时间：2022-10-02 02:33:59
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇数控火焰切割机，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】数控切割机；下料件；误差；效率
中图分类号：C35文献标识码： A
1. 数控切割机的市场优势和技术优势
随着数控技术的发展，出于对经济利益和企业效益的追求，人们对切割加工的要求也越来越高，数控切割机在中厚碳钢材质板材下料方面具有很大的优势，虽然数控等离子切割机和数控激光切割机技术已经很成熟，但他们在厚板的切割方面存在着严重的不适应和更多的资金投入，因此数控切割机在市场上仍然占有很大地位。数控切割机的优点是：切割厚度大，切割速效比高；割面垂直度高，割缝质量和尺寸精度高；省去了仿形切割中的样板，节约原材料。
2. 数控切割机下料件的误差分析
数控切割机在下料时产生的误差总体上可以分为钢板的变形误差和加工时的尺寸误差。
（1）钢板的自身的变形误差。从钢板的生产到运输，都存在着一定的外界因素导致钢板产生厚度不均匀和表面不平整的变形，虽然可以经过校平机校平，但必须注重，往往很多不明确的误差都是由于最初的加工流程引起的。
（2）钢板的热变形误差。引起钢板特变形的原因，通过数控切割机的使用总结可以看出主要是由切割流程程序无优化、切割工艺参数设置不当和钢板的支撑面高度不一致三个因素引起的。
（3）违反基本操作规程。数控切割机有着其严格的操作规程，任何违反操作规程的行为都可能会造成在切割过程中下料件的误差。例如在切割前没有检查切割机的工作状态，没有去除钢板表面的污垢和油脂，这看似没有问题的行为，都是心存侥幸的态度的实际表现，并最终影响下料精度。
（4）操作人员的技术水平。数控切割机的操作人员必须经过专业培训，达到相应的技术水平。对火焰的控制水平是产生切割加工误差的最大的原因，包括预热火焰的功率、切割速度和割嘴到加工件的垂直距离等的控制都直接关系到切割下料的精度。
（5）支撑平台和切割机纵横向导轨面的平行度误差。由于在切割过程中，支撑平台经常要经受碰撞和撞击，长时间就会产生一定的平行度误差，这种误差将会造成割嘴和加工件之间距离的变化，影响切割精度和切割面的平面度。
（6）垂直度误差。钢板表面和割嘴的垂直度误差是引起加工件尺寸误差的主要原因，也是数控切割机普遍存在的一个问题。通过总结使用经验，产生钢板表面和割嘴垂直度误差的原因主要有三点，一是在割嘴安装过程中，气割前进方向不垂直于钢板，二是割嘴孔与其中心轴线不同轴，三是割嘴孔的阻塞，引起切割气流发生方向倾斜，产生割嘴和钢板表面垂直度误差。
（7）钢板表面氧化和污垢。钢板在生产到切割加工前，长时间的接触空气很容易在表面产生一层氧化膜，其成分复杂，厚度不一，对切割火焰产生阻挠，引起切割火焰的轻度倾斜。同时表面的油脂和污垢也会在不同程度上对切割火焰产生影响，并最终在切割精度体现出来。
3. 针对误差产生采取的措施
通过数控切割机下料件的误差分析，我们可以采取具有针对性的措施来减少并降低误差以提高切割加工精度。
（1）在下料前，务必核对钢板的规格和表面质量，确保钢板自身的变成误差经过矫平机校平后达到切割下料要求。
（2）针对切割件所编制的切割程序，务必经过过程优化，并详细分析切割流程，减少因为切割程序导致的钢板热变形；为了减少因切割工艺参数设置不当引起的误差，在设置参数应当严格按照要求进行设置，从技术角度实现误差最大控制。
（3）遵守基本操作规程。严格要求操作遵守数控切割机操作规程，既是对操作人员的安全做出保证，也是维护数控切割机的重要措施，同时最重要的是可以减少因为违反操作规程而引起切割误差造成下料精度降低。因此为了保证切割正常和下料精度，必须杜绝这种行为。
（4）加强对操作人员的技术培训。虽然数控切割机属于自动化产品，但其危险性也是存在的，如果操作人员的技术水平不过关，很有可能对操作人员造成人身伤害。同时，技术能力越高，对数控切割下料的掌握越熟练，对切割下料的精度越有技术保障。在切割时，尽可能从边缘开始切割，而不要穿孔切割。采用边缘作为起始点会延长消耗件的寿命，正确的方法是将喷嘴直接对准工件边缘后再启动火焰切割机。在钢板上切割不同尺寸的工件时，应先切割小件，后割大件。
