時間：2022-10-02 02:33:59
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數控火焰切割機，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】數控切割機；下料件；誤差；效率
中圖分類號：C35文獻標識碼： A
1. 數控切割機的市場優勢和技術優勢
隨著數控技術的發展，出于對經濟利益和企業效益的追求，人們對切割加工的要求也越來越高，數控切割機在中厚碳鋼材質板材下料方面具有很大的優勢，雖然數控等離子切割機和數控激光切割機技術已經很成熟，但他們在厚板的切割方面存在著嚴重的不適應和更多的資金投入，因此數控切割機在市場上仍然占有很大地位。數控切割機的優點是：切割厚度大，切割速效比高；割面垂直度高，割縫質量和尺寸精度高；省去了仿形切割中的樣板，節約原材料。
2. 數控切割機下料件的誤差分析
數控切割機在下料時產生的誤差總體上可以分為鋼板的變形誤差和加工時的尺寸誤差。
（1）鋼板的自身的變形誤差。從鋼板的生產到運輸，都存在著一定的外界因素導致鋼板產生厚度不均勻和表面不平整的變形，雖然可以經過校平機校平，但必須注重，往往很多不明確的誤差都是由于最初的加工流程引起的。
（2）鋼板的熱變形誤差。引起鋼板特變形的原因，通過數控切割機的使用總結可以看出主要是由切割流程程序無優化、切割工藝參數設置不當和鋼板的支撐面高度不一致三個因素引起的。
（3）違反基本操作規程。數控切割機有著其嚴格的操作規程，任何違反操作規程的行為都可能會造成在切割過程中下料件的誤差。例如在切割前沒有檢查切割機的工作狀態，沒有去除鋼板表面的污垢和油脂，這看似沒有問題的行為，都是心存僥幸的態度的實際表現，并最終影響下料精度。
（4）操作人員的技術水平。數控切割機的操作人員必須經過專業培訓，達到相應的技術水平。對火焰的控制水平是產生切割加工誤差的最大的原因，包括預熱火焰的功率、切割速度和割嘴到加工件的垂直距離等的控制都直接關系到切割下料的精度。
（5）支撐平臺和切割機縱橫向導軌面的平行度誤差。由于在切割過程中，支撐平臺經常要經受碰撞和撞擊，長時間就會產生一定的平行度誤差，這種誤差將會造成割嘴和加工件之間距離的變化，影響切割精度和切割面的平面度。
（6）垂直度誤差。鋼板表面和割嘴的垂直度誤差是引起加工件尺寸誤差的主要原因，也是數控切割機普遍存在的一個問題。通過總結使用經驗，產生鋼板表面和割嘴垂直度誤差的原因主要有三點，一是在割嘴安裝過程中，氣割前進方向不垂直于鋼板，二是割嘴孔與其中心軸線不同軸，三是割嘴孔的阻塞，引起切割氣流發生方向傾斜，產生割嘴和鋼板表面垂直度誤差。
（7）鋼板表面氧化和污垢。鋼板在生產到切割加工前，長時間的接觸空氣很容易在表面產生一層氧化膜，其成分復雜，厚度不一，對切割火焰產生阻撓，引起切割火焰的輕度傾斜。同時表面的油脂和污垢也會在不同程度上對切割火焰產生影響，并最終在切割精度體現出來。
3. 針對誤差產生采取的措施
通過數控切割機下料件的誤差分析，我們可以采取具有針對性的措施來減少并降低誤差以提高切割加工精度。
（1）在下料前，務必核對鋼板的規格和表面質量，確保鋼板自身的變成誤差經過矯平機校平后達到切割下料要求。
（2）針對切割件所編制的切割程序，務必經過過程優化，并詳細分析切割流程，減少因為切割程序導致的鋼板熱變形；為了減少因切割工藝參數設置不當引起的誤差，在設置參數應當嚴格按照要求進行設置，從技術角度實現誤差最大控制。
（3）遵守基本操作規程。嚴格要求操作遵守數控切割機操作規程，既是對操作人員的安全做出保證，也是維護數控切割機的重要措施，同時最重要的是可以減少因為違反操作規程而引起切割誤差造成下料精度降低。因此為了保證切割正常和下料精度，必須杜絕這種行為。
（4）加強對操作人員的技術培訓。雖然數控切割機屬于自動化產品，但其危險性也是存在的，如果操作人員的技術水平不過關，很有可能對操作人員造成人身傷害。同時，技術能力越高，對數控切割下料的掌握越熟練，對切割下料的精度越有技術保障。在切割時，盡可能從邊緣開始切割，而不要穿孔切割。采用邊緣作為起始點會延長消耗件的壽命，正確的方法是將噴嘴直接對準工件邊緣后再啟動火焰切割機。在鋼板上切割不同尺寸的工件時，應先切割小件，后割大件。
（5）注重平時對數控切割機的維護和保養。保證導軌面的清潔，檢查自動調高的性能，盡量減少支撐平臺和切割機縱橫向導軌面的平行度誤差，在使用前讓數控切割機保持最佳的狀態。
（6）割嘴垂直度檢查。割嘴需要經常清理，保證暢通，但在維護時操作人員也只能拆卸割嘴，其余零部件不允許隨意拆卸，以保證割嘴垂直度不受影響，在安裝時必須嚴格按照操作說明進行操作，嚴謹非法安裝。同時，也要從割嘴的生產質量上進行源頭保證。
（7）鋼板的除銹工序。在工藝復雜度和經濟效益上，除銹工序往往會被忽視造成切割火焰傾斜。因此，為了保證切割精度，必須注重和增加鋼板的除銹工序，這和鋼板的校平一樣，都是保證切割精度的前提條件。
4. 故障現象：鍵盤不能夠使用
故障檢查及維修過程：首先關機重新啟動機器，觀察是否有報警提示查看是由于軟件問題還是人為操作不當而引起的機器不能夠正常使用，經查看無報警提示，但切割機仍不能夠正常使用，同時排除是軟件或是人為操作不當等原因引起的切割機故障。其次按照連接線路依次排查故障原因，查看與鍵盤動作所有有關的明線可見電氣線路、器件是否有損壞、燒壞、線頭松動現象，逐一排查故障原因。將所有連接的線纜拔下重新插上檢查，仍未發現異常，但是數控火焰切割機仍舊不能正常工作。最后檢查鍵盤本身，慢慢撕開發現，該數控火焰切割機出廠時配備的鍵盤的電器連接部分是由極細、及易斷裂損壞的 作為導線起連接作用，由于長時間的使用，再加上工作環境的影響導致鍵盤內部線路發生斷裂，至使該鍵盤的上、下鍵不能正常工作。解決辦法是需要更換新的鍵盤，但是為了不影響車間的正常工作，保障生產任務的順利進行，筆者暫時先安裝一個接口一致的外置鍵盤使用，但是該外置鍵盤在操作上不如其出廠時配帶的鍵盤人性化，使用不方便，無法控制鼠標動作，仍需更換原廠鍵盤。
5. 故障現象：切割出來的鐵板走樣
正常工作時，切割下來的鐵板形狀與實際要求不符，出現走樣現象。要求切割下來為圓圓不是圓形，切割下來后一半為圓另一半偏方形。要求切割下來為正方形的，切割下來后類似于長方形。實際生產嚴重走樣。
6. 總結
通過分析數控切割機下料的誤差，提出了減少誤差的措施，這樣就可以從各個方面提高數控切割機的使用和加工效率，為企業降低了生產成本，提高了企業的經濟效益。
參考文獻：
[1]曹遂軍，樊軍，南紅艷.數控切割下料件的誤差分析[J].中州煤炭，2003（06）.
【關鍵詞】坡口 割炬 切割機器人 自動行進式雙面坡口機 數控三邊雙面坡口成型機
中圖分類號：TH 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914x（2013）35-046-01
引 言
根據設計或工藝要求，在焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀和尺寸的溝槽，叫坡口。其作用是使熱源（電弧或火焰）能保證根部焊透；便于操作和清理焊渣；調整焊縫成型系數，獲得較好的焊縫成型；調節基本金屬與填充金屬的比例。
為獲得高質量的焊接接頭，應選擇適當的坡口型式。坡口的選擇，主要取決于母材厚度、焊接方法和工藝要求。選擇時應盡量減少填充金屬量；坡口形狀容易加工；便于焊工操作和清渣；焊后應力和變形盡可能小。
本文結合焊接結構件的坡口特點，重點介紹了幾種平板焊接坡口的切割方式及其優缺點。
1.坡口加工方法分類
坡口加工方法可分為：a氣割、等離子切割、碳弧氣刨等熱切割加工；b切削、剪切、磨削等機械加工方法兩大類。
2.熱切割
（1）手持割炬切割。割炬又稱火焰槍。采用的燃氣不同，構造也不同。本公司常用的是氧一乙炔火焰槍，兩種氣體分別通過各自的通路在火焰槍內混合燃燒，人工可調節噴出的火焰大小和性質，手持火焰槍進行切割。主要用于對焊接質量要求不高，位置隱蔽等坡口的加工。
（2）切割機器人。切割機器人由機器人和切割設備二部分組成，切割設備就是割炬切割，不同的是與機器人進行組合，通過對機器人進行編程來控制割炬的行走軌跡完成對不同工件的坡口作業。當批量工件進行坡口加工，可顯著提高生產效率。
3.機械加工
（1）自動行進式雙面坡口機。自動行進式雙面坡口機采用銑刀片對鋼板邊緣按所需角度進行銑切，以得到焊接所需的坡口。解決了火焰切割等操作工藝的角度不規范、坡面粗糙、工作噪音大等缺點，能自動根據材料的邊緣自動的行走加工坡口的同時沿板材邊緣自動行進，降低了勞動工作強度。不受工作場地限制方便于外阜作業，但坡口加工量較大時需多次加工，適用長距離直邊鋼板的加工。
（2）數控三遍雙面坡口成型機。 數控雙面三邊坡口成型機是專門為自動完成三邊坡口需要而設計的產品，當鋼板吊裝到送料工作臺后，左端面進入切削區域內，待完成坡口、直線切削程序之后，工件開始向右方向運行，進入雙邊同步切削進給，當完成雙邊坡口、直線切削程序之后，設備各個機構恢復原位置，至此完成三邊坡口直邊的加工程序。
結 論
1.手持割炬切割坡口優點是不受工件位置及形狀所限，靈活方便，缺點是坡口質量一般，不適用于對焊接質量有一定要求的坡口進行加工。
2.切割機器人由于需要根據坡口形式進行編程，所以更適用于大批量，不規則坡口工件的加工，坡口表面質量較好。
3.自動行進式坡口機可以數倍提高生產效率、降低勞動強度，沒有噪音、粉塵等污染。尤其對薄板長距離坡口件的加工，可一次成型。適用于外阜作業。對不規則形式的坡口 不適用。
4.數控三邊雙面坡口成型機加工坡口質量高，效率高。適用于規矩的板材坡口的加工，尤其是中厚板可一次成型，對刀頭的不同選擇還可以進行各種樣式坡口的加工。設備成本較高。
關鍵詞：數控系統；特點；機械制造系統；軟硬件組成
中圖分類號：TG48 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7597（2012）0510169—01
0 引言
改革開放以來我國經濟迅速發展，近幾年我國成為公認的“世界工廠”，這些得益于我國制造業的快速發展，我們的機械制造在國際市場已經占據重要地位。數控切割機是機械制造業的基礎設備，可以說數控技術的水平一定程度上決定著機械制造業的發達水平。這些年數控系統不斷更新完善，但不得不承認現在市場出現了工大需求的現象，買家對產品的質量和價格也越來越苛刻，所以我們在購買時，技術人員必須了解數控機床的特點以及各組成部分，這對設備的維護有現實意義。
1 數控系統的簡介和組成
1.1 數控技術的簡介
數控技術就是數字程序控制技術，利用現代化的數字計算技術實現對工業設備的控制。數控機床就是數控技術的具體載體，它把對設備的控制信息用機器碼形式輸入微機控制中心，再由控制中心解讀機器碼，進而依靠傳輸機構傳遞給設備，實現設備的動作。數控切割機也就是終端控制設備是切割機，利用切割機切割各種零件。數控技術解決了人工不能控制復雜的零件加工，提高了設備的精確度，尤其是精密儀器的制造。同時，數控技術實現了成批量生產，改善工人的工作環境，提高了安全系數。
數控技術在機械制造業的應用是人類二十世紀最重大的技術進步。數控技術也是人類進入現代化制造業的標志，這些最終得益于計算機以及控制技術的進步。不得不承認數控技術起源于美國等西方國家，大多數的技術也都源于西方，現在數控機床的生產廠家大多也是西方，國內的技術和設備雖有很大進步但產品還不是主流產品。數控技術在現在的發展主要分為兩個部分，一個是在控制技術上，也就是微控制器部分，從最早的單板機，現在更多使用PLC更適合工業生產，當然DSP和ARM的使用使控制技術更加的先進，在實時性和精確度上都大有改進。另一方面就被控制設備，現在激光技術已經可以使用，這使得切割技術和切割能力大為改進。
1.2 數控技術的組成
