浅谈提高数控等离子切割机的切割质量
奚增良
（陕西建设机械股份有限公司，陕西
西安７１００３２）
摘要：数控等离子切割机在金属制造业尤其是机电一体化的高精制造业中获得了广泛的应用。本文探讨了我国数控等离子切割机的切割技术现状，并就如何提高数控等离子切割机的切割质量进行了探讨。
关键词：数控等离子切割；切割质量；教学策略
中图分类号：ＴＧ４８３文献标识码：Ａ文章编号：１００３—５１６８（２０１３）１１—００８６—０１等离子切割的基本原理是利用高温使等离子电弧的高热量将金属工件的切ＶＩ处熔化，同时借助高速等离子的动能使金属工件形成板材下料尺寸所需的切口形状。这种金属切割方法并非传统金属板材切割中的氧化反应，而是用高温能力熔化金属板材，因此几乎能切割所有的金属制品和板材，切割范围比有氧切割大，而且切割精度高，对于非金属也有很好的切割效果。同时对于加工精度要求较高的制造业，等离子切割技术的较窄的切ＶＩ和光滑平整的切割面是高精制造行业十分青睐之处。目前，等离子切割技术以其精度高、切割范围大、加工材料热变形小、切割厚度较大等优点，在汽车制造、工程机械、航天科工、造船、化工、核工业、压力容器等行业获得了广泛的应用。
一我国数控等离子切割机的技术现状
长期以来，我国制造行业中的板料切割加工多数采用有氧切割如火焰切割或等离子切割技术。在切割过程中的下料工艺多采用手工下料或传统的半自动下料仿形机下料。这种下料方式对于传统制造业中质量要求不高、加工精度要求不高和人工成本低廉的制造方式来说是较好的选择。然而现代制造业随着社会经济的发展，国内、国外市场对产品的质量要求、加工精度要求、外观要求等日益提高，同时金属板材的价格居高不下，传统切割模式中的人工下料或仿形机的半自动下料方式不仅影响了工件的加工质量、加工速度，更造成原材料的过多浪费，而且对于制造行业规模不断扩大的局面来说，数控技术下料是制造行业批量化生产的必然趋势。
我国数控等离子切割技术起步与上世纪八十年代，初期是在航空航天领域中获得应用，此后加工制造行业的各行各业意识到数控等离子切割技术的优越性，数控等离子切割技术在各行各业中得到广泛的应用。然而，由于我国数控等离子技术发展时间较短，起步落后于发达国家，而且大部分的需要用到等离子切割技术的制造中还没有实现数控等离子切割。据沈阳航空航天大学学报研究称，我国目前在金属制造加工行业中，使用数控切割技术的仅占全部切割的３０％，而发达国家和制造业发展水平较高的国家这一数值达到了９０％甚至更高。而数控等离子切割技术在金属切割行业所占的比例就更少，目前我国数控等离子切割机的研发与制造以及相关研究不多，绝大多数加工精度要求较高的制造业数控等离子切割机都是从国外引进，国内少数等离子切割机制造厂家对于数控等离子切割机的制造与研发也仅仅停留在对进口的数控等离子切割机进行改动、二次开发和局部非标的层面。我国数控等离子切割机的应用中也存在诸多问题，由于对数控等离子切割技术了解不深、研究不透，导致数控等离子切割过程中出现加工质量问题的情况十分普遍，以下从三方面就如何提高数控等离子切割机的切割质量进行探讨。
二数控等离子切割机的切割质量控制
１．数控等离子切割机切割过程中的热变形对切割质量的影响及控制
由于金属具有良好的韧性和延展性，在加工过程中在外力和温度等的影响下，引起加工尺寸的变化和形状的变化，是金属制品加工过程中较难克服的问题。金属制品加工过程中的变形通常是永久性的塑性变形，变形后无法自然恢复，需要重新加工或将原材料报废，引起了金属制造加工过程中的成
万方数据
本上升和原材料、人工、机械的浪费。在数控等离子切割加工过程中，由于切割件受到高温切割的影响，切割件发生永久变形，变形的过程持续在切割和冷却的整个过程，因此又叫切割热变形。数控等离子的切割原理是利用高能量的等离子和高速等离子运动将高温下被熔化的金属板材从切割口处通过风压、动能等移除，从而形成连续的切口，并达到分离金属板材的目的。等离子切割时，热变形相对于有氧切割过程的变形稍小，但由于切割时，金属板材的切口处受到局部高温影响，而且沿切割线迅速膨胀，而母材并未吸收高温和等离子动能影响，因此限制受热局部的膨胀。这样一来，切割线的边缘产生了应力，当产生的应力大于金属板材的区服强度，金属板材便产生了永久性变形。尽管这一热变形的过程在板材的切Ｅｌ温度下降后，变形有所减小，但由于金属板材的残余应力的限制以及金属的延展性的影响，变形不能被完全消除，从而产生了加工过程的塑性变形，影响了加工精度和产品质量。为减小切割变形，切割前必须保证金属板材定位的准确牢靠，以消除金属材料不均匀的残余内应力，提高平整度。数控等离子切割机是数控编制程序，机器是在预先编制程序的基础上运行的。在切割过程中，由于板材的热胀冷缩，加工工件与余料之间会产生相对移动，当加工工件质量远小于余料质量时，加工件相对于平台移动，余料不动，加工件产生一定的偏差；当加工件质量与余料质量相当时，加工件余料相对平台都可能产生移动，影响工件加工尺寸¨。。