（5）注重平时对数控切割机的维护和保养。保证导轨面的清洁，检查自动调高的性能，尽量减少支撑平台和切割机纵横向导轨面的平行度误差，在使用前让数控切割机保持最佳的状态。
（6）割嘴垂直度检查。割嘴需要经常清理，保证畅通，但在维护时操作人员也只能拆卸割嘴，其余零部件不允许随意拆卸，以保证割嘴垂直度不受影响，在安装时必须严格按照操作说明进行操作，严谨非法安装。同时，也要从割嘴的生产质量上进行源头保证。
（7）钢板的除锈工序。在工艺复杂度和经济效益上，除锈工序往往会被忽视造成切割火焰倾斜。因此，为了保证切割精度，必须注重和增加钢板的除锈工序，这和钢板的校平一样，都是保证切割精度的前提条件。
4. 故障现象：键盘不能够使用
故障检查及维修过程：首先关机重新启动机器，观察是否有报警提示查看是由于软件问题还是人为操作不当而引起的机器不能够正常使用，经查看无报警提示，但切割机仍不能够正常使用，同时排除是软件或是人为操作不当等原因引起的切割机故障。其次按照连接线路依次排查故障原因，查看与键盘动作所有有关的明线可见电气线路、器件是否有损坏、烧坏、线头松动现象，逐一排查故障原因。将所有连接的线缆拔下重新插上检查，仍未发现异常，但是数控火焰切割机仍旧不能正常工作。最后检查键盘本身，慢慢撕开发现，该数控火焰切割机出厂时配备的键盘的电器连接部分是由极细、及易断裂损坏的 作为导线起连接作用，由于长时间的使用，再加上工作环境的影响导致键盘内部线路发生断裂，至使该键盘的上、下键不能正常工作。解决办法是需要更换新的键盘，但是为了不影响车间的正常工作，保障生产任务的顺利进行，笔者暂时先安装一个接口一致的外置键盘使用，但是该外置键盘在操作上不如其出厂时配带的键盘人性化，使用不方便，无法控制鼠标动作，仍需更换原厂键盘。
5. 故障现象：切割出来的铁板走样
正常工作时，切割下来的铁板形状与实际要求不符，出现走样现象。要求切割下来为圆圆不是圆形，切割下来后一半为圆另一半偏方形。要求切割下来为正方形的，切割下来后类似于长方形。实际生产严重走样。
6. 总结
通过分析数控切割机下料的误差，提出了减少误差的措施，这样就可以从各个方面提高数控切割机的使用和加工效率，为企业降低了生产成本，提高了企业的经济效益。
参考文献：
[1]曹遂军，樊军，南红艳.数控切割下料件的误差分析[J].中州煤炭，2003（06）.
【关键词】坡口 割炬 切割机器人 自动行进式双面坡口机 数控三边双面坡口成型机
中图分类号：TH 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2013）35-046-01
引 言
根据设计或工艺要求，在焊件的待焊部位加工成一定几何形状和尺寸的沟槽，叫坡口。其作用是使热源（电弧或火焰）能保证根部焊透；便于操作和清理焊渣；调整焊缝成型系数，获得较好的焊缝成型；调节基本金属与填充金属的比例。
为获得高质量的焊接接头，应选择适当的坡口型式。坡口的选择，主要取决于母材厚度、焊接方法和工艺要求。选择时应尽量减少填充金属量；坡口形状容易加工；便于焊工操作和清渣；焊后应力和变形尽可能小。
本文结合焊接结构件的坡口特点，重点介绍了几种平板焊接坡口的切割方式及其优缺点。
1.坡口加工方法分类
坡口加工方法可分为：a气割、等离子切割、碳弧气刨等热切割加工；b切削、剪切、磨削等机械加工方法两大类。
2.热切割
（1）手持割炬切割。割炬又称火焰枪。采用的燃气不同，构造也不同。本公司常用的是氧一乙炔火焰枪，两种气体分别通过各自的通路在火焰枪内混合燃烧，人工可调节喷出的火焰大小和性质，手持火焰枪进行切割。主要用于对焊接质量要求不高，位置隐蔽等坡口的加工。
（2）切割机器人。切割机器人由机器人和切割设备二部分组成，切割设备就是割炬切割，不同的是与机器人进行组合，通过对机器人进行编程来控制割炬的行走轨迹完成对不同工件的坡口作业。当批量工件进行坡口加工，可显著提高生产效率。