1）硬件系統。數控系統的硬件部分是工作的基礎部分，它首先基于工業PC機，在PC機的控制主板上留有許多擴展槽，可以插入選用的控制模塊，插入模塊即可組成控制中心。在這里我們以PMAC為例說明，工控機的主板上的CPU和PMAC組成雙微控制器系統。這兩個CPU各有自己的工作，PMAC主要是完成對機床的控制，包括機械軸的運動、面板控制和信息的采集以及模數轉化。控制機部分則要完成對整個系統的管理，包括各個部分的協調以及控制部分的輸入。對于PMAC部分還必須有相應的輸入輸出接口，以及伺服驅動單元，伺服電機、編碼器等，對于工控機還要有足夠的存儲空間，另外控制部分對電源的要求很高，電力部分以及備用電源也是必不可少的。
2）軟件組成，現在的數控系統大多數都是前后臺的結構，對于軟件部分也相應的分為前臺和后臺程序。前臺部分多為PMAC的實時控制軟件程序，包括補模塊、伺服驅動模塊、PLC監控模塊、加工程序解釋模塊、數據采集及數字化加工模塊等，當然這部分很靈活，根據實際的需要可以添加其他的部分。后臺程序主要是為了管理服務，主要實現控制程序的初始化，參數輸入以及系統管理、CPU間的通訊等等。
對于數控系統的組成這里只是大體的簡單介紹，主要是因為它的組成受實際情況的限制，有些系統實際上非常簡單，而一些大型的控制系統都有自己特殊部分。
2 數控切割機的特點
數控切割機之所以能夠取代普通的切割機床得益于它在軟硬件的優勢，下面我們介紹一下數控切割機幾點優勢。
2.1 可編程，軟操作
數控機床利用現在的微機控制技術，可意根據加工對象的改變實時的改變程序，或者加工目的的不同改變程序。硬件本身并不需要進行大的改動，普通的機床可能在改變對象時需要對硬件的某些部分進行改變，甚至進行大的改動。
2.2 高精確度，誤差小
普通的機床工作依靠人工的經驗和目測，但是一些零件的誤差可能是0.01mm，人是很難目測的，即便是千分尺的話可能還有0.0001的誤差。另外普通機床本身的機械部件精確度也不高，加工的零部件就更難要求精確度。數控機床的精確地是由微控制器控制的，以及該靈敏度的傳感器檢測，極大地提高了精確度，減小了誤差。
2.3 高效率，成批量
數控機床的功率一般都比較大，剛性也好，傳動機構都是無級變速，極大縮短的單個零件的加工時間。微控制器的工步都是毫秒級，指令的實現時間極短，現在的微控制器的頻率越來越高，速度也將更快。在程序和功率的支持下，數控機床更容易實現大批量的生產，這也是現代工業的要求。
3 數控切割機在產品中的具體應用
火焰等離子數控切割機是目前比較常用的一類切割機，由于他們本身具備手工和自動化工作兩種工作方式，在實際的生產中有極大的優勢，既可用于小型的生產加工，也可以是大型設備的加工。下面我們給出一個具體的例子，首先是制圖，利用CAD對對象制圖，然后對CAD制圖進行技術處理，對制圖的處理一定仔細這是加工前的第一步，而且對數據的處理也要科學合理，對數據的精確度要有足夠的重視。把dwg的文件轉換成dxf的文件，為進一步的處理做好準備。其次，設計工步，進行編程，生成機器碼，對控制器進行燒寫程序，當然通常這些都有機器完成。對數控系統初始化，試運行，以及對管理系統的輸入輸出檢查。最后，進行數值計算。由于是自動編程，即圖形交互式編程，大部分的節點、基點坐標數值都由計算機算出，只需在問答式的對話框中設好穿孔點位置、引入引出線（長度和角度）即可，根據圖形界面提示，在輸出代碼前進行相應割嘴補償。最后，拷盤，復查，試制。在實際的產品中一些步驟也可以刪減，因為一些重復的工作可能降低效率，尤其是相似產品的大批量生產。
再簡單介紹一下實際控制方案，還是舉一個實際的例子，機床本體不更換，繼續使用；縱向驅動由單邊改為雙邊，加裝電機、減速箱、齒輪齒條；同時原單邊驅動的電機、減速箱也要更換；橫向傳動系統增加鋼帶箱和從動溜板；同時更換電機、減速箱；升降機構拆掉原來的絲杠換為新的精密絲杠；對導軌面重新修刮去掉銹斑；大車架再進行焊接加固。
4 結束語
數控系統的應用標志著新時代的機械加工技術的應用，極大促進了工業的發展。在新時代下，繼續改革和創新數控技術對我國機械制造業由中國生產到中國創造有現實意義。數控切割機是我們最常用的數控機械，是機械制造業的基礎設備之一。本著簡單介紹了數控技術的發展以及軟硬件的組成，簡單介紹了一些應用，對數控技術的變成部分本文并沒有重點介紹，主要基于現在各種跨平臺的編程操作過于混亂。
參考文獻：
[1]董廣強，雙貯絲筒可調電極絲恒張力控制裝置的研究[J].農機化研究，2005（5）：83-8.
關鍵詞：數控切割機；切割質量；控制措施；焊接件；切割精度 文獻標識碼：A
中圖分類號：TG483 文章編號：1009-2374（2017）04-0062-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.04.032
第四機械廠是國內大型石油裝備的制造服務基地，石油裝備涉及到大量的焊接結構件，而結構件的質量直接取決于下料件的質量。由于多方面原因，切割出的產品易出現質量問題，主要表現在實際下料尺寸與理論尺寸出現偏差。本文通過研究和分析生產過程中影響切割質量的因素，并采取有力的控制措施，使大型焊接構件切割質量得到明顯改觀。
1 程序對切割質量的影響及控制措施
1.1 編程對產品切割質量的影響
數控切割機由計算機采取實時控制來完成自動切割，根據程序指令來完成相應切割步驟，編程對切割精度、質量起著決定性的影響，具體有以下五個因素：
1.1.1 切入點：在套料編程時，切入點是數控切割機在鋼板上穿孔切割的第一點，是切割軌跡的決定因素，若選用不當會使產品出現嚴重的熱變形。
1.1.2 切割引入（引出）線方式：針對產品各部位的質量要求，選擇適當的引入（引出）線方式，引線方式不當，會導致產品未割斷或出現切割點凹坑。
1.1.3 割縫補償值：割縫補償值的大小必須與實際切割割縫相符，給定割縫補償值偏小，而實際切割割縫偏大，會直接造成產品尺寸偏小。
1.1.4 套料時切割順序：在編程套料指定切割順序時，產品切割順序不當，會導致在切割過程中對鋼板的不均勻加熱和冷卻，使被切割的產品發生不同程度的彎曲或移位。
1.1.5 切割方向：切割方向選擇不當，會導致產品過早地與母板分離，不足以抵抗切割過程中出現的熱變形應力，造成產品在切割過程中移位，出現尺寸超差。
1.2 控制措施
1.2.1 定義合適的切入點：選擇切入點時，要保證切割過程中產品的長邊與鋼板相連，鋼板變形最小，另外，產品的關鍵尺寸、形狀盡可能最后與母材脫離，以減少熱變形、位移、拘束不夠等因素對產品的尺寸影。
1.2.2 定義合適的切割引入（引出）線方式：一般切割內輪廓時，定義為圓弧引入（引出）方式，沿切割邊的切線方向逐漸逼近，實現割口截面的光滑過渡，不損傷切入點；切割外輪廓時，切入點盡可能沿板邊定義。
1.2.3 設置適宜的割縫補償值：編程時，針對不同的板厚，選用相應規格的割嘴，設置相應的割縫補償值，割縫補償應該和割縫寬度保持一致。
1.2.4 優化切割順序：切割順序的選擇取決于鋼板上的套料情況，總的原則是：先內后外、先小后大、先繁后簡。
1.2.5 正確選擇切割方向：正確的切割方向應該保證在產品切割完成以前都必須使產品與鋼板具有足夠的連接剛度。如圖1所示：封板的兩種切割方向，方案一選擇的切割方向為切割引入線ABCDA，見圖1（a）；方案二選擇的切割方向為切割引入線DABCD，見1（b）。這兩種方案在切割過程中封板與整張鋼板的連接剛度隨切割點的前進都在降低，但方案一中的連接剛度在切割點到達D點時已降至很低，從而無法保證DA段切割的剛度，故產品尺寸無法保證。方案二切割過程中的連接剛度在DABC段都比較高，只有在接近D點時連接剛度才迅速降低，但到達D點時產品的切割也隨之完成，故產品尺寸能夠得到保證。
2 設備對切割質量的影響及控制措施
2.1 設備對切割精度的影響
2.1.1 機床導軌的直線度、平面度誤差的影響：機床導軌（主導軌、橫梁導軌）的直線度誤差將直接影響縱向割縫和橫向割縫的直線度，機床導軌（主導軌、橫梁導軌）的平面度誤差會導致割嘴與鋼板間的距離波動，造成割縫的寬度也不一致，從而引起產品尺寸精度。
2.1.2 傳動系統精度的影響：傳動系統連接件出現松動或齒輪、齒條磨損嚴重，會導致機械傳動部件的間隙偏大，最終導致割槍的移動出現誤差，影響產品尺寸。
2.1.3 割嘴的影響：割嘴通徑偏大，氧氣流大，導致割縫大，易造成下料尺寸不足；割嘴通徑偏小，不但切割速度慢，而且切割不充分，易粘渣。此外，割嘴磨損會造成切割火焰風線不集中，焰束擴散，割口寬，切割面傾斜，切割質量差。
2.1.4 割嘴與鋼板表面的垂直度的影響：割嘴與鋼板表面不垂直，會導致切割面為斜面，沿厚度方向出現切割坡口，產品上表面與下表面尺寸不一致。
2.1.5 數控下料平臺不平的影響：鋼板支承面長期處于火焰切割的高溫環境中，容易因高溫燒灼造成高低不平，從而導致鋼板放置不平，這種不平度嚴重時，會影響產品尺寸。
2.2 控制措施
2.2.1 保障機床導軌的直線度、平整度誤差：提高機床的安裝質量，定期對直線度、平整度進行檢測，保證導軌的直線度、平整度誤差在允許的范圍內，日常工作中加強保養和維護。
2.2.2 保障傳動系統的精度要求：定期對直接影響傳動系統精度的軸承、縱、橫向齒輪和齒條要進行檢查、更換，加強相應的維護保養及精度檢測。
2.2.3 正確選擇和使用割嘴：根據不同板厚，選用相應型號割嘴，參考表1，操作人員還需定期對割嘴進行檢查、清潔和保養，保持割嘴通道清潔光滑。
2.2.4 保障割嘴與鋼板表面的垂直度：操作者需對割槍、割嘴進行調整、校檢，確保割槍、割嘴與鋼板垂直，降低因支承工作臺不平、割嘴中心軸線和割嘴不同軸及割嘴孔的堵塞等問題對垂直度的影響。
2.2.5 保障數控下料平臺的平整度：定期對數控下料平臺進行檢測、修整，不平度必須滿足≤10mm的要求。
3 操作對切割精度的影響及控制措施
3.1 操作對切割質量的影響
3.1.1 切割氧的壓力及純度：切割氧的壓力及純度直接決定著下料件的質量。切割氧壓力過大，割口變寬，表面粗糙；壓力過小，氣割過程緩慢，在切口表面形成粘渣，甚至無法割穿；氧氣純度較低，也會出現產品切割面粗糙，切口邊緣還會有粘渣，導致產品質量問題。
3.1.2 預熱時間：預熱時間過長，預熱溫度過高，將出現切割邊塌邊、結疤、掛渣量大等問題；預熱時間過短，又會造成預熱溫度太低，會使鋼板得不到足夠的能量，甚至造成切割過程中斷。
3.1.3 切割速度：切割速度直接影響到切割過程的穩定性和切割斷面質量。過快的切割速度會使切割斷面出現凹陷和掛渣等質量缺陷，嚴重的還有可能造成切割中斷；切割速度太慢會使切口邊緣化，下邊緣產生圓角等缺陷。
3.1.4 割嘴與鋼板距離：割嘴離鋼板表面的距離太近，會造成切口上緣熔化，增大割縫滲碳的可能性；距離太遠，則熱量損失太大，延長預熱時間。
3.2 控制措施
3.2.1 正確選擇切割氧壓力和純度：依據產品厚度選取切割氧的毫Γ取得較好的切割質量，如表1所示；氧氣純度對割件熱變形也有影響，在氧氣純度為97.5%～99.5%的范圍內，氧氣純度每降低1%，氣割1m長的割縫，氣割時間將增加10%～15%，預熱火焰釋放的熱量也增加10%～15%，從而增加了產品的熱變形，切割氧的純度控制在98.5%以上。
3.2.2 正確控制預熱時間：預熱時間的長短決定于被切割產品的厚度，當氧-乙炔焰作為預熱火焰時，預熱時間見表1所示。
3.2.3 正確設定切割速度：切割速度的正確設定可以使切割面的掛渣減少，甚至無掛渣現象，清渣方便容易。在實際生產中，切割速度可以通過聲音、觀察熔渣流動情況來判斷是否合適。具體參考數值見表1所示。
3.2.4 保持合適的割嘴與鋼板距離：切割過程中，由于鋼板不平及其他原因要及時調整割嘴與鋼板的距離，一般情況下，可根據表1推薦值選取。
4 結語
由分析可知，影響數控切割機切割質量的因素很多，在解決切割質量問題時，要多方面綜合考慮，逐項分析、排查，找出問題所在并進行改善，數控切割質量將會得到提升。
參考文獻
[1] 吳俊濤.數控下料件的誤差分析及措施[J].中國高新技術企業，2009，（6）.