２．数控等离子切割机工作气体种类对切割质量的影响及选择
使用气体种类不同，切口和切割面的形状也有差异。（１）采用Ａｒ—Ｈ，混合气时（通常气流为轴流式），切割面倾斜度最小，但呈内凹形。（２）采用Ｏ：时（通常气流为涡旋式），由于切１５１中氧化反应所产生的附加热，切割面倾斜度增大。（３）采用Ｎ，时，切割面倾斜度介于上述两种气体之间，但上缘呈圆角。
至于选择何种气体作为等离子气体，要根据切割工艺的具体实际情况来决定。
３．数控等离子切割机切割速度、工作气压等对切割质量的影响及控制
数控等离子切割机能够切割形状复杂、材质多样化的工件，而且切割速度快、切割质量高、热变形相对较小的优点，但数控等离子切割机切割过程中存在表面粗糙度较高以及切割面斜度较大、挂渣率高的缺点。这些缺点影响了数控等离子切割机的切割质量，其主要影响因素是切割速度、工作气压与切割嘴的高度以及三者之间的配合。如果在切割过程中，切割速度控制过快，将会导致切割面斜度增大，如果切割速度过低，则会造成挂渣较多的缺陷。同时切割过程中，如果工作气压过高，则切割面的挺度和圆滑度被破坏，影响切割能力，增大了切割面的粗糙度。因此在数控等离子切割机的作业过程中要根据板材的厚度、密度、硬度等参数合理控制切割速度、工作气压以及切割嘴的高度，才能获得良好的切割质量。
三结语
总之，数控等离子切割机的切割质量控制除了本文的观点外还有其它影响因素，需要我们再实际操作中总结经验并不断改进。
浅谈提高数控等离子切割机的切割质量
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
奚增良
陕西建设机械股份有限公司,陕西 西安,710032河南科技
Journal of Henan Science and Technology2013(11)
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_hnkj201311068.aspx
浅谈提高数控等离子切割机的切割质量
奚增良
（陕西建设机械股份有限公司，陕西
西安７１００３２）
摘要：数控等离子切割机在金属制造业尤其是机电一体化的高精制造业中获得了广泛的应用。本文探讨了我国数控等离子切割机的切割技术现状，并就如何提高数控等离子切割机的切割质量进行了探讨。
关键词：数控等离子切割；切割质量；教学策略
中图分类号：ＴＧ４８３文献标识码：Ａ文章编号：１００３—５１６８（２０１３）１１—００８６—０１等离子切割的基本原理是利用高温使等离子电弧的高热量将金属工件的切ＶＩ处熔化，同时借助高速等离子的动能使金属工件形成板材下料尺寸所需的切口形状。这种金属切割方法并非传统金属板材切割中的氧化反应，而是用高温能力熔化金属板材，因此几乎能切割所有的金属制品和板材，切割范围比有氧切割大，而且切割精度高，对于非金属也有很好的切割效果。同时对于加工精度要求较高的制造业，等离子切割技术的较窄的切ＶＩ和光滑平整的切割面是高精制造行业十分青睐之处。目前，等离子切割技术以其精度高、切割范围大、加工材料热变形小、切割厚度较大等优点，在汽车制造、工程机械、航天科工、造船、化工、核工业、压力容器等行业获得了广泛的应用。
一我国数控等离子切割机的技术现状
长期以来，我国制造行业中的板料切割加工多数采用有氧切割如火焰切割或等离子切割技术。在切割过程中的下料工艺多采用手工下料或传统的半自动下料仿形机下料。这种下料方式对于传统制造业中质量要求不高、加工精度要求不高和人工成本低廉的制造方式来说是较好的选择。然而现代制造业随着社会经济的发展，国内、国外市场对产品的质量要求、加工精度要求、外观要求等日益提高，同时金属板材的价格居高不下，传统切割模式中的人工下料或仿形机的半自动下料方式不仅影响了工件的加工质量、加工速度，更造成原材料的过多浪费，而且对于制造行业规模不断扩大的局面来说，数控技术下料是制造行业批量化生产的必然趋势。