3.机械加工
（1）自动行进式双面坡口机。自动行进式双面坡口机采用铣刀片对钢板边缘按所需角度进行铣切，以得到焊接所需的坡口。解决了火焰切割等操作工艺的角度不规范、坡面粗糙、工作噪音大等缺点，能自动根据材料的边缘自动的行走加工坡口的同时沿板材边缘自动行进，降低了劳动工作强度。不受工作场地限制方便于外阜作业，但坡口加工量较大时需多次加工，适用长距离直边钢板的加工。
（2）数控三遍双面坡口成型机。 数控双面三边坡口成型机是专门为自动完成三边坡口需要而设计的产品，当钢板吊装到送料工作台后，左端面进入切削区域内，待完成坡口、直线切削程序之后，工件开始向右方向运行，进入双边同步切削进给，当完成双边坡口、直线切削程序之后，设备各个机构恢复原位置，至此完成三边坡口直边的加工程序。
结 论
1.手持割炬切割坡口优点是不受工件位置及形状所限，灵活方便，缺点是坡口质量一般，不适用于对焊接质量有一定要求的坡口进行加工。
2.切割机器人由于需要根据坡口形式进行编程，所以更适用于大批量，不规则坡口工件的加工，坡口表面质量较好。
3.自动行进式坡口机可以数倍提高生产效率、降低劳动强度，没有噪音、粉尘等污染。尤其对薄板长距离坡口件的加工，可一次成型。适用于外阜作业。对不规则形式的坡口 不适用。
4.数控三边双面坡口成型机加工坡口质量高，效率高。适用于规矩的板材坡口的加工，尤其是中厚板可一次成型，对刀头的不同选择还可以进行各种样式坡口的加工。设备成本较高。
关键词：数控系统；特点；机械制造系统；软硬件组成
中图分类号：TG48 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2012）0510169—01
0 引言
改革开放以来我国经济迅速发展，近几年我国成为公认的“世界工厂”，这些得益于我国制造业的快速发展，我们的机械制造在国际市场已经占据重要地位。数控切割机是机械制造业的基础设备，可以说数控技术的水平一定程度上决定着机械制造业的发达水平。这些年数控系统不断更新完善，但不得不承认现在市场出现了工大需求的现象，买家对产品的质量和价格也越来越苛刻，所以我们在购买时，技术人员必须了解数控机床的特点以及各组成部分，这对设备的维护有现实意义。
1 数控系统的简介和组成
1.1 数控技术的简介
数控技术就是数字程序控制技术，利用现代化的数字计算技术实现对工业设备的控制。数控机床就是数控技术的具体载体，它把对设备的控制信息用机器码形式输入微机控制中心，再由控制中心解读机器码，进而依靠传输机构传递给设备，实现设备的动作。数控切割机也就是终端控制设备是切割机，利用切割机切割各种零件。数控技术解决了人工不能控制复杂的零件加工，提高了设备的精确度，尤其是精密仪器的制造。同时，数控技术实现了成批量生产，改善工人的工作环境，提高了安全系数。
数控技术在机械制造业的应用是人类二十世纪最重大的技术进步。数控技术也是人类进入现代化制造业的标志，这些最终得益于计算机以及控制技术的进步。不得不承认数控技术起源于美国等西方国家，大多数的技术也都源于西方，现在数控机床的生产厂家大多也是西方，国内的技术和设备虽有很大进步但产品还不是主流产品。数控技术在现在的发展主要分为两个部分，一个是在控制技术上，也就是微控制器部分，从最早的单板机，现在更多使用PLC更适合工业生产，当然DSP和ARM的使用使控制技术更加的先进，在实时性和精确度上都大有改进。另一方面就被控制设备，现在激光技术已经可以使用，这使得切割技术和切割能力大为改进。
1.2 数控技术的组成
1）硬件系统。数控系统的硬件部分是工作的基础部分，它首先基于工业PC机，在PC机的控制主板上留有许多扩展槽，可以插入选用的控制模块，插入模块即可组成控制中心。在这里我们以PMAC为例说明，工控机的主板上的CPU和PMAC组成双微控制器系统。这两个CPU各有自己的工作，PMAC主要是完成对机床的控制，包括机械轴的运动、面板控制和信息的采集以及模数转化。控制机部分则要完成对整个系统的管理，包括各个部分的协调以及控制部分的输入。对于PMAC部分还必须有相应的输入输出接口，以及伺服驱动单元，伺服电机、编码器等，对于工控机还要有足够的存储空间，另外控制部分对电源的要求很高，电力部分以及备用电源也是必不可少的。