[2] 徐繼達，徐曉航，孫志新.金屬焊接與切割作業[M].北京：中國氣象出版社，2008.
[3] 孫鳳英.氣割熱變形原因分析及防治措施[J].河北煤炭，2004，（4）.
關鍵詞：箱形梁 焊接 變形
一、引言
在電廠鍋爐鋼結構中經常設計有箱形結構。特別是蒸汽量為1025噸級鍋爐鋼結構中箱形梁結構很多，一臺鍋爐約有箱形結構梁柱350根。按一年制作三臺此類鍋爐鋼結構計算，一年生產的箱形梁在1000根以上。
箱形梁的角焊縫焊接通常采用船形位置焊接，主要是船形位置焊接工藝成熟，焊縫成形美觀。而國內目前將兩條主角焊縫按同一規范用細絲斜角焊接方案的很少采用。主要是考慮斜角焊焊縫的成形不如船形焊焊縫成形美觀。
船形角焊焊接工藝方案，四條焊縫分四次焊接完成。容易產生扭
曲變形。一旦產生扭曲變形，現有設備難以矯正，需用火焰經多次矯正，矯正成本很高，甚至于矯正不過來造成產品報廢。
為此，對箱形梁的焊接變形難題有必要探索新的思路，創新焊接
工藝。如果將兩條主角焊縫按同一規范斜角焊一次焊接完成，產生的焊接變形可以互相抵消，可以一定程度消除焊接變形的產生。我們要做的就是通過設備改造，試驗新的斜角焊工藝，將箱形梁的焊接變形消除在焊接過程中。從而徹底解決箱形梁的焊接變形問題。
二、研究試驗內容
1、 設備資源
系統構成：門架式帶雙埋弧焊機及相關配套設施。
硬件選型：無錫華聯焊割設備公司成套門架型自動埋弧焊機的行
走及控制系統。其中兩臺自動埋弧焊機為美國原裝林肯MZ8-2*1000埋弧焊機。
場地條件：6000*18000場地裝置行走軌道，軌道上裝設門式行走
系統及相關控制、回收系統，車間鋼立柱上架設壓風系統、供電系統、控制電纜系統。
2 主要研究內容及關鍵技術：
①以設備作保障，利用門式埋弧焊機雙機頭采用對稱平行焊接以互相抵消單道焊縫產生的焊接變形。對焊機機頭送絲機構加以改動，使之可用于實際焊接操作。
②對于角焊縫斜角埋弧焊工藝，先用工藝試板試驗，獲得可行的細絲斜角埋弧焊工藝參數。
③考慮較細的焊絲（φ3或φ2）不太常用，利用現有的最細的φ4焊絲，經試驗找到合適的焊接規范。
三、焊接工藝試驗
1 焊材選用
焊絲 H08MnA φ4mm
焊劑 HJ431
2 焊接工藝參數
電流
（A）
電壓
（V）
送絲速度
（m/h）
焊接速度
（m/h）
焊縫尺寸及
成形
變形情況
580
32
80
25
焊腳尺寸不夠咬邊嚴重
變形很小
620
34
82
22
焊腳尺寸夠咬邊嚴重
變形很小
650
36
85
25
焊腳尺寸夠焊縫側偏
變形較小
680
38
87
28
焊腳尺寸夠
焊縫側偏嚴重
變形較大
640
34
82
26
焊腳尺寸夠焊縫小許側偏
變形小
640
36
84
26
焊腳尺寸夠焊縫成形好
變形很小
四、工藝流程
1 工藝流程比較
改進前工藝流程
下料——手工箱型拼裝——角焊縫埋船形焊——旁彎火焰熱矯正——扭曲火焰熱矯正——齊頭——孔劃線——打孔——組焊——涂裝——入庫
改進后工藝流程
平板——自動下料——手工箱型拼裝——角焊縫埋弧斜角焊——檢驗——編程數控打孔——組焊——涂裝——入庫
2
制作流程
2.1
材 料
（1）主材
以前材料堆放零亂，沒有進行分類，既沒有專人保管，又沒有明顯標志，用料時花很多人工和機械臺板查找所需材料。現在所有進廠材料均應有生產廠家的材質證明書，并經審核合格后方可入庫，需做復驗的，應按相應要求復驗合格后，方可投料使用。所有材料均應分類擺放，專人保管，標記明晰，避免了因馬虎而用錯材料。專料專用，嚴禁私自代用，這樣就不僅能節約材料，而且能方便成本核算，做到材料零庫存。鋼材入庫前應進行100%的外觀檢查，不符合立即要求的退貨，避免進一步的損失。
（2）焊接材料
以前焊接材料保管不妥，浪費嚴重。現在所有焊材由專職管理人員管理，并分配使用，對產品所使用的焊接材料牌號、數量進行核對后，方可發放。焊材應具有牌號、規格、數量、批號和檢驗編號等齊備的資料。存入焊接材料的庫房須保持干燥和良好的通風環境。焊材的擺放應按牌號、規格分類，且標識明顯。焊條的烘焙應嚴格執行其烘焙技術要求。焊條烘焙后，應放入保溫筒，隨用隨取，保溫筒溫度宜控制在110℃左右。嚴禁使用藥皮剝落、變質的焊條及嚴重銹蝕的焊絲，影響焊縫質量。
（3） 其他材料
高強度螺栓須符合設計要求。涂料的牌號、品種、顏色須符合用戶的要求。涂料應存放于干燥、遮陽、避雨的固定場所，環境溫度控制在0-40℃之間，并編號分類。
2.2 放樣、下料
(1)材料的矯正
為了提高金屬結構件的精度，放樣劃線前須對變形的鋼板，型鋼進行矯正，合格后方可進行劃線作業。鋼板矯正用平板機，型鋼矯正用型鋼矯正機。確保鋼板的平面度和型鋼的直線度，提高構件聯接接面的接觸比例。
(2) 所有在本工程中使用的量具均須經過計量合格方可使用，不得用不合格的量具，控制構件的尺寸誤差。
(3) 放樣前首先熟悉、核對圖紙尺寸，計算無誤后，由富有經驗的工人承擔劃線工作。
(4) 切割前應將鋼材表面的油污、鐵銹等清除干凈。切割斷面不得有撕裂、分層及大于1mm的鐵棱，并應清除干凈熔渣，毛刺等。氣割產生的鋼渣、氧化鐵、熔瘤等用打磨機磨平。
(5) 下料方法比較：
以前工具
現在工具
板條
半自動火焰切割機
九頭自動火焰切割機
隔板
手工火焰割刀/剪板機
數控火焰切割機
板條：以前用半自動火焰切割機，速度慢且因單邊受熱板條容易變形，需要進行矯正；現在用九頭自動火焰切割機，速度快且受熱板平均板條不容易變形，不需要進行矯正。
節點板：以前用手工火焰割刀或剪板機，效率低勞動強度大工作環境差，材料損耗大：現在用數控火焰切割機通過編程，自動套料，不僅提高工作效率而且提高材料的利用率。
型鋼： 以前用手工火焰切割機，要靠工人切割的技術來保證，切割面需用磨光機進行打磨，既工作效率低又提高成本。用帶鋸以后，不僅提高工作效率，且切割面光滑，不需打磨。
2.3 箱形梁組裝
（1）隔板下料尺寸復核
隔板尺寸精確度是保證箱形梁組裝質量的關鍵。隔板的垂直度直接影響組裝的箱形梁的旁彎、扭曲度。所以在組裝前需對隔板的垂直度等制作公差預以復核，使達到設計要求。
（2）箱形梁組裝
①在上翼板上彈出腹板與其接合線的臘線。并彈出隔板與翼板的接合線。
②將隔板與翼板裝組裝好。
③再將腹板與翼板組裝好。
④檢查隔板的裝配質量。
⑤焊接隔板與腹板及翼板的連接焊縫。
⑥覆蓋下翼板，組裝成形。
2.4 箱形梁組裝主角焊縫焊接
①兩條主角焊縫同時焊接，焊槍傾向翼板側，即與翼板成30度左右。焊接第第一遍。
②焊槍傾向腹側，即與腹板成30度左右。焊接第第二遍。
2.5 箱形梁制孔
提高鋼結構的質量關鍵是提高構件的穿孔率，提高穿孔率的關鍵是提高打孔精度，提高打孔精度就要用數控加工代替落后的鉆模鉆孔。節點板鉆孔加工以前利用普通鉆床和鉆模配合完成；現在節點板鉆孔利用數控平面鉆床完成。
數控鉆床制孔的主要優點及保證加工精度措施：
1、
不需制作大量的鉆模板，節約材料和減少工作量，縮短前期準備時間。
2、
沒有劃線工序，沒有置放夾緊鉆模板工作，直接在電腦里編程。避免了劃線誤差及裝夾誤差。
3、
液壓自動裝夾，打四面孔群時不需構件翻身。用鉆模打孔打一面翻一次身，放一次鉆模，重新找基準裝夾。
4、
只有一個基準，沒有重新找基準帶來的誤差。
5、
打孔精度高，打孔速度快。用鉆模打孔在搖臂鉆床操作，不能保證打孔精度，且效率底下。
2.6 箱形梁組裝連接板
裝配前首先檢查各部件的記號，尺寸，材質得以確認后，再檢查部件的切斷面和加工面是否有不良的地方，檢查完畢后，按照裝配順序，整理好部件。裝配前應認真熟悉圖紙，了解各零部件間的位置關系、連接型式、用途及定位基準等相關數據，并應校核裝配尺寸是否有誤。裝配工作一律在經檢查合格的拼裝平臺上進行，并必須準備好必要的工裝夾具，以確保裝配質量。使用工裝夾具以防止焊接時的變形，注意留出焊接所產生的收縮量，使得拼裝焊接后的產品形狀和尺寸達到制作圖的要求。組裝前應對連接處及兩側各50mm范圍內的鐵銹油污、溶渣、毛刺等清除干凈。對于H型鋼的組對，視板厚情況，組對前應先將蓋板進行機械或火焰方法的予變形處理。H型鋼組對采用自動流水線作業進行。
2.7 箱形梁焊接
1．焊接的一般事項
參與本工程的所有焊工須持證上崗。焊接技術員必須具備相應的資格證書，并且能夠對工程的焊接工作全面地計劃、管理和進行技術指導。
施焊前首先清除干凈焊縫區兩側各50mm范圍內的油污、鐵銹等，直至露出金屬光澤。拼裝焊縫及主貼角焊縫須設置與母材同材質、同厚度、同坡口形式的引、熄弧板。不得在非焊縫區的母材上引弧起焊，由引弧產生的裂紋或表面缺陷要修磨清除缺陷，并進行MT。焊接完畢，焊工應除去引弧板，并及時清除焊縫表面的熔渣及兩側的飛濺。
2．焊接作業
選擇合適的焊接順序使得構件的變形和殘留應力等被控制在最小的狀態。焊接時，盡量采用水平姿勢焊，以避免仰焊。埋弧自動焊時采用平位置或船形位置。焊接H型鋼，主焊縫采用埋弧自動焊。節點板角焊縫采用CO2氣體保護焊或手工電弧焊。
2.3 箱形梁最終檢驗
1．檢驗設備及其校準
所有的檢測設備及工具均應校準合格，并做出標準保證完好。各種檢測設備及量具均應按相關標準檢測、核準并在有效期內。
2．工序檢查
對劃線工使用的鋼材是否與發料單和配料單相符；檢查材料移植標記是否正確。對加工部分的劃線、精切、刨邊、板材對接焊、坡口尺寸、制孔等工序的質量進行專檢，經專檢的檢查人員確認合格簽字后方可進行下道工序生產。檢查裝配尺寸是否符合施工圖紙要求和施工工藝規程，不符合的不得施工和進入下道工序。檢查焊工上崗合格證；檢查高強度螺栓摩擦面處理是否符合設計要求。
3．產品檢查
對所有成品構件的幾何尺寸，包括構件的長、寬、高、垂直度、中心偏差、傾斜度和筋板、托架的位置以及表面的質量等等，是否符合圖紙和技術標準的要求；焊縫尺寸、油漆質量是否符合設計要求；構件標號、發貨標記等是否齊全、正確、清晰。
五 試驗中的兩點突破
1、
利用較粗焊絲（φ4）使用斜角焊工藝。
