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          數控切割機設備切割工藝特點分析總結

          發表時間:2017-11-22 22:24:06

             用戶在金屬加工中經常面臨如何選擇最適合的數控切割機設備切割工藝。目前主流的幾種金屬切割工藝,在切割厚度、切割精度、冶金性能及生產效率等方面都各有特點。本文小編將根據各種數控切割機設備切割工藝特點進行總結,希望給用戶帶來更好的認識,便于做出最好的選擇。       

             1. 用戶需求分析       

             (1)設備購置費用   等離子、火焰、激光和水刀切割方式都需要配備不同的CNC數控、除塵設備及CAD/CAM軟件等。例如,相比水刀和火焰較慢的切割速度,激光在薄板上就要求更高的速度和精度。這些要求會直接導致設備成本的巨大差異。       

             (2)單位零件或長度切割成本   包括氣體、噴嘴、電極、電和水等,某些情況下還含設備購置費用和人工成本,所以在進行對比時一定要注意其范圍。相對于單位時間成本,單位零件或長度成本涵蓋了切割速度和生產效率,更具有實際的參考價值。       

             (3)易用性   主要是軟件和CNC數控?,F在通過將專業經驗內置集成而縮短學習時間,從而減少對經驗的依賴。比如海寶將等離子的全套工藝參數直接內置在海寶自己的套料軟件和CNC數控內,新用戶能快速掌握。

             (4)生產率   切割速度往往是產能的決定因素。

             (5)切割件精度   對金屬制件精度的測量有很多方式。通常相對于內孔,對外輪廓的公差要求更低。所以現在很多供應商都推出了切割質量更高的內孔工藝,例如海寶的集成螺栓孔切割工藝。另外,用戶通常在測量中只測量上表面,但實際上因為切割斜度的影響,底面的尺寸會有很大的差異。建議使用針對于上表面測量的正負公差值,再考慮每種工藝的切割斜度。       

             (6)邊緣質量及冶金性能   五種工藝對金屬切削性、成形性能和焊接性都有不同影響。      

             (7)維護要求   長期的使用成本中需要考慮不同工藝的維護保養以及維護的難易。       

             2.火焰切割       

              火焰切割多用于6.35~150 mm鋼板切割下料,當超過50mm厚時切割速度比其他工藝快。       

             (1)單位零件或長度切割成本   用氣相當多,切割速度慢。鋼板越厚,相對于等離子,其切割成本越有優勢。通常每英尺切割成本比等離子高,超過50mm厚度時,成本相對較低。       

             (2)易用性   火焰數控切割機床要求操作員很有經驗,才能達到最快的切割速度和最好的切割質量。       

             (3)生產率   火焰切割由于預熱時間長,切割速度慢,所以生產效率很低。

             (4)切割件精度   好的操作工在最合適的速度、高度、氣體、噴嘴情況下,切割件公差大概是±0.76mm,斜度<1o。       

             (5)邊緣質量及冶金性能   火焰切割的熱影響區很大,斷面粗糙并且有掛渣。        

             (6)維護   比較簡單。         

             3. 精細等離子切割        

              精細等離子最適合切割0.45~50mm厚碳鋼,以及160mm厚度內的不銹鋼和鋁。       

             (1)單位零件或長度切割成本   在6.35 ~50mm厚碳鋼上相對于其他工藝是最低的。        

             (2)易用性   配備最新的數控和軟件后,等離子非常易學易用。由于專業的工藝參數都已經內置在套料軟件里,所以對操作者沒有經驗要求。

             (3)生產率   厚度大于6.35mm時,切割速度快于激光。厚度小于50mm時,切割速度快于火焰。等離子是所有切割工藝中速度最快、效率最高的。        

             (4)切割精度   碳鋼切割件公差為±(0.38~0.5)mm。對于厚度小于(9.5mm)的薄板,斜度在2o~3o。對于厚度大于12.7mm的厚板,斜度在1o以內。        

             (5)邊緣質量及冶金性能   熱影響區很小,通常<0.25mm。斷面焊接性好,光潔無掛渣。       

             (6)維護要求   比較簡單。         

             4. 光纖激光切割        

              光纖激光是目前最新的激光技術。其使用的固態激光發生器比傳統的CO2激光更高效,而且光纖激光的波長適合在細軟的光纖中傳導,比起只能用鏡面反射傳導的CO2激光更具柔性,更易維護。高能的激光通過聚焦,熔化被切割材料,輔助氣體吹掉熔融的金屬。一臺3kW的光纖激光在切割能力和速度上相當于4~5kW的CO2激光。其切割能力一般能達到19mm厚的碳鋼。        

             (1)單位零件或長度切割成本   當厚度小于6.35mm時,激光切割成本最具優勢。隨著厚度的增加,切割速度顯著降低,雖然切割質量和精度很好,但切割成本卻高于等離子。       

             (2)易用性   與最新等離子系統類似,配備最新數控和軟件后,激光切割機床也易學易用,因為所有設置都是自動的。       

             (3)生產率    薄板的效率最高,當厚度增到6.35mm時,與等離子切割持平。       

             (4)切割精度   最好的光纖激光切割件公差為±0.25mm以內。優于等離子切割,可與水刀切割媲美。斜度在1o以內。       

             (5)邊緣質量及冶金性能   熱影響區比等離子略小。       

             (6)維護要求   相比之前的CO2激光,光纖激光的維護難度大幅降低。         

             5. 水刀切割       

              相對于其他切割工藝,水刀最大的兩個優勢在于沒有熱影響區和能切幾乎任何材質。另外水刀的切割精度很好。但水刀最大的劣勢在于其切割速度很慢。       

             (1)單位零件或長度切割成本   由于水刀切割速度太慢,所以單位零件的切割成本相比于其他工藝是最高的。      

             (2)易用性   與最新的等離子系統類似,配備最新的數控和軟件后,水刀切割機床也易學易用,對操作者的經驗要求很低。      

             (3)生產率   在碳鋼和不銹鋼上很慢,切鋁會快點。      

             (4)切割件精度   水刀的精度是所有切割工藝中最好的,切割件公差大概是±0.13mm以內。斜度在1o以內。      

             (5)邊緣質量及冶金性能   對被切割的材料冶金性能沒有影響。斷面光滑,切割質量與砂礫和切割速度有關。      

             (6)維護要求   比較簡單。       

             6. 切割工藝選用要點       

             在美國芝加哥FabTech展,海寶曾在12.7mm碳鋼上,同時展示了五種不同的切割工藝:空氣等離子 (Powermax105),長壽命空氣和氧氣等離子 (MaxPro200),精細等離子 (HPR130XD),3kW光纖激光 (HyIntensity Fiber laser)和水刀 (HyPrecision Water jet)。從表面上看,五中切割工藝樣件質量相差無幾,但細觀察就能發現空氣等離子的樣件有明顯斜度,特別是小孔。氧氣等離子的切割斜度減小,精細等離子幾乎看不出來斜度。但不同的厚度不同切割工藝是不同的,如切割12.7mm的碳鋼精細等離子無疑是最好的選擇。而切3mm的鋁,水刀和激光會更高效、精度更高。     

             綜上所述,在選購數控切割設備時,應先明確自己的需求和實際應用,綜合考慮本文所述的各種工藝特點,相信一定能選擇最適合的金屬切割工藝和設備。

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