2）软件组成，现在的数控系统大多数都是前后台的结构，对于软件部分也相应的分为前台和后台程序。前台部分多为PMAC的实时控制软件程序，包括补模块、伺服驱动模块、PLC监控模块、加工程序解释模块、数据采集及数字化加工模块等，当然这部分很灵活，根据实际的需要可以添加其他的部分。后台程序主要是为了管理服务，主要实现控制程序的初始化，参数输入以及系统管理、CPU间的通讯等等。
对于数控系统的组成这里只是大体的简单介绍，主要是因为它的组成受实际情况的限制，有些系统实际上非常简单，而一些大型的控制系统都有自己特殊部分。
2 数控切割机的特点
数控切割机之所以能够取代普通的切割机床得益于它在软硬件的优势，下面我们介绍一下数控切割机几点优势。
2.1 可编程，软操作
数控机床利用现在的微机控制技术，可意根据加工对象的改变实时的改变程序，或者加工目的的不同改变程序。硬件本身并不需要进行大的改动，普通的机床可能在改变对象时需要对硬件的某些部分进行改变，甚至进行大的改动。
2.2 高精确度，误差小
普通的机床工作依靠人工的经验和目测，但是一些零件的误差可能是0.01mm，人是很难目测的，即便是千分尺的话可能还有0.0001的误差。另外普通机床本身的机械部件精确度也不高，加工的零部件就更难要求精确度。数控机床的精确地是由微控制器控制的，以及该灵敏度的传感器检测，极大地提高了精确度，减小了误差。
2.3 高效率，成批量
数控机床的功率一般都比较大，刚性也好，传动机构都是无级变速，极大缩短的单个零件的加工时间。微控制器的工步都是毫秒级，指令的实现时间极短，现在的微控制器的频率越来越高，速度也将更快。在程序和功率的支持下，数控机床更容易实现大批量的生产，这也是现代工业的要求。
3 数控切割机在产品中的具体应用
火焰等离子数控切割机是目前比较常用的一类切割机，由于他们本身具备手工和自动化工作两种工作方式，在实际的生产中有极大的优势，既可用于小型的生产加工，也可以是大型设备的加工。下面我们给出一个具体的例子，首先是制图，利用CAD对对象制图，然后对CAD制图进行技术处理，对制图的处理一定仔细这是加工前的第一步，而且对数据的处理也要科学合理，对数据的精确度要有足够的重视。把dwg的文件转换成dxf的文件，为进一步的处理做好准备。其次，设计工步，进行编程，生成机器码，对控制器进行烧写程序，当然通常这些都有机器完成。对数控系统初始化，试运行，以及对管理系统的输入输出检查。最后，进行数值计算。由于是自动编程，即图形交互式编程，大部分的节点、基点坐标数值都由计算机算出，只需在问答式的对话框中设好穿孔点位置、引入引出线（长度和角度）即可，根据图形界面提示，在输出代码前进行相应割嘴补偿。最后，拷盘，复查，试制。在实际的产品中一些步骤也可以删减，因为一些重复的工作可能降低效率，尤其是相似产品的大批量生产。
再简单介绍一下实际控制方案，还是举一个实际的例子，机床本体不更换，继续使用；纵向驱动由单边改为双边，加装电机、减速箱、齿轮齿条；同时原单边驱动的电机、减速箱也要更换；横向传动系统增加钢带箱和从动溜板；同时更换电机、减速箱；升降机构拆掉原来的丝杠换为新的精密丝杠；对导轨面重新修刮去掉锈斑；大车架再进行焊接加固。
4 结束语
数控系统的应用标志着新时代的机械加工技术的应用，极大促进了工业的发展。在新时代下，继续改革和创新数控技术对我国机械制造业由中国生产到中国创造有现实意义。数控切割机是我们最常用的数控机械，是机械制造业的基础设备之一。本着简单介绍了数控技术的发展以及软硬件的组成，简单介绍了一些应用，对数控技术的变成部分本文并没有重点介绍，主要基于现在各种跨平台的编程操作过于混乱。
参考文献：
[1]董广强，双贮丝筒可调电极丝恒张力控制装置的研究[J].农机化研究，2005（5）：83-8.