角接焊縫通常采用船形焊，主要是由于船形焊時焊絲為垂直狀態，熔池處于水平位置，容易保證焊縫質量。但當焊縫間隙大于1.5mm后，則容易焊穿或流溢熔池金屬的現象，幫對間隙的要求較高。而斜角焊由于焊件太大不易翻轉或別的原因，焊件不能在船形位置進行焊接時，才采用焊絲傾斜的斜角焊接。其優點是對間隙的敏感性小，其缺點是單道焊焊腳最大不能超過8mm，只能使用多道焊。另外，焊縫隙的成形與焊件的相對位置關系很大。當焊絲位置不當時，易產生咬肉或使腹板未焊合。為保證焊縫的良好成形，焊絲與腹板的夾角應保持在15°~45°范圍內（一般為20°~30°）；電弧電壓不宜太高，這樣可使熔渣減少，防止熔渣流溢。使用權用細絲可以減小熔池的體積，以防止熔池金屬的流溢，并能保持電弧燃燒的穩定。所以斜角焊工藝國內通常采用細絲工藝。
但是由于公司細焊絲用得不多，所以我們需通過試驗確定粗焊絲（φ4）的斜角焊工藝參數。獲得了較好的焊接成形。
埋弧焊一般是大功率焊接的，當電弧長度發生變化時焊接電流的變化很大。例子如弧長增大，焊接電流就減小，焊件上加熱斑點就擴大，使能量密度降低；反之，弧長減小，焊接電流就增大，使焊件加熱斑點上的能量密度提高。因此，焊接過程中控制制弧長，是穩定焊接規范，保證焊縫質量的關鍵。
目前在埋弧焊生產中，弧長控制方法是用等送絲調節系統的電弧自身調節作用和。電弧的自身調節作用是指在焊接過程中，焊絲等速送進，利用焊接電源固有的電特性來調節器焊絲熔化速度，以控制電弧長度保持不變，從而達到焊接過程的穩定。
我們選用的埋弧焊電源為美國原裝林肯MZ8-2*1000埋弧焊機。
為電弧電壓反饋自動調節式。當電弧電壓升高時，輸入到晶閘管觸發器的控制訊號增大，晶閘管的導通角加大，焊絲送絲速度提高，使用權電弧電壓又恢復到原來的數值，從而起到自動穩定電流電壓的作用。電弧穩定，焊接成形美觀，達到滿意的焊接效果。
2、
分兩層各有側重分別偏向腹板和翼板焊接成形。
如果一層以45°斜面角焊成形，一是焊腳尺寸不夠，二是焊縫
向腹板一側傾斜，造成翼板側咬邊嚴重。為此我們分兩道焊，第一層以70°傾向腹板側，第二層以15°傾向翼板側。從而得到了滿意的焊縫，焊腳尺寸達到要求，成形良好。
焊槍傾角示意圖如下：
六 主要經濟技術指標
采用新工藝后，制作每根箱形梁可節約成本分析如下表
節省人工
節約矯正用氧乙炔成本
節省矯正用起重機械臺班
每根梁省去人工6工日。
節省氧氣4瓶，乙炔2瓶。
節省10噸行車1.5臺班
焊接時間縮短一半，不用矯正時間
不用矯正
無需矯正起重機械臺班。
折算成人民幣計算如下：
每根節省: 人工
50元/工*6工=300元。
氧乙炔
4瓶*10元/瓶+2瓶*80元/瓶=220元
起吊臺班 1.5(天)*800元/(臺班)*0.25(使子
用系數)=300元
每根共節省小計: 300+220+300=820元.
關鍵詞：余熱鍋爐 模塊化 整體運輸
中圖分類號：TK229 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）01（b）-0000-00
1 工藝原理
結構簡介：余熱鍋爐的鋼結構模塊由鋼結構和墻板及其內保溫層構成，鋼結構主要組成部件為：H型鋼柱、支撐梁等；墻板主要組成部件為：護板、槽鋼、肋板等；保溫層主要組成部件為：U型支撐梁、保溫釘、保溫針、保溫材料、襯板、導流槽等。上、下側墻板與模塊框架組裝后整體整體運輸。
2 工藝
2.1 制作工藝流程如圖1所示
2.2 工藝要點
2.2.1 施工準備
（1）了解余熱鍋爐鋼結構模塊的安裝位置和結構形式；
（2）利用三維軟件建立模塊的3D模型；
1）根據模塊的分解詳圖，建立模塊零部件和整體的3D模型，展示裝配制作工藝流程。
2）通過分解3D模型，展現模塊的內部結構和零部件裝配關系，制定裝配制作工藝流程。
2.2.2 框架制作
（1） 鋼結構框架制作
柱、支撐梁的鋼板采用多頭火焰數控切割機下料，埋弧焊機拼接。拼接焊縫100%UT檢測合格。按照清單組對H型鋼、槽鋼等；采用埋弧自動焊機，按照焊接工藝焊接組對件的主角焊縫。采取合理的焊接順序、雙面交替對稱焊、反變形等措施控制焊接變形，利用機械矯正型鋼的焊接角變形。端銑加工柱兩端面，裝配制作H型鋼柱及各支撐梁等，并按質量要求驗收。 H型鋼柱及各支撐梁利用拋丸器預噴砂處理，除銹達Sa2.5級，并4小時內噴涂底漆。將H型鋼柱和支撐梁等裝配構成框架，復檢尺寸后再施焊。為便于裝配焊接，利用H型鋼翻轉卡具將框架翻轉，并在型鋼棱角處加墊護瓦保護鋼絲繩。鋼結構框架制作完后，進行整體驗收。
（2） 墻板框架制作
護板預噴砂處理達Sa2.5級，并4小時內噴涂底漆。數控切割機下料后，使用平板機、壓力機調平鋼板。采用數控折彎機按圖紙折彎護板，復檢折彎尺寸合格后，將其對齊、拼接。拼接焊縫分段間隔焊接，以減小焊接變形。墻板框架的槽鋼和肋板均預噴砂達Sa2.5級，并4小時內噴涂底漆，然后將其與護板裝配、焊接構成墻板框架。焊接時采取對稱焊、分段間隔焊等措施控制焊接變形。墻板框架的制作與鋼結構框架的制作同時進行，優先制作下側墻板框架，而上側墻板框架的制作在鋼結構框架的制作之前或同步結束，以保證上側墻板框架與鋼結構框架之間的裝配。
（3） 模塊框架制作
將上側墻板框架與鋼結構框架裝配焊接構成模塊框架，為方便焊接施工，可將模塊框架翻轉后再施焊。長焊縫必須采用分段間隔焊，以減小焊接變形。焊接完成后，矯正、復檢護板的平面度。
2.2.3 墻板保溫層制作
（1） 在模塊框架裝配同時，裝配下側墻板的U型支撐梁、保溫釘、保溫針，然后再裝配上側墻板。
（2） U型保溫支撐梁采用數控折彎機壓制而成，然后再裝配焊接底板，保溫材料填充密實。
（3） 復檢護板尺寸合格后，根據圖紙要求在墻板上放線，確定U型支撐梁、保溫釘位置并依次裝配。
（4） 保溫針按每平方米不少于11個的原則，均勻布置于保溫釘區域內的墻板上。
（5） 保溫材料敷設
在保溫車間按圖紙要求，先分層敷設下側墻板的保溫材料，再敷設上側墻板。保溫材料各拼接口嚴密對接。敷設完后，安裝自鎖壓板固定保溫材料。
（6） 襯板、導流槽裝配
不銹鋼襯板和導流槽做光譜檢測并標識，其它襯板和導流槽按要求防腐。利用AutoCAD將襯板、導流槽圖紙拆分，導入等離子數控切割機，下料并割制其圓孔，并將襯板按裝配順序編號。采用數控折彎機壓制襯板和導流槽。按編號順序鋪設襯板，保證保溫釘均位于襯板圓孔圓心位置。按圖紙位置及傾斜方向放置導流槽。緊固保溫釘螺母，緊固后再松動1/4圈，按圖紙點焊螺母。
2.2.4 模塊涂漆
將制作完的下側墻板利用專用工具翻轉。 對模塊框架、墻板框架的基層進行處理，噴涂各層油漆，并檢測漆膜厚度。
2.2.5 模塊組裝
兩臺吊車抬吊模塊框架，緩慢下落至下側墻板框架的連接螺栓孔上方，吊車不松鉤，安裝連接螺栓，構成鋼結構模塊。按模塊尺寸制作兩個臨時支撐，支撐點位于H型鋼柱下翼緣，下側墻板保溫層與臨時支撐間隔100mm。臨時支撐僅供組裝后的模塊臨時擺放和發運使用。
2.2.6 模塊終檢
鋼結構模塊制作完畢后，匯總其過程驗收結果并對模塊外觀進行整體驗收。模塊出車間前對其保溫層進行整體防護，避免因雨雪天氣致使保溫材料被淋毀。
3 結束語
本制作工藝研發成功后，相應在高井子3×350MW、天津臨港1×350MW余熱鍋爐鋼結構模塊的制作工程中應用，經工程證明各制作工序合理、成熟，有效地縮短了制作工期，減低了制作成本。
參考文獻
關鍵詞：水切割 加砂水切割 增壓泵 石榴砂 鋁合金
0前言
由于用途廣泛且易于操作，水射流切割已成為世界上發展最快的主要機床加工技術之一，其加工的能力是無限的，通過使用超高壓水進行切割能帶來更高的效率和生產力。它只需要少數的輔助操作，無需加熱區域、無熱變形或者其它切削方法導致的機械變形，能夠加工狹窄的缺口，能夠讓原材料得到更好的使用。它可以切割任何材料，并保持切口光滑平整。目前我公司已大量使用水切割來進行城軌車輛制造鋁合金板材的下料，獲得了顯著的經濟效益。
1水切割原理
水射流切割技術又稱超高壓水切割。當水被加壓至很高的壓力并且從特制的噴嘴通過時，可產生一道每秒達近千米（約音速的三倍）的水箭，此高速水箭可切割各種軟質材料包括食品、 紙張、橡膠及泡棉，此種切割被稱為純水切割。 而當少量的砂如石榴砂被加入水射流中與其混合時， 所產生的加砂水射流 可切割任何硬質材料，包括金屬、 復合材料、石材和玻璃。
超高壓水的形成關鍵在于高壓泵。絕大多數水切割高壓泵使用增壓器增壓。增壓器的工作過程一般是從油泵來的低壓油推動增壓器的大活塞，使其往復運動，大活塞的活動方向則由換向閥自動控制。另一方面，供水系統先對水進行凈化處理，然后由水泵打出低壓水，進入增壓器的低壓水被小活塞增壓后壓力升高。由于高壓水是經增壓器的不斷往復壓縮后產生，而增壓器的活塞需要換向，勢必使從噴嘴發出的水射流壓力是脈動的。為獲得穩定的高壓水射流，需將產生的高壓水進入儲壓器然后再流到噴嘴，從而達到穩定壓力的目的。
經過高壓泵所產生的高壓水經由高壓管路流入切割刀頭而直達被加工材料，因此另一個關鍵環節是節流噴嘴。噴嘴一般采用紅寶石、藍寶石或金剛石，直徑通常是0.1mm至0.5mm，水流通過噴嘴后以1000m/s的速度噴出。圖1為水射流工作原理圖。
2水切割機設備
水切割加工設備的組成包括：增壓泵（超高壓泵）、水切割切割頭裝置、數控切割機臺、高壓管道、智能型控制器、磨料供給系統、軟化水處理裝置等。
2.1增壓泵
普通增壓泵中有兩種流體管路，水管和液壓管。
水管管路包括入口水過濾器、升壓泵、增壓器和儲壓器。用入口水過濾系統過濾普通自來水-通常包括一個 1 微米濾筒和一個 0.45 微米濾筒。然后把過濾后的水輸送給升壓泵，入口水壓在此大約是 90psi-保證增壓器一定不能缺水。之后把過濾后的水輸送給增壓泵，壓力升高至 60000 psi。在水離開泵并通過管道輸送給切割刀頭之前，會首先流經儲壓器。這個大容器緩沖了壓力波動，確保輸送給切割刀頭的水穩定、連貫。如果沒有儲壓器，將能夠看到并聽到水流脈動，在被切割材料上留下印記。
液壓管路包括電機（25 到 200HP）、液壓泵、油箱、歧管以及活塞/柱塞。由電機驅動液壓泵。液壓幫浦從油箱吸油，并把壓力升高至 3000 psi。高壓油被輸送給歧管，由歧管閥門產生增壓器的沖程動作（通過把液壓油輸送給柱塞/活塞組件的一側或另一側）。增壓泵是一種往復式幫浦，即柱塞/活塞組件來回往復運動，當低壓水充滿一側時，在增壓泵的另外一側輸出高壓水。液壓油在返回油箱的過程中得到冷卻。增壓泵體現了先進的幫浦技術。正如水管路的說明所描述的那樣，增壓泵把過濾后的自來水加壓到 60000 psi。利用的是“增壓原理”。
