整体程序在进行工程开展之前就已经设定好的，程序的编译是程序员提前按照计划蓝图进行数据的填充和编译的，最终程序方面的数值属性会和零件原料为发生形变之前所呈现的数据保持一致性[2]。最终在切割的过程当中，将需要切割的零件原版放在切割机上，切割机就可以按照预定的属性和参数进行工程的有效开展，并且在切割的过程当中识别程序方面的设计，自动识别切割的路径和方向。程序落实到切割机实际运转的过程，被称为套料。也正是因此，在确定零件的摆放位置以及整体切割机的切割方向，包括切割的路径设置，是降低切割误差的根本所在。本文结合一些实际的操作经验，对降低切割变形状况进行分析和讨论。其中，数控切割机，对于细长板条件的控制和切割方面，主要集中在切割之前的准备工作、套料控制工作以及最终结束切割之后的控制着是哪个方面，实现整体的切割和落实工作。

2.1  切割之前的准备工作

为了更好地降低切割过程当中发生的形变以及切割过热造成的变形，在切割工作开展之前，应当具备充分的准备工作，进而确保整个零件，在遭受切割之后，发生较小的形变，减少形变产生的损失。

首先，需要挑选大小、用途合适的切割设备。对于一些公司，硬件设备方面的配置比较充分，不仅拥有着数控火焰切割机，还拥有数控等离子切割机。对于准备工作做得比较充分的公司和企业，在进行比较薄的钢板切割的过程当中，通常指的是厚度数值小于12 mm的细长状板子，最好的切割方式还是借助数控等离子切割机进行工作切割。相较于数控火焰切割机，数控等离子切割机具备着更快的切割速度，并且经过切割的表面光滑，不会像火焰切割机一样通过高温影响整个切割的材料[3]。因此，对于厚度比较薄的材料而言，等离子切割机是最好的选择。

其次，钢板的校平以及钢板的定位，也是十分有讲究的。在进行切割工作之前，需要确保金属板材料处于一个经过准确定位的位置。并且在硬件条件准备比较充分的情况下，搭配上多點触控的平台，通过平台实现对于钢板材料的校对工作，提升整个板材方面的平整程度。此外，还可以通过专用的工具，对钢板的固定起到一定的辅佐作用，避免由于零件的运动，使得切割过程出现严重的偏差，进而使得支撑面高度发生变化。对于一些比较窄长的零件而言，做到精确的切割更为困难，只有在定位的过程中做好准备，才能够为后续的工作提供便利条件。

2.2  通过套料控制细长条零件的切割热变形

在数控切割的过程当中，套料是十分重要的一个部分了。对于套料环节，其重要的指导思想为：确保钢板呈现一个稳定、均匀的受热状态，并且零件发生形变的过程当中，能够及时选取合适的切割方式对切割的零件进行修正，调整切割的方法。在这种指导思想的带动下，可以采取以下的几种方式避免由于切割而造成的热变形。

首先，在套料的时候，将相邻的几个零件进行组合，最终形成一个共同的切割线。有了这个组合的步骤，可以有效地降低切割方面的次数，并且由于切割次数的降低，也使得材料自身的接受能力有了显著的提升，每两次切割的过程当中，热量有了充分的时间进行分散[4]。热量的充分扩散，使得在切割的过程当中，材料的吸收热量程度降低，可以维持零件自身稳定的状态，避免由于吸收热量过多造成形变的发生。如此一来，可以显著提升切割的效率，并且避免了温度过高所造成的形变。

其次，还可以设置“过桥”的切割方法，也就是人工介入，在割边的一段，留下几个15～30 mm的“过桥”，标记的片段不进行切割操作，确保和母版连接的过程当中，能够有效地抑制冷却、突起等状况，降低材料变弯的可能性。可是，也由于“过去”的地方不进行切除，造成的结果就是在零件进行切割的过程当中，需要进行更多次数的穿孔切割，烦琐的操作给切割的过程增添了很多的额外步骤，严重地影响了切割的整体效率，延长了切割的工作周期。此外，经过了穿孔切割的材料，还可能会发生切割边缘不均匀的状况，需要再次耗费时间进行边缘的打磨，并且打磨的时间十分久，会对整个工程的实施周期，起到严重的拖延作用。

3    结语

总的来说，对于数控切割方面，解决由于温度所造成的问题，就可以有效地缓解零件，特别是细长板条状零件的形变问题。而且，针对数控的热切割方面而言，自身的用处也是十分广泛，不单单是对于切割方面的提前准备、套料过程当中程序编译的设置，还有切割方向、切割路径以及切割的措施3个方面的显著作用。而且不同的公司，由于自身的硬件储备实力也不太相似，因此，对于零件切割方面的方式也大有不同，通常而言，数控火焰切割只是基础配置，更高配的数控等离子切割可以发挥更加显著的作用。然而，无论是哪一种硬件设备，发挥其自身的作用，创造更大的价值，才是使用设备的初心所在。

[参考文献]

[1]孙攀攀，吴晓鸣，盛军，等.钛合金薄板类零件精度控制方法研究[J].新技术新工艺，2019（5）：11-18.

[2]申鹏.中走丝数控线切割在配合零件加工中的技巧研究[J].陕西国防工业职业技术学院学报，2018（1）：34-37.

[3]李勇华.中等职业学校数控线切割实训教学改革与探讨[J].科技资讯，2019（1）：166.

[4]王飞，唐辉明.雅砻江上游互层斜坡倾倒变形破坏机制与演化[J].工程地质学报，2017（6）：1501-1508.