关键词：数控切割机；切割质量；控制措施；焊接件；切割精度 文献标识码：A
中图分类号：TG483 文章编号：1009-2374（2017）04-0062-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.04.032
第四机械厂是国内大型石油装备的制造服务基地，石油装备涉及到大量的焊接结构件，而结构件的质量直接取决于下料件的质量。由于多方面原因，切割出的产品易出现质量问题，主要表现在实际下料尺寸与理论尺寸出现偏差。本文通过研究和分析生产过程中影响切割质量的因素，并采取有力的控制措施，使大型焊接构件切割质量得到明显改观。
1 程序对切割质量的影响及控制措施
1.1 编程对产品切割质量的影响
数控切割机由计算机采取实时控制来完成自动切割，根据程序指令来完成相应切割步骤，编程对切割精度、质量起着决定性的影响，具体有以下五个因素：
1.1.1 切入点：在套料编程时，切入点是数控切割机在钢板上穿孔切割的第一点，是切割轨迹的决定因素，若选用不当会使产品出现严重的热变形。
1.1.2 切割引入（引出）线方式：针对产品各部位的质量要求，选择适当的引入（引出）线方式，引线方式不当，会导致产品未割断或出现切割点凹坑。
1.1.3 割缝补偿值：割缝补偿值的大小必须与实际切割割缝相符，给定割缝补偿值偏小，而实际切割割缝偏大，会直接造成产品尺寸偏小。
1.1.4 套料时切割顺序：在编程套料指定切割顺序时，产品切割顺序不当，会导致在切割过程中对钢板的不均匀加热和冷却，使被切割的产品发生不同程度的弯曲或移位。
1.1.5 切割方向：切割方向选择不当，会导致产品过早地与母板分离，不足以抵抗切割过程中出现的热变形应力，造成产品在切割过程中移位，出现尺寸超差。
1.2 控制措施
1.2.1 定义合适的切入点：选择切入点时，要保证切割过程中产品的长边与钢板相连，钢板变形最小，另外，产品的关键尺寸、形状尽可能最后与母材脱离，以减少热变形、位移、拘束不够等因素对产品的尺寸影。
1.2.2 定义合适的切割引入（引出）线方式：一般切割内轮廓时，定义为圆弧引入（引出）方式，沿切割边的切线方向逐渐逼近，实现割口截面的光滑过渡，不损伤切入点；切割外轮廓时，切入点尽可能沿板边定义。
1.2.3 设置适宜的割缝补偿值：编程时，针对不同的板厚，选用相应规格的割嘴，设置相应的割缝补偿值，割缝补偿应该和割缝宽度保持一致。
1.2.4 优化切割顺序：切割顺序的选择取决于钢板上的套料情况，总的原则是：先内后外、先小后大、先繁后简。
1.2.5 正确选择切割方向：正确的切割方向应该保证在产品切割完成以前都必须使产品与钢板具有足够的连接刚度。如图1所示：封板的两种切割方向，方案一选择的切割方向为切割引入线ABCDA，见图1（a）；方案二选择的切割方向为切割引入线DABCD，见1（b）。这两种方案在切割过程中封板与整张钢板的连接刚度随切割点的前进都在降低，但方案一中的连接刚度在切割点到达D点时已降至很低，从而无法保证DA段切割的刚度，故产品尺寸无法保证。方案二切割过程中的连接刚度在DABC段都比较高，只有在接近D点时连接刚度才迅速降低，但到达D点时产品的切割也随之完成，故产品尺寸能够得到保证。
2 设备对切割质量的影响及控制措施
2.1 设备对切割精度的影响
2.1.1 机床导轨的直线度、平面度误差的影响：机床导轨（主导轨、横梁导轨）的直线度误差将直接影响纵向割缝和横向割缝的直线度，机床导轨（主导轨、横梁导轨）的平面度误差会导致割嘴与钢板间的距离波动，造成割缝的宽度也不一致，从而引起产品尺寸精度。
2.1.2 传动系统精度的影响：传动系统连接件出现松动或齿轮、齿条磨损严重，会导致机械传动部件的间隙偏大，最终导致割枪的移动出现误差，影响产品尺寸。
2.1.3 割嘴的影响：割嘴通径偏大，氧气流大，导致割缝大，易造成下料尺寸不足；割嘴通径偏小，不但切割速度慢，而且切割不充分，易粘渣。此外，割嘴磨损会造成切割火焰风线不集中，焰束扩散，割口宽，切割面倾斜，切割质量差。
2.1.4 割嘴与钢板表面的垂直度的影响：割嘴与钢板表面不垂直，会导致切割面为斜面，沿厚度方向出现切割坡口，产品上表面与下表面尺寸不一致。