液壓油被加壓至 3000 psi（舉例）。由液壓油推動活塞。柱塞的表面面積比推水一側的活塞面積小 20 倍。因此，3000 psi 的油壓就被增壓 20 倍，產生 60000 psi水壓。“增壓原理”改變壓力方程中的面積變量，從而增強或增加壓力。
2.2高壓管道
高壓泵產生高壓水后，高壓管道把水傳送給切割刀頭。除了傳輸高壓水外，管道也幫助切割刀頭實現自由運動。高壓管道最常見的是使用特種不銹鋼管。
2.3水切割切割頭裝置
每臺加砂水切割都包括純水水切割。生成純水射流后加入砂料。然后砂料顆粒沿混砂管被加速，就像步槍子彈那樣。加砂水射流切割所用的砂料是經專門篩選、大小一致的硬砂。最常用的砂料是石榴石。石榴石質硬、強度高并且便宜。
混砂管就像步槍槍管那樣加速砂料顆粒。混砂管有許多不同的尺寸和使用壽命。混砂管大約長 3 英寸， 直徑 1/4 英寸；內徑范圍從 0.020 到 0.060 英寸，最常用的是 0.040 英寸。
混砂管與目標材料的間距通常為 0.010 到 0.200 英寸。間距較大時（大于 0.080 英寸）會導致零件切割邊緣出現霧化。很多水切割系統利用水下切割或其它技術來降低或消除這種霧化。
水切割切割頭裝置包含一個直徑微小的寶石噴嘴，這種噴嘴鑲嵌在金屬材料中，噴嘴安裝在可以進行上下微量調整的架子上，以使高壓水箭能精確通過所要加工的方位，而不損壞工件其它任何地方。這也是保證水切割切割精度的一個重要因素。
2.4數控XY切割機臺
XY工作臺有時稱作“扁材設備”，是最常見的一種水切割運動設備。任何可能的扁平圖樣設計都可在工作臺上切割。加砂水切割和純水水切割工作臺的尺寸范圍在2 x 4英尺至30 x 100英尺之間。XY工作臺的基本部件為：
― 由CNC或PC控制
― 伺服馬達，通常采用死循環回饋以確保位置和速度的一致性
― 基本裝置，帶有線性滑軌、軸承座和滾珠絲杠驅動
― 橋式裝置，也帶有滑軌、軸承座和滾珠絲杠
― 收集槽，帶有材料支架
XY工作臺有許多不同的類型，但有兩種截然不同的類型居于統治地位，即龍門式切割機和懸臂式切割機。龍門式切割機有兩條基軌和一座橋架。懸臂式切割機有一條基軌和一個鋼性橋架。在下圖中，綠色的橋架向一個方向移動，而紅色箭頭（表示切割刀頭）向另一個方向移動。所有設備的切割刀頭高度都可調節（切割刀頭高度由Z軸控制）。可通過手動曲柄、電動螺旋機構或完全可編程伺服螺旋機構調節Z軸。
我公司使用的福祿水切割機為懸臂式切割機，X、Y、Z三軸控制兩軸聯動。采用Y軸單邊驅動，Z軸整合在X軸的雙滑軌上。工作臺切割范圍為4000mm×2000 mm，Z軸伺服高度動作范圍為200mm。采用分離式承載水箱、雙層防塵護套、電子式切割性能監控裝置。機床驅動系統為閉合回路自動控制。機床最大快移速度為9m/min，最大切割速度為7.62 m/min。X/Y軸定位精度：±0.08mm/M，X/Y軸重復定位精度：±0.05mm/M。
2.5智能型控制器
我公司福祿水切割機使用 Flow Master 智能型控制器。即PC based CAD/CAM/控制器，簡化了高壓水切割從繪圖到實現切割的整個處理過程，由FlowPATH和FlowCUT組成。
FlowPATH ― 計算機輔助設計及處理加工程序來產生切割路徑，輸出ORD文件及儲存DXF檔。
FlowCUT ― 利用FlowPATH的切割路徑ORD文件產生加工程序，并傳送至機器驅動水切割來進行切割。
3 水切割技術的應用
我公司使用美國福祿水切割機來進行城軌車輛部件鋁合金板材的下料。目前公司用于鋁合金板材下料主要有三種方法：激光切割、水切割和等離子切割。激光切割主要用于薄板，一般板厚在4mm以下。等離子切割一般用于切割厚板，一般板厚在20mm以上。而4mm―20mm的鋁板下料主要用水切割進行切割。公司目前有福祿水切割機三臺，型號為MACH3-4020b SWJ 50i-s，都為懸臂式切割機，見圖4。
3.1 水切割的優點
和其他兩種切割方式比較，激光切割主要用于薄板，等離子切割則切割表面粗糙（圖5和圖6為水切割和等離子切割配件切割表面比較）。使用水切割的優點主要有：
（1）切割時不產生熱量，板材無熱影響區，變形小；
（2）切割面光滑，下料后可不需進行機加工；
（3）可切割非常復雜的幾何形狀；
（4）切割速度快；
（5）切割精度高；
（6）可切割金屬與非金屬任何材料；
（7）材料切割損失非常少，切割成本較低；
（8）可切割薄板和厚板，可進行堆積切割（即幾張板疊加在一起切割）；
（9）水射流切割不使用有毒氣體或液體，不會產生有毒的物質或蒸汽。
3.2 水切割的主要操作參數
水切割的主要操作參數有：水壓、切割速率、砂料粒度、噴嘴和混砂管內徑、混砂管基準距、砂料流率等。
（1）水壓
一般調整水壓至40000―55000 psi。水壓較高產生較快的切割速率，且造成較低的每加工成本。
（2）砂料粒度
水切割的砂料粒度通常為120、80和50。不同的粒度對部件精度的影響大不相同。粒度對表面光潔度和整體切割速度具有重大影響。砂料越細（是指粒度大），切割速率越慢，表面越光滑。鋁合金切割最常用粒度為80目的石榴砂。
（3）切割速率
切割速率越慢，表面越光滑。當切割速率增加時，表面質量降低。然而，具有一平衡點，使得進一步降低切割速率并不會改善表面質量。
（4）混砂管基準距
混砂管基準距是指工件表面和混砂管尖端之間的距離。應保持基準距小于或等于混砂管的內徑，一般應維持在0.01―0.10in。基準距過大，噴砂流會在切割之前散開，造成較寬、較大角度的切縫，且增加操作成本。基準距過小，混砂管會損害切割表面或破壞切割頭組件。砂料和水也可能逆流至切割頭和進給管內，尤其是在穿孔時。
（5）噴嘴/混砂管內徑
常用的噴嘴/混砂管組合為.010/.030、.013
/.030、.016/.040。一般對于比0.25in更薄的材料，使用.010/.030組合，以降低切割速率并減小切縫。對于較厚的材料（0.25in以上），一般使用泵浦所能支持的最大切割頭操作，選用.016/.040組合，能以較低的每成本進行較快的切割。
（6）砂料流率
對于特定壓力，每一噴嘴/混砂管組合具有一最佳砂料流率。使用較最佳值大或小的砂料流率會增加每成本并或許將會產生較慢的切割速度。
3.3 水切割常見質量問題：
（1） 斜度
高速切割時切割面會形成“V”形斜度。切割速率增加時，斜度也會增加。可通過減緩切割路徑或增加切割能力來降低或消除斜度。此外使用動態水切割系統時幾乎不會產生斜度。
（2）操縱器痕跡
由不一致的操縱器動作引起的表面缺陷。如果操縱器振動或變化速率，在過渡區上切割表面會看到痕跡。
（3）條紋
主要發現于切面下區的水痕，在切過厚材料時，噴射流散失切割動力所產生的。諸如不良操縱器移動或砂料結塊等不一致現象會大幅增大條紋。
（4）弧形向外掠出
當高速切割厚材料時，水流射出點將較水流射入點落后。轉角或小半徑時會引起水流較下部位向外偏離，造成較不正確的切割。為避免此現象，操作者必須在所有的小半徑處減慢噴嘴移動率。
（5）射出口毛邊
切割薄材料時，會出現射出口毛邊。可利用較小的噴嘴/混砂管組合并使用較小的砂料，以較高的壓力噴出限制射出口毛邊。
3.4砂料、水質要求及成本
砂料必須使用經認可的砂料。因為砂料的種類和品質非常重要。未經認可的砂料含有諸如氧化矽、砷、汞、或氯化物會潛在危害健康。未經認可的砂料會大幅減少切割性能，增加操作成本。只有使用經認可的砂料，才能使切割頭內耐磨耗組件獲得最大使用壽命。
切割水的水質是影響機床部件使用壽命和性能的重要因素之一。切割水中所溶解固態物質（特別是鈣、二氧化硅和氯化物）的最高濃度會影響高壓部件的使用壽命。因此水切割機有一套軟化水處理裝置，以處理水質，達到切割軟水要求。水質標準可根據水質化驗分析確定水處理要求。
加砂水射流切割中的耗材是水、砂料、噴嘴以及混砂管。砂料和混砂管是加砂水切割所獨有的材料。其它耗材也可用于純水水切割。砂料的成本占設備運作成本的三分之二。工件越厚越硬，所需耗砂量越大。另外耗砂量也取決于所選擇的砂嘴墊圈、噴嘴和混砂管的尺寸。通常砂耗量為：150―700g/分鐘。磨料傳輸采用壓縮空氣控制送砂，真空負壓方式混砂，能精確控制切割用砂的流量。在切割頭上裝有中間儲砂器及計量裝置，能無級調節切割用砂流量。
但想要通過降低砂料流速降低運行成本，是錯誤的。生產力是每英寸成本，不是每小時成本。每小時花多長時間運行加砂水切割并不重要。重要的是在給定的時間內生產出多少工件。必須快速生產工件以消耗間接費用（勞動力、設施、租賃費用等）。使用水切割機最大的功率和最高砂料流速盡快進行切割。
4 結論
（1）水切割由于其設備簡單、成本低廉等優點已得到了越來越廣泛的應用。水切割技術的應用將會更為廣泛，除了切割各種材料，還用于工業清洗、沖孔、粉碎材料等。最近，福祿還采用超高壓水切割成功實現殺菌，而不產生熱效應。
（2）對易熱變形材料的加工，水切割更具獨特的優越性。目前我公司水切割機主要用于鋁合金板材的下料。對于碳鋼由于考慮到遇水易生銹等原因而采用數控火焰等切割方法。而對于不銹鋼薄板由于對下料的精度要求較高而采用激光、步沖等方法。
參考文獻：
1實習目的：
生產實習是我們機自專業知識結構中不可缺少的組成部分，并作為一個獨立的項目列入專業教學計劃中的。其目的在于通過實習使學生獲得基本生產的感性知識，理論聯系實際，擴大知識面；同時專業實習又是鍛煉和培養學生業務能力及素質的重要渠道，培養當代大學生具有吃苦耐勞的精神，也是學生接觸社會、了解產業狀況、了解國情的一個重要途徑，逐步實現由學生到社會的轉變，培養我們初步擔任技術工作的能力、初步了解企業管理的基本方法和技能；體驗企業工作的內容和方法。這些實際知識，對我們學習后面的課程乃至以后的工作，都是十分必要的基礎。
2實習內容：
①掌握機械加工工藝方面的知識及方法
②了解切削刀具方面的知識，熟悉常用刀具的結構、選擇、用途等
③了解機床和數控系統的知識，特別是加工中心等典型的數控設備
④了解企業生產管理模式，學習先進的管理方式方法
⑤熟悉、鞏固鑄造工藝及設備方面的知識
3實習時間：
①柳州工程機械廠—————————————6月21日整天