我国数控等离子切割技术起步与上世纪八十年代，初期是在航空航天领域中获得应用，此后加工制造行业的各行各业意识到数控等离子切割技术的优越性，数控等离子切割技术在各行各业中得到广泛的应用。然而，由于我国数控等离子技术发展时间较短，起步落后于发达国家，而且大部分的需要用到等离子切割技术的制造中还没有实现数控等离子切割。据沈阳航空航天大学学报研究称，我国目前在金属制造加工行业中，使用数控切割技术的仅占全部切割的３０％，而发达国家和制造业发展水平较高的国家这一数值达到了９０％甚至更高。而数控等离子切割技术在金属切割行业所占的比例就更少，目前我国数控等离子切割机的研发与制造以及相关研究不多，绝大多数加工精度要求较高的制造业数控等离子切割机都是从国外引进，国内少数等离子切割机制造厂家对于数控等离子切割机的制造与研发也仅仅停留在对进口的数控等离子切割机进行改动、二次开发和局部非标的层面。我国数控等离子切割机的应用中也存在诸多问题，由于对数控等离子切割技术了解不深、研究不透，导致数控等离子切割过程中出现加工质量问题的情况十分普遍，以下从三方面就如何提高数控等离子切割机的切割质量进行探讨。
二数控等离子切割机的切割质量控制
１．数控等离子切割机切割过程中的热变形对切割质量的影响及控制
由于金属具有良好的韧性和延展性，在加工过程中在外力和温度等的影响下，引起加工尺寸的变化和形状的变化，是金属制品加工过程中较难克服的问题。金属制品加工过程中的变形通常是永久性的塑性变形，变形后无法自然恢复，需要重新加工或将原材料报废，引起了金属制造加工过程中的成
万方数据
本上升和原材料、人工、机械的浪费。在数控等离子切割加工过程中，由于切割件受到高温切割的影响，切割件发生永久变形，变形的过程持续在切割和冷却的整个过程，因此又叫切割热变形。数控等离子的切割原理是利用高能量的等离子和高速等离子运动将高温下被熔化的金属板材从切割口处通过风压、动能等移除，从而形成连续的切口，并达到分离金属板材的目的。等离子切割时，热变形相对于有氧切割过程的变形稍小，但由于切割时，金属板材的切口处受到局部高温影响，而且沿切割线迅速膨胀，而母材并未吸收高温和等离子动能影响，因此限制受热局部的膨胀。这样一来，切割线的边缘产生了应力，当产生的应力大于金属板材的区服强度，金属板材便产生了永久性变形。尽管这一热变形的过程在板材的切Ｅｌ温度下降后，变形有所减小，但由于金属板材的残余应力的限制以及金属的延展性的影响，变形不能被完全消除，从而产生了加工过程的塑性变形，影响了加工精度和产品质量。为减小切割变形，切割前必须保证金属板材定位的准确牢靠，以消除金属材料不均匀的残余内应力，提高平整度。数控等离子切割机是数控编制程序，机器是在预先编制程序的基础上运行的。在切割过程中，由于板材的热胀冷缩，加工工件与余料之间会产生相对移动，当加工工件质量远小于余料质量时，加工件相对于平台移动，余料不动，加工件产生一定的偏差；当加工件质量与余料质量相当时，加工件余料相对平台都可能产生移动，影响工件加工尺寸¨。。
２．数控等离子切割机工作气体种类对切割质量的影响及选择
使用气体种类不同，切口和切割面的形状也有差异。（１）采用Ａｒ—Ｈ，混合气时（通常气流为轴流式），切割面倾斜度最小，但呈内凹形。（２）采用Ｏ：时（通常气流为涡旋式），由于切１５１中氧化反应所产生的附加热，切割面倾斜度增大。（３）采用Ｎ，时，切割面倾斜度介于上述两种气体之间，但上缘呈圆角。
至于选择何种气体作为等离子气体，要根据切割工艺的具体实际情况来决定。
３．数控等离子切割机切割速度、工作气压等对切割质量的影响及控制
数控等离子切割机能够切割形状复杂、材质多样化的工件，而且切割速度快、切割质量高、热变形相对较小的优点，但数控等离子切割机切割过程中存在表面粗糙度较高以及切割面斜度较大、挂渣率高的缺点。这些缺点影响了数控等离子切割机的切割质量，其主要影响因素是切割速度、工作气压与切割嘴的高度以及三者之间的配合。如果在切割过程中，切割速度控制过快，将会导致切割面斜度增大，如果切割速度过低，则会造成挂渣较多的缺陷。同时切割过程中，如果工作气压过高，则切割面的挺度和圆滑度被破坏，影响切割能力，增大了切割面的粗糙度。因此在数控等离子切割机的作业过程中要根据板材的厚度、密度、硬度等参数合理控制切割速度、工作气压以及切割嘴的高度，才能获得良好的切割质量。
三结语
总之，数控等离子切割机的切割质量控制除了本文的观点外还有其它影响因素，需要我们再实际操作中总结经验并不断改进。
浅谈提高数控等离子切割机的切割质量
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
奚增良
陕西建设机械股份有限公司,陕西 西安,710032河南科技
Journal of Henan Science and Technology2013(11)
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_hnkj201311068.aspx