2.1.5 数控下料平台不平的影响：钢板支承面长期处于火焰切割的高温环境中，容易因高温烧灼造成高低不平，从而导致钢板放置不平，这种不平度严重时，会影响产品尺寸。
2.2 控制措施
2.2.1 保障机床导轨的直线度、平整度误差：提高机床的安装质量，定期对直线度、平整度进行检测，保证导轨的直线度、平整度误差在允许的范围内，日常工作中加强保养和维护。
2.2.2 保障传动系统的精度要求：定期对直接影响传动系统精度的轴承、纵、横向齿轮和齿条要进行检查、更换，加强相应的维护保养及精度检测。
2.2.3 正确选择和使用割嘴：根据不同板厚，选用相应型号割嘴，参考表1，操作人员还需定期对割嘴进行检查、清洁和保养，保持割嘴通道清洁光滑。
2.2.4 保障割嘴与钢板表面的垂直度：操作者需对割枪、割嘴进行调整、校检，确保割枪、割嘴与钢板垂直，降低因支承工作台不平、割嘴中心轴线和割嘴不同轴及割嘴孔的堵塞等问题对垂直度的影响。
2.2.5 保障数控下料平台的平整度：定期对数控下料平台进行检测、修整，不平度必须满足≤10mm的要求。
3 操作对切割精度的影响及控制措施
3.1 操作对切割质量的影响
3.1.1 切割氧的压力及纯度：切割氧的压力及纯度直接决定着下料件的质量。切割氧压力过大，割口变宽，表面粗糙；压力过小，气割过程缓慢，在切口表面形成粘渣，甚至无法割穿；氧气纯度较低，也会出现产品切割面粗糙，切口边缘还会有粘渣，导致产品质量问题。
3.1.2 预热时间：预热时间过长，预热温度过高，将出现切割边塌边、结疤、挂渣量大等问题；预热时间过短，又会造成预热温度太低，会使钢板得不到足够的能量，甚至造成切割过程中断。
3.1.3 切割速度：切割速度直接影响到切割过程的稳定性和切割断面质量。过快的切割速度会使切割断面出现凹陷和挂渣等质量缺陷，严重的还有可能造成切割中断；切割速度太慢会使切口边缘化，下边缘产生圆角等缺陷。
3.1.4 割嘴与钢板距离：割嘴离钢板表面的距离太近，会造成切口上缘熔化，增大割缝渗碳的可能性；距离太远，则热量损失太大，延长预热时间。
3.2 控制措施
3.2.1 正确选择切割氧压力和纯度：依据产品厚度选取切割氧的毫Γ取得较好的切割质量，如表1所示；氧气纯度对割件热变形也有影响，在氧气纯度为97.5%～99.5%的范围内，氧气纯度每降低1%，气割1m长的割缝，气割时间将增加10%～15%，预热火焰释放的热量也增加10%～15%，从而增加了产品的热变形，切割氧的纯度控制在98.5%以上。
3.2.2 正确控制预热时间：预热时间的长短决定于被切割产品的厚度，当氧-乙炔焰作为预热火焰时，预热时间见表1所示。
3.2.3 正确设定切割速度：切割速度的正确设定可以使切割面的挂渣减少，甚至无挂渣现象，清渣方便容易。在实际生产中，切割速度可以通过声音、观察熔渣流动情况来判断是否合适。具体参考数值见表1所示。
3.2.4 保持合适的割嘴与钢板距离：切割过程中，由于钢板不平及其他原因要及时调整割嘴与钢板的距离，一般情况下，可根据表1推荐值选取。
4 结语
由分析可知，影响数控切割机切割质量的因素很多，在解决切割质量问题时，要多方面综合考虑，逐项分析、排查，找出问题所在并进行改善，数控切割质量将会得到提升。
参考文献
[1] 吴俊涛.数控下料件的误差分析及措施[J].中国高新技术企业，2009，（6）.
[2] 徐继达，徐晓航，孙志新.金属焊接与切割作业[M].北京：中国气象出版社，2008.
[3] 孙凤英.气割热变形原因分析及防治措施[J].河北煤炭，2004，（4）.
关键词：箱形梁 焊接 变形
一、引言
在电厂锅炉钢结构中经常设计有箱形结构。特别是蒸汽量为1025吨级锅炉钢结构中箱形梁结构很多，一台锅炉约有箱形结构梁柱350根。按一年制作三台此类锅炉钢结构计算，一年生产的箱形梁在1000根以上。
箱形梁的角焊缝焊接通常采用船形位置焊接，主要是船形位置焊接工艺成熟，焊缝成形美观。而国内目前将两条主角焊缝按同一规范用细丝斜角焊接方案的很少采用。主要是考虑斜角焊焊缝的成形不如船形焊焊缝成形美观。
船形角焊焊接工艺方案，四条焊缝分四次焊接完成。容易产生扭
曲变形。一旦产生扭曲变形，现有设备难以矫正，需用火焰经多次矫正，矫正成本很高，甚至于矫正不过来造成产品报废。