②柳州東風汽車廠—————————————6月22日下午
③柳州鋼鐵廠—————————————————6月23日上午
④柳州力風塑料成型機廠———————6月23日下午
⑤上汽通用五菱公司———————————6月24日整天
⑥整理，寫實習報告———————————6月24日———7月2日
定點實習廠：柳州東風汽車廠
東風柳汽公司是東風汽車公司的控股子公司，也是東風汽車公司在南方重要的載貨汽車和輕型乘用汽車生產基地，國家大型一檔企業。它還是國內第一家生產中型柴油載重汽車的企業，贏得了“柴油東風，柳汽正宗”的美譽。
1991年，東風柳汽創出了“乘龍”品牌并迅速形成市場知名度，奠定了“一門雙杰，東風乘龍”的產品格局。
自從1997年成為國內最早通過iso9000質量認證的汽車生產企業之后，東風柳汽的事業就上了一個臺階。20xx年，東風柳汽公司更是推出面向公務、商務和休閑旅游用車市場的新一代多功能輕型車－東風“風行”商旅車，吹響了進軍國內高檔輕型乘用車市場的號角。
目前，東風柳汽已形成年產“東風”和“乘龍”商用車60000輛、“風行”乘用車30000輛的生產能力。
柳州汽車廠六個發展歷程
（1）建廠期：上世紀50年代，主要以農用機械為主。
（2）1969年：生產出2。5t載用柳江牌卡車。
（3）1981年：生產出柴油翻斗車，同時加入了中國第二汽車制造廠，采用東風品牌。
（4）1991年：柳汽生產出新品牌———乘龍（平頭車）。
（5）1997年：以75%的股權加入東風集團，成為其子公司，正式更名為東風柳州汽車有限公司。
（6）20xx年，成立東風集團和雷諾公司
生產基地：主廠、二基地（85年始建，位于柳江縣，占地為714畝）、三基地
七大車間：車橋車間、機械車間、工裝車間、熱處理車間、車架車間、車身車間、總裝車間
四大部件：汽車前后橋、舉升器油缸、車架、車身
生產線：重車線、大車線、小車線
20xx年生產能力：大車60000輛小車30000輛
乘龍精神：自立自強創優創新同心同德為國為民
通過在柳汽公司車橋廠的實習，我們比較全面地了解機械加工及相關典型零件的生產技術過程。初步了解典型的機電一體化產品和設備的生產過程、培養我們收集資料的能力及提高分析問題的能力，使我們更好地學習、掌握機械工程專業知識。機械加工工藝方面我們重點了解了左殼錐齒輪差速器這一典型零件的機械加工工藝過程，聽了有關技術人員對其的具體分析。并記下了該零件的工藝過程卡和工序卡等工藝文件。具體如下：（對應的工藝過程卡、工藝簡圖和工序卡見附錄）
由于汽車轉彎時，左右兩邊輪子的行程不同，所以轉速不同，為防止轉彎時出現滑動、滑拖現象，必須使用差速器調節兩邊輪子的轉速。左殼錐齒輪差速器是用來固定支承軸承，防止微塵和外來顆粒侵入到錐齒輪差速器里面和防止錐齒輪差速器里面的油外瀉。零件結構比較簡單，在結構上成對稱分布。生產綱領約為63000個，屬于大批量生產。毛胚的選擇
零件一般是由毛胚加工而成。在現有的生產條件下，毛胚主要有鑄件，鍛件和沖壓件等幾個種類。鑄件是把熔化的金屬液澆注到預先制作的鑄型腔中，待其冷卻凝固后獲得的零件毛胚。在一般機械中，鑄件的重量大都占總機重量的50%以上，它是零件毛胚的最主要來源。鑄件的突出優點是它可以是各種形狀復雜的零件毛胚，特別是具有復雜內腔的零件毛胚，此外，鑄件成本低廉。其缺點是在其生產過程中，工序多，鑄件質量難以控制，鑄件機械性能較差，鍛件是利用沖擊力或壓力使用，加熱后的金屬胚料產生塑性變形，從而獲得的零件毛胚。鍛件的結構復雜程度往往不及鑄件。但是，鍛件具有良好的內部組織，從而具有良好的機械性能。所以用于做承受重載和沖擊載荷的重要機器零件和工具的毛胚，沖壓件是利用沖床和專用模具，使金屬板料產生塑性變形或分離，從而獲得的制體。沖壓通常是在常溫下進行，沖壓件具有重量輕，剛性好，尺寸精度高等優點，在很多情況下沖壓件可直接作為零件使用。選擇毛胚還應該考慮的原因：
（1）零件的力學性能要求相同的的材料采用不同的毛胚制造的方法，其力學性能有所不同。鑄鐵的強度，離心澆注，壓力澆注的鑄體，金屬型澆注的鑄體，沙型澆注的鑄體依次遞減；鋼質零件的鍛造毛胚，其力學性能高于鋼質棒料和鑄鋼體。
（2）零件的結構形狀和外廓尺寸，直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料。相差較大時宜采用鍛件。形狀復雜的毛胚不宜采用金屬型鑄造。尺寸較大的毛胚，不宜采用摸鍛，壓鑄和精鑄。多采用沙型鑄造和自由鍛造。外型復雜的小零件宜采用精密鑄造的方法
（3）生產綱領和批量生產綱領大時宜采用高精度與高生產率的毛胚制造方法，生產綱領小時，宜采用設備投資小的毛胚制造方法
（4）現場生產條件和發展應該經過技術經濟分析和論證
零件的材料為qt450—10，根據零件結構簡單和對稱分布的特點，零件的生產綱領為大批量生產
參觀實習廠
一柳州工程機械廠簡介
廣西柳工機械股份有限公司是我國目前生產輪式裝載機系列產品規模最大、產量最多、質量最好、設備最全的國家機械工業大型骨干企業，是廣西首家由國營大型企業改造、發行社會公眾股的股份制企業。
公司位于南疆龍城－－柳州市。凈資產3。89億元，員工5900人，生產區占地面積67萬平方米。主要名優產品有：引進美國卡特彼勒公司技術生產的zl60e、zl100b等zl系列輪式裝載機、井下裝載機和履帶式液壓挖掘機，已形成4000臺年生產能力的規模。
該公司計劃通過實施總投資約12億元的技術改造和外引內聯、科、工、貿相結合等措施，20xx年形成年產裝載機、挖掘機和推土機等多種工程機械系列產品10000臺的綜合生產能力，實現年銷售收入51。5億元和利稅12億元。本公司還將積極拓展房地產、商業貿易、服務旅游業及經批準的其它經營業務。
二入廠前培訓
1數控機床的產生和發展
（1）1952年，在美國，計算機的應用使得數控技術的產生、發展得以有充分的條件。其最初用途為軍工業的生產。
（2）20世紀60年代，晶體管的發明使得數控機床批量生產得以實現。
（3）20世紀70年代，蘇聯的數控機床產量超過美國，成為世界上數控機床產量第一的國家。
（4）20世紀80年代，日本的數控機床產量位居第一。其中尤以日本法拉克公司最為代表，其產量為全世界產量的30%，而德國的西門子產量也占15%。與此同時，在80年代初期我國也引進數控加工技術。
數控機床的分類
（1）經濟型數控機床：一般由普通機床改裝而成，精度和復雜程度較低，可實現兩軸聯動，可進行平面加工，價格較便宜。
（2）全能型數控機床：精度和復雜程度較高，一般可實現三至五軸聯動，且有刀具庫，可自動換刀。可進行平面和空間立體加工，價格一般較貴。
2柳州工程機械廠數控機床的應用
（1）1978年，柳州工程機械廠引進了數控切割機和火焰切割機。其主要功能是用于分離機械元件、零件和x、y軸聯動的直線、圓弧切割。
（2）1985年，柳州工程機械廠從上海氣焊機廠引進了z80單板機，其主要硬件設施有cpu、ctc、pto、eprom、ram2。
（3）1988年，柳州工程機械廠引進了一批價值600萬美元的先進設備：
①數控車床②立式、臥式車床
③數控火焰切割機
④數控折彎機
⑤三坐標測量儀
⑥數控等離子切割步沖機
⑦機器人焊接線（位于結構分廠）
⑧鑄制線
⑨雙立柱加工中心————其最大加工距離為：x10000mm；y3000mm；z1500mm；w600mm。
3加工中心簡介
加工中心是具有刀庫的三軸聯動數控鏜銑床。其系統組成包括：數控系統cnc、驅動系統、測量及反饋系統i/o控制系統（plc）。加工中心分為立式加工中心、臥式加工中心、五面體加工中心等。
4裝載機發展和發展趨勢
（1）世界裝載機發展史簡介
①20世紀初，美國出現第一臺裝載機，它是用馬車和鋼絲繩構成，兼有驅動與裝載的功能。
②20世紀40年代，第一次工業革命期間，裝載機采用液壓設備作動力，即先導式液壓裝置。
③20世紀50年代，第二次工業革命期間，裝載機的變速箱采用液力變矩器，其工作矩為100n。m——425n。m。到60年代時，第三次工業革命期間，裝載機采用角接式剛性車架。
④到上世紀70—80年代，產品向細化發展更為突出，裝載能力提高到0。2m—16m。其中最有影響力的幾個公司為：美國caterpillar、瑞典volvo、日本小松公司等。
（2）柳工裝載機發展史
①上世紀50年代，柳工從上海糖果機械廠首次引進裝載機生產設備。
②到了60年代，天津某研究所與廈門工程機械廠合作開發，仿制成功我國第一臺z435型裝載機。此項成果由柳工試驗、鑒定合格。
③70年代，轉載機裝載能力有所提高，由z450提高到zl50了。
④一系列g類型產品
（3）現代裝載機的發展趨勢
①趨向于環保、高效、節能、可靠
②趨于機電一體化
③更具舒適性
④型號多樣，有大、中、小等各種型號
⑤更加智能化
⑥有自動監控維護的功能
二進廠參觀
1變速箱廠
設備：加工中心2數控車床17普通車床24
滾齒機21磨床18鉆床8坐標鏜床2
隨著科技不斷發展，計算機在機械輔助設計上的應用，現代CAD/CAM、FMS、CIMS都在數控技術上得到廣泛應用。數控機床自1952年在美國成功研制以來先后經歷了五個發展階段。隨著微電子和計算機技術的日益成熟，推動了我國數控技術的發展，國產數控系統相繼開發成功，使我國數控機床在品質上、性能上得到了保障。由于數控機床有著對工件改型的適應性強、加工精度高、提高生產率等特點，因此在各領域得到了推廣應用。
數控技術在鈑金機床上得到了廣泛應用，它解決了鈑金加工中存在的零件精度高、形狀復雜、批量大等問題。數控鈑金機床包括數控剪板機、數控激光切割機、數控沖床、數控彎板機、焊接機、火焰切割機等。它們在生產中的應用大大提高了鈑金加工能力、使鈑金件在質量上、產量上得到保證，同時也大大的降低了工人的勞動強度。
剪板下料在鈑金加工過程中是第一道工序，下料的準確度直接影響后面工序的加工質量，數控剪板機的應用保證了下料的尺寸及下料對角線的工差。數控剪板機是由數控裝置、伺服系統、測量裝置及機床組成。伺服系統是由三部伺服電動機和伺服驅動裝置組成。機床前定位有兩部伺服電機，通常一臺主電機單獨工作，加工范圍2—500mm，如加工斜邊則副電機工作，數控系統給出兩個不同的指令形成斜邊。后定位有一部伺服電機，主要加工大板面的產品，加工范圍150～4000mm 。如上海產QC12K系列數控剪板機配備瑞士CYBELEC DNC60系列可儲存36個順序，內部存儲記憶量100個順序。