为此，对箱形梁的焊接变形难题有必要探索新的思路，创新焊接
工艺。如果将两条主角焊缝按同一规范斜角焊一次焊接完成，产生的焊接变形可以互相抵消，可以一定程度消除焊接变形的产生。我们要做的就是通过设备改造，试验新的斜角焊工艺，将箱形梁的焊接变形消除在焊接过程中。从而彻底解决箱形梁的焊接变形问题。
二、研究试验内容
1、 设备资源
系统构成：门架式带双埋弧焊机及相关配套设施。
硬件选型：无锡华联焊割设备公司成套门架型自动埋弧焊机的行
走及控制系统。其中两台自动埋弧焊机为美国原装林肯MZ8-2*1000埋弧焊机。
场地条件：6000*18000场地装置行走轨道，轨道上装设门式行走
系统及相关控制、回收系统，车间钢立柱上架设压风系统、供电系统、控制电缆系统。
2 主要研究内容及关键技术：
①以设备作保障，利用门式埋弧焊机双机头采用对称平行焊接以互相抵消单道焊缝产生的焊接变形。对焊机机头送丝机构加以改动，使之可用于实际焊接操作。
②对于角焊缝斜角埋弧焊工艺，先用工艺试板试验，获得可行的细丝斜角埋弧焊工艺参数。
③考虑较细的焊丝（φ3或φ2）不太常用，利用现有的最细的φ4焊丝，经试验找到合适的焊接规范。
三、焊接工艺试验
1 焊材选用
焊丝 H08MnA φ4mm
焊剂 HJ431
2 焊接工艺参数
电流
（A）
电压
（V）
送丝速度
（m/h）
焊接速度
（m/h）
焊缝尺寸及
成形
变形情况
580
32
80
25
焊脚尺寸不够咬边严重
变形很小
620
34
82
22
焊脚尺寸够咬边严重
变形很小
650
36
85
25
焊脚尺寸够焊缝侧偏
变形较小
680
38
87
28
焊脚尺寸够
焊缝侧偏严重
变形较大
640
34
82
26
焊脚尺寸够焊缝小许侧偏
变形小
640
36
84
26
焊脚尺寸够焊缝成形好
变形很小
四、工艺流程
1 工艺流程比较
改进前工艺流程
下料——手工箱型拼装——角焊缝埋船形焊——旁弯火焰热矫正——扭曲火焰热矫正——齐头——孔划线——打孔——组焊——涂装——入库
改进后工艺流程
平板——自动下料——手工箱型拼装——角焊缝埋弧斜角焊——检验——编程数控打孔——组焊——涂装——入库
2
制作流程
2.1
材 料
（1）主材
以前材料堆放零乱，没有进行分类，既没有专人保管，又没有明显标志，用料时花很多人工和机械台板查找所需材料。现在所有进厂材料均应有生产厂家的材质证明书，并经审核合格后方可入库，需做复验的，应按相应要求复验合格后，方可投料使用。所有材料均应分类摆放，专人保管，标记明晰，避免了因马虎而用错材料。专料专用，严禁私自代用，这样就不仅能节约材料，而且能方便成本核算，做到材料零库存。钢材入库前应进行100%的外观检查，不符合立即要求的退货，避免进一步的损失。
（2）焊接材料
以前焊接材料保管不妥，浪费严重。现在所有焊材由专职管理人员管理，并分配使用，对产品所使用的焊接材料牌号、数量进行核对后，方可发放。焊材应具有牌号、规格、数量、批号和检验编号等齐备的资料。存入焊接材料的库房须保持干燥和良好的通风环境。焊材的摆放应按牌号、规格分类，且标识明显。焊条的烘焙应严格执行其烘焙技术要求。焊条烘焙后，应放入保温筒，随用随取，保温筒温度宜控制在110℃左右。严禁使用药皮剥落、变质的焊条及严重锈蚀的焊丝，影响焊缝质量。
（3） 其他材料
高强度螺栓须符合设计要求。涂料的牌号、品种、颜色须符合用户的要求。涂料应存放于干燥、遮阳、避雨的固定场所，环境温度控制在0-40℃之间，并编号分类。
2.2 放样、下料
(1)材料的矫正
为了提高金属结构件的精度，放样划线前须对变形的钢板，型钢进行矫正，合格后方可进行划线作业。钢板矫正用平板机，型钢矫正用型钢矫正机。确保钢板的平面度和型钢的直线度，提高构件联接接面的接触比例。
(2) 所有在本工程中使用的量具均须经过计量合格方可使用，不得用不合格的量具，控制构件的尺寸误差。
(3) 放样前首先熟悉、核对图纸尺寸，计算无误后，由富有经验的工人承担划线工作。
(4) 切割前应将钢材表面的油污、铁锈等清除干净。切割断面不得有撕裂、分层及大于1mm的铁棱，并应清除干净熔渣，毛刺等。气割产生的钢渣、氧化铁、熔瘤等用打磨机磨平。
(5) 下料方法比较：