S沖壓是鈑金加工中一個重要環節，數控沖床可以代替過去三臺沖床的加工能力。大大提高了生產率。數控沖床是一種用途廣泛的機床，有單沖頭和轉塔兩種。本文以CNC1000型為例，該機床產地意大利。屬于C型結構的機床，加工范圍：1270×1000mm，轉塔有19個模具工位，分上下兩部分分別裝模具的凸模和凹模，凹模外部尺寸直徑25.4mm、47.62mm、88.9mm、125.43mm、158.4mm、210.00mm，數控沖床一般有X、Y、Z三軸。X軸是機床0度方向，Y軸是機床90度方向，Z軸安裝在轉塔上是控制模具角度的裝置。
機床操作者根據零件圖和工藝要求確定加工方案編寫程序單。操作者通過機床的操作面板，在EDIT方式直接將程序寫入程序內存中；隨著CAD/CAM和CIMS機術的發展，操作員可以通過計算機相關軟件將圖形輸入到計算機內生成程序，拷入磁盤通過磁盤驅動器輸入數控系統。還可以用計算機與數控系統串行的方法輸入。數控沖床的編程指令分為G代碼M代碼，G代碼是用來指令機床進行加工運動和插補方式的功能。如G91增量命令、G90絕對命令、G29弧形沖孔、G68步沖園弧。M代碼是指令機床做一些輔助動作的代碼。如M30程序停止。檢驗程序正確后，松開卡鉗放入工件關閉卡鉗。起動油泵及沖頭執行程序完成加工。
數控沖床具有以下特點：
（1）全自動集中；
（2）沖床模具自動冷卻和
（3）液壓超載保護器屏幕顯示和自動重新設置；
（4）配備有氣動/液壓操作可變壓力板料夾；
(5)可全面支撐大型板料的特大工作臺；
(6)高準確性，高速低噪音的液壓數控沖床；
(7)能簡易進行模具更換和安全連鎖的滑動工作臺；
(8)聚氨脂自由滾珠裝置，防止材料表面劃傷。
數控沖床加工工藝具有以下特點：
加工精度高。孔邊距工差0.2mm，孔距工差0.5mm/m。
由于轉塔上裝有多種模具，使得工件一次裝夾即刻完成全部加工內容。
機床可對工件單獨加工或用群命令G98對工件批量加工，提高生產率。
工件在經歷了下料、沖壓兩道工序后到達折彎工序。數控彎板機有著普通機床無法比擬的優點。如CASPRINI產地意大利，西門子數控系統，輸入方法為手工編程，（1）通過控制面板直接輸入板厚、模具號、抗拉強度、X軸尺寸、角度、工件長度、行程高度來完成編寫。（2）對于一些形狀復雜精度要求高的工件通過控制面板輸入2D或3D圖形，板厚，模具號利用人機對話的功能確定折彎順序生成程序。程序生成后存放在程序緩充區內，如今后還要使用則存放在機床內存內，程序如需大量反復使用則要通過專用磁盤拷出備份。數控彎板機通常有前后兩個拖料架，由數控系統控制根拒折彎角度確定拖料架仰起高度，這樣就減輕了操作者的勞動強度。普通的數控彎板機有兩個伺服電機驅動機床的X軸、Y軸。檢測組件采用光柵尺，感應同步器，編碼器等通常安裝在機床的絲杠上，檢測反饋裝置將絲杠的位移量轉換成電信號，并且反饋給數控裝置，如果與指令值有0.02mm誤差，則控制絲杠做出調整。高性能的彎板機在X軸兩邊各安裝一個電機，使X軸可以加工斜邊。在軸上各安裝一個電機可加工兩邊不同角度的工件。在后擋板下面增加一個電機使后擋板可以上下移動更方便了操作加工。普通的上動式彎板機由于液壓系統在機床上面長期的使用造成下模彎曲，因此數控彎板機在機床下放安裝一套液壓系統，當上下模相互工作時該系統對下模施力減小下模的變形，延長下模的使用時間。
數控彎板機的特點：
（1）程序建立后可自動或半自動工作，程序自動循環使工件一次加工完成從而改變了半自動加工時工件批量大、工序復雜的不便。
（2）數控系統自動計算油壓避免超壓對機床造成損壞。
（3）2D、3D圖形輸入功能的引入方便了復雜工件的加工，提高了加工效率。
關鍵詞：鋼結構建筑；高層；加工工藝
我國成為鋼產量大國以來，鋼結構技術在建筑領域的應用日益廣泛。特別是在奧運會的影響下，國內出現了鋼結構建筑熱潮。在科學技術高度發達的今天，鋼結構技術不斷取得發展進步，已經成為我國建筑領域的主導力量。
1 鋼結構原材料的選擇
由于鋼結構建筑主要建材是鋼鐵，導熱性很好，耐火能力不足。基于這個問題，耐火鋼的研究一直是冶金技術領域研究的重點課題，并不斷取得進步，使得鋼結鉤在建筑業中的進一步發展成為可能。
一般情況下，高層與超高層建筑的總造價大體可以分為三部分，即鋼材料的費用、制作安裝費用和防火涂料的費用。其中，防火涂料的費用約占總造價的30%，比重較大。如果選擇耐火鋼作為鋼結構的主材，可以有效提高鋼結構的安全性與可靠性。雖然鋼材料的價格有所上升，但通過防火涂料費用的降低可以在一定程度上予以彌補。
2 鋼結構的加工過程
2.1 如何制作箱型柱
為保障鋼板下料后的直線度，可以采用將兩塊鋼板進行拼接的方法。在每一段柱高不超過十二米的情況下，這個方面可以獲得較好效果。在進行劃線下料時，要注意留下余量。其中，在劃線的寬度方向上要留下余量3毫米、劃線長度方向要留下余量50毫米，中間的隔板不留余量。按照5毫米左右的間隔，沿劃線在長度方向用電鉆鉆孔，之后同時使用兩臺半自動切割機沿著劃線中軸線進行切割。用水準儀將H型鋼固定后，再進行焊接組裝成臨時組裝平臺。需要注意的是，焊接工作完畢后，務必保證在距離母材5毫米的地方完成引熄弧板的切斷操作。最后使用磨光機進行修磨平整，并認真檢查。整個過程當中，一定要避免用錘重擊打焊接處，以保障焊接處的完整。
2.2 梁與連接板的加工與焊接
與通常制作工序相同，第一道工序是下料。一般情況下都是使用切割機進行型鋼的下料。鑒于不同種類鋼材性質不同，鋼材下料過程中必須要由操作人員進行人工控制，所以在鋼板下料時要使用半自動切割機。下料完成后，要把切割處打磨光滑并將金屬殘渣清理干凈。同時對各種材料予以編號并分類擺放，以方便后續操作。為保障鉆孔定位準確，在鉆孔前，用劃針或其他工具在材料上面標出孔的中心位置和直徑大小，同時在孔的四周距離中心900毫米的位置上打四只沖孔，完成后仔細檢查，確保位置準確。沿著與鋼板受力方向垂直的方向用用電動砂輪機或是磨光機對鋼板表面進行打磨，打磨范圍不能超過螺栓直徑的4倍。確保打磨光滑，防止在鋼材表面摸出明顯凹坑。
3 鋼柱的制作與安裝
在高層、超高層建筑中，作為主要豎向構件，鋼柱決定著層高和建筑總高度必須要嚴格按照國家規范標準進行加工驗收。對于100米高的超高層建筑，其鋼柱由8到12節構件組成。在鋼柱翻樣下料制作過程中，焊縫的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形對于鋼柱的使用性能影響很大，必須加以重視。要明確鋼柱翻樣下料長度和設計長度的區別，就算二者只差幾毫米也不能混為一談。要嚴格按照編號正確安裝鋼柱，即使上下兩節鋼柱截面完全相等時也不能混用。安裝后要嚴格按照國家標準檢查驗收，確保工程質量。
通常可采取兩種方法控制鋼柱標高。一是按相對標高制作安裝。一般適用于12層以下，層高要求不嚴的建筑。鋼柱的長度誤差要限制到3毫米以內，焊縫收縮變形和豎向荷載引起的壓縮變形都忽略不計，只要建筑物的總高度滿足全部柱子制作允許偏差總和及鋼柱壓縮變形總和就算達標。二是按設計標高制作安裝。主要應用于12層以上，精度要求較高的建筑。第一節鋼柱底面標高要符合土建的標高。全部鋼柱的尺寸總和要與總設計尺寸相等。所有柱子的接頭產生的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形都要計入相應鋼柱的加工長度。不管是采用相對標高還是設計標高，在翻樣下料制作過程中都要充分表達出來，并符合設計要求的總高度。
4 框架梁的制作與安裝
H型鋼是高層、超高層框架梁的首選材料。框架梁通常使用剛性連接的方式與鋼柱宜連接。連接的鋼柱為貫通型鋼柱。鋼柱內部與框架梁的上下翼緣對于的地方要設置橫向加勁肋。在制造過程中，為使框架梁與鋼柱連接處的節點域具有較好的延展性，連接固定更加牢固，同時也為了保障樓層層高的精確性，要在框架梁所在位置設置懸臂梁（短牛腿），使用剖口熔透焊的方法進行懸臂梁上下翼緣與鋼柱的連接處的焊接，使用貼角焊縫的方法焊接腹板。對于框架梁與鋼柱的懸臂梁（短牛腿）連接，上下翼緣的連接處采用襯板（兼引弧板）全熔透焊縫，腹板采用高強螺栓連接。
由于鋼筋混凝土施工允許偏差很大，遠遠不能符合鋼結構的精度要求，所以對于框架梁與鋼筋混凝土剪力墻或鋼筋混凝土筒壁連接的情況，可在腹板的連接板上開設橢圓孔。開孔時要保證橢圓孔的長軸孔徑小于螺栓孔徑的2倍，同時要留夠充足的孔邊距。由于焊接過程中產生的收縮，框架梁的翻樣下料長度和設計長度并不相同。通過經驗公式加以計算并在實際加工后校核，可以比較準確的排除焊接收縮變形的影響，確定其翻樣下料的精確長度。在進行高強螺栓群連接時，要確保孔位精度。現階段常用的方法有模板制孔和多軸數控鉆孔兩種。相對于模板制孔，多軸數控鉆孔精度更高，所以在條件允許的情況下建議使用多軸數控鉆孔。如果采用模板制孔，首先要保證模板的精度，它是后續施工的基礎。對于孔位發生局部偏差的情況，只能用鉸刀擴孔，絕對不能用氣割擴孔，否則就要按照重大質量事故處理。
5 鋼結構的防火處理
消防安全是建筑物的重要屬性。由于鋼結構建筑防火性能存在先天缺陷，必須加以改進克服，使其防火性能滿足設計規范中的相關要求。鋼結構的防火問題主要是鋼結構在高溫下容易發生變形進而導致結構坍塌。針對這個問題，可以從多方面著手解決。常見的有在鋼結構表面刷涂耐火隔熱材料以避免鋼結構與火焰直接接觸，從而降低鋼結構受熱程度。在實際施工中，要因地制宜，根據工程的具體情況采用相應方法。
6 結束語
鋼結構技術具有強度高、抗震性好、自重輕、節能環保、隔音保溫等特性，在建筑領域的競爭優勢日益凸顯。隨著我國科技進步和經濟發展，特別是加入世界貿易組織以后，鋼結構勢必迎來更加廣闊的發展前景。我國鋼結構建筑企業目前已經初具規模，要牢牢把握這個機會，加快自主研發，推動技術升級改造，不斷提升國內乃至國際市場的競爭力，從而實現企業的可持續發展和經濟效益最大化。
參考文獻
[1]邊輝顏，邊輝娟.鋼結構建筑的維護保柵中國科技信息，2008（5）：155.
一、煤礦機械設備進行改造的目的
為了確保煤礦機電設備能夠滿足現實的社會生產需求，在進行機電設備的改造過程中，必須緊密的與社會市場的需求相結合，只有這樣才能夠提高其實際的應用價值。面對當前新型設備的不斷增加，在進行煤礦機械設備的改造加工過程中正在面臨中嚴峻的競爭，如果設備的改造質量及性能滿足不了客戶的實際需求，就會被市場所淘汰。所以，在進行煤礦機械設備的加工制造以及改進的過程中，主要的目的是為了提高機械設備的使用精度、提高設備的應用質量、強化其對工件加工的精準度，保證產品的使用性能能，使改造后的設備能夠滿足社會的市場需求。
二、煤礦機械加工制造行業中設備的改造
2.1實用液壓支架的改造煤礦生產需要應用眾多的大型機械生產設備，各種液壓支架、大功率采煤機等重型設備的應用已經在該行業中屢見不鮮。煤礦機械制造的相關設備的質量以及在投入使用后的效果主要有機械加工的水平決定。面對當前社會發展中對煤礦設備使用要求的不斷提升，原有的傳統設備已經不能夠滿足現代社會的需求，為了能夠使其達到當代社會的靳明張作君北方重工集團有限公司礦山機械分公司遼寧沈陽110860要求，在進行現有機械設別的使用中，必須基于其基礎之上進行一定的改造，使其能夠滿足生產要求。通過實踐分析可以發現，首先我們可以對煤礦機械設備中應用的數控切割機進行改造，通過將已經報廢的或者廢棄不在使用的設備修復完整后，通過切割下料等降低打磨、人工劃線等工作量的提升，進一步的提高勞動的生產效率，降低工人的勞動強度，其次，還能夠保證焊接后的結構原件之間的圓弧度達到光滑與流暢要求，確保其質量及外觀過硬，確保數控車床能夠快速的代替普通的車床。通過合理的應用數控車床，將有效的提高相關機械的制造加工質量以及銷軸的制造表面粗糙度，保證組合的煤礦機械設備達到使用的要求。并且，還可以保證鉸接孔處的銷軸類部件之間的磨損降低到最低，保證煤礦機械設備使用壽命得以延長，還可以確保設備之間的支架能夠靈活的進行運動，提高了設備應用的安全性。若能夠對退火爐進行擴建，必然能夠降低加工的機械原件的鑄造退貨時間，縮短制造工期，保證組焊工作的順利進行。
2.2礦業機械的焊接在進行機械構件的焊接過程中，往往都會使用火焰矯正焊接的方法，但是該方法中對變形矯正技術的應用一直是一個急需解決的難題。在進行構建焊接中，其變形的主要原因就是焊接的構件在接受焊接的過程中所受的熱力分布不均勻，而火焰矯正的目的就是為了是機械構建能夠通過矯正的方式達到一個重新平衡分布的目的。所以，在矯正過程中就必須對應力的集中點進行準確的選擇，并合理的應用矯正加熱方式。在進行煤礦機械加工制造設備的改造中，在面對變形問題發生時主要應用如下幾種矯正方法。結構件頂板或底板局部隆起一般采用點狀加熱方式。點狀加熱俗稱蜂窩加熱，即火焰加熱是有規律排列的點。對于槽形結構局部向上彎曲的變形，矯正的時候可以在腹板的兩側向一個方向進行線狀擺動，加熱的寬度視變形的大小和鋼板的厚度而定。線狀加熱就是將火焰沿著直線方向移動、同時作一定的橫向或者循環擺動。
2.3特大型箱形井架的制造通過機械研修廠對焊接坡口形式、焊接變形與焊接工藝等對箱型井架制造焊接質量的影響進行研究，并對焊接坡口形式、影響焊接變形的因素等進行了工藝試驗，制定出合理的制造工藝和完善的工藝規程，制造出高質量的箱形井架。按照設計要求，副井井架均為特大型箱形鋼結構件，四腿八叉，且每節長度均在8m左右。其中，主井井架高度為70.6m，總重約為730t以上，各平臺梁也為方箱結構，隨著層次上升，柱腿端面尺寸逐漸增大。設計技術條件為：主副腿及平臺梁為一級焊縫構件，4條主焊縫100%超聲波探傷，I級合格；各腿梁棱邊直線度及四側面平面度，單節不大于3mm，整體組焊后不大于5mm；各節兩端對角線偏差為其公稱尺寸的1%。焊縫質量和幾何尺寸要求都極為嚴格。
三、結束語
煤礦機械加工制造行業中機械設備的改進工作將直接影響到煤礦開采行業的發展，做好煤礦機械設備的改造、改進，將有助于提升機械設備的使用可行性、可靠性以及生產過程中的安全性，最大程度上發揮煤礦機械設備的現實應用價值，促進社會經濟的發展。
作者：靳明 張作君 單位：北方重工集團有限公司礦山機械分公司
Liu Jiuliang；Liu Guiqiang； Bai Hongsheng；
Huang Zhilun； Liu Xianting
（Sany Heavy Equipment Co.，Ltd.，Shenyang 110027，China）
摘要： 介紹了氫氧混合氣作為一種綠色、低碳、環保的燃氣，在實際工業生產中應用的優越性，分析對比了氫氧混合氣和丙烷氣的經濟效益，闡述了氫氧混合氣代替丙烷氣在數控火焰切割機上應用的可行性。
Abstract: This paper introduces Introduce the advantages of Oxy-hydrogen gas mixture in industrial applications as a green, low carbon, environmentally friendly gas, analyzes and compares the economic benefits of the Oxy-hydrogen gas mixture and the propane gas, and discusses the feasibility of replacing the propane gas by the Oxy-hydrogen in the NC flame cutting machine.
關鍵詞： 氫氧氣 丙烷 切割 經濟效益分析
Key words: hydrogen and oxygen gas；propane；cutting；economic benefits analysis
中圖分類號：TG1文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）15-0042-02
0引言
氫氧切割作為一種新型綠色切割技術，其以水為原料，通過電解，產生純凈的氫氧混合氣，燃燒后的產物也是水，綠色環保，正在被越來越多的公司接受。經過多年的發展改進，該技術已經基本成熟，如今越來越多的國內知名企業開始使用氫氧切割取代舊式的切割技術。
1原理分析
1.1 氫氧氣的生產和切割過程
從上式可以看出由電解水產生氫氧混合氣體，燃燒后產物仍是水，綠色環保，不產生對人體有害的有毒氣體。這也符合目前低碳的經濟發展需求。
1.2 幾種常見氣體特性比較從表1可以看出，氫氧氣的燃燒溫度和丙烷的燃燒溫度差不多，都可以達到鋼鐵的燃燒溫度，但是其熱值較低，因此熱影響區小，加上燃燒速度比丙烷高3倍，所以火焰較集中，穿透力強，預熱時間短。
2氫氧切割現場切割試驗
2.1 試驗參數
2.2 試驗反饋
2.2.1 火焰該氣體的火焰純凈，火焰成淡藍色，燃燒速度快，穿透力強，熱影響區小，無明顯反水現象，切割熱值較低，不會出現溫度過高融化掛渣現象。但是無明顯燃心，因此需要在氣體中混入5%-8%的丙烷氣體幫助工人尋找燃心，以便于預熱。待工人熟練后即可取消丙烷氣。
2.2.2 割縫質量與傳統氣源相比較，切割質量好，切割表面平滑，掛渣較少，因為氫氧切割時氣體本身不含碳，因此切割后的氧化皮較脆，容易清理（敲擊鋼板側面即可敲掉），并且可以對100mm以下的厚板進行切割，如圖3。
2.2.3 安全性機內壓力達到0.15MPa時自動停機。繼續用氣，壓力低于0.05MPa時回復工作。每小時產生氫氧混合氣體9000L。每臺氫氧切割設備可以帶多把割槍，可同時使用一個水封進行保護。燃氣隨產隨用，不儲存，開機一分鐘即可進行切割，避免了其他燃氣再集中運輸，儲存帶來的安全隱患。
2.2.4 操作者使用情況反饋工人剛開始操作時會有火焰比其他氣體“沖”的感覺，并且不利于切割前的預熱。管道輸送能力差，不宜長距離管道，輸送途中一旦有泄露現象則會因為壓力不足不能完成切割需求。氫氧氣無毒不會損害現場人員的健康，燃燒后無廢物排出，不污染環境，符合環保要求，可以減少環保排污費用支出。
3硬度試驗
以δ25mm的16Mn鋼板為母材做割坡口硬度試驗。分別選用了純丙烷氣、純氫氧氣、氫氧氣+5%的丙烷氣作為切割氣進行硬度比較。通過表3數據可以看出，使用氫氧混合氣切割坡口時材料的硬度沒有變化，切割外觀光滑完好。
4與丙烷氣切割對比經濟效果分析
對氫氧氣和丙烷氣切割的經濟效益的對比分析。氫氧發生器和丙烷的切割試驗在相同的切割條件下（一把槍）進行，試驗結果如表4所示。
4.1 實驗數據
4.2 試驗成本比較
實驗共進行四次：其中丙烷氣消耗量為112kg，氫氧消耗電能650度。
按成本價格丙烷6.8元/kg，電價0.6元/度計算。
消耗丙烷氣成本：6.8×112=762元
氫氧氣成本：0.6×650=390元，
由此可知使用氫氧混合氣比使用丙烷氣成本節約：（762-390）÷762≈49%
5結論
5.1 氫氧發生器以水為原料，通過電解，產生純凈的氫氧混合氣，其燃燒產物也是水，綠色環保。與傳統氣源比較，火焰純凈，燃燒速度快，不產生H2S、CO2、NO等有害氣體，穿透力度強，熱影響區小，切割質量好，且對切割表面的硬度沒有影響。
5.2 該設備所產燃氣為氫氧混合氣。燃氣隨產隨用，不儲存，開機一分鐘即可進行切割，避免了其它燃氣再集中運輸，儲存帶來的安全隱患。節省工人因為換氣罐造成的停工等待時間，提高下料效率。
5.3 使用氫氧發生器切割后，照比傳統切割技術每年可節約成本55%左右。
參考文獻：
[1]呂勇.攀鋼連鑄機氫氧切割工藝技術研究.冶金動力[J].2008年，2期：11~14.