以前工具
现在工具
板条
半自动火焰切割机
九头自动火焰切割机
隔板
手工火焰割刀/剪板机
数控火焰切割机
板条：以前用半自动火焰切割机，速度慢且因单边受热板条容易变形，需要进行矫正；现在用九头自动火焰切割机，速度快且受热板平均板条不容易变形，不需要进行矫正。
节点板：以前用手工火焰割刀或剪板机，效率低劳动强度大工作环境差，材料损耗大：现在用数控火焰切割机通过编程，自动套料，不仅提高工作效率而且提高材料的利用率。
型钢： 以前用手工火焰切割机，要靠工人切割的技术来保证，切割面需用磨光机进行打磨，既工作效率低又提高成本。用带锯以后，不仅提高工作效率，且切割面光滑，不需打磨。
2.3 箱形梁组装
（1）隔板下料尺寸复核
隔板尺寸精确度是保证箱形梁组装质量的关键。隔板的垂直度直接影响组装的箱形梁的旁弯、扭曲度。所以在组装前需对隔板的垂直度等制作公差预以复核，使达到设计要求。
（2）箱形梁组装
①在上翼板上弹出腹板与其接合线的腊线。并弹出隔板与翼板的接合线。
②将隔板与翼板装组装好。
③再将腹板与翼板组装好。
④检查隔板的装配质量。
⑤焊接隔板与腹板及翼板的连接焊缝。
⑥覆盖下翼板，组装成形。
2.4 箱形梁组装主角焊缝焊接
①两条主角焊缝同时焊接，焊枪倾向翼板侧，即与翼板成30度左右。焊接第第一遍。
②焊枪倾向腹侧，即与腹板成30度左右。焊接第第二遍。
2.5 箱形梁制孔
提高钢结构的质量关键是提高构件的穿孔率，提高穿孔率的关键是提高打孔精度，提高打孔精度就要用数控加工代替落后的钻模钻孔。节点板钻孔加工以前利用普通钻床和钻模配合完成；现在节点板钻孔利用数控平面钻床完成。
数控钻床制孔的主要优点及保证加工精度措施：
1、
不需制作大量的钻模板，节约材料和减少工作量，缩短前期准备时间。
2、
没有划线工序，没有置放夹紧钻模板工作，直接在电脑里编程。避免了划线误差及装夹误差。
3、
液压自动装夹，打四面孔群时不需构件翻身。用钻模打孔打一面翻一次身，放一次钻模，重新找基准装夹。
4、
只有一个基准，没有重新找基准带来的误差。
5、
打孔精度高，打孔速度快。用钻模打孔在摇臂钻床操作，不能保证打孔精度，且效率底下。
2.6 箱形梁组装连接板
装配前首先检查各部件的记号，尺寸，材质得以确认后，再检查部件的切断面和加工面是否有不良的地方，检查完毕后，按照装配顺序，整理好部件。装配前应认真熟悉图纸，了解各零部件间的位置关系、连接型式、用途及定位基准等相关数据，并应校核装配尺寸是否有误。装配工作一律在经检查合格的拼装平台上进行，并必须准备好必要的工装夹具，以确保装配质量。使用工装夹具以防止焊接时的变形，注意留出焊接所产生的收缩量，使得拼装焊接后的产品形状和尺寸达到制作图的要求。组装前应对连接处及两侧各50mm范围内的铁锈油污、溶渣、毛刺等清除干净。对于H型钢的组对，视板厚情况，组对前应先将盖板进行机械或火焰方法的予变形处理。H型钢组对采用自动流水线作业进行。
2.7 箱形梁焊接
1．焊接的一般事项
参与本工程的所有焊工须持证上岗。焊接技术员必须具备相应的资格证书，并且能够对工程的焊接工作全面地计划、管理和进行技术指导。
施焊前首先清除干净焊缝区两侧各50mm范围内的油污、铁锈等，直至露出金属光泽。拼装焊缝及主贴角焊缝须设置与母材同材质、同厚度、同坡口形式的引、熄弧板。不得在非焊缝区的母材上引弧起焊，由引弧产生的裂纹或表面缺陷要修磨清除缺陷，并进行MT。焊接完毕，焊工应除去引弧板，并及时清除焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅。
2．焊接作业
选择合适的焊接顺序使得构件的变形和残留应力等被控制在最小的状态。焊接时，尽量采用水平姿势焊，以避免仰焊。埋弧自动焊时采用平位置或船形位置。焊接H型钢，主焊缝采用埋弧自动焊。节点板角焊缝采用CO2气体保护焊或手工电弧焊。
2.3 箱形梁最终检验
1．检验设备及其校准
所有的检测设备及工具均应校准合格，并做出标准保证完好。各种检测设备及量具均应按相关标准检测、核准并在有效期内。
2．工序检查
对划线工使用的钢材是否与发料单和配料单相符；检查材料移植标记是否正确。对加工部分的划线、精切、刨边、板材对接焊、坡口尺寸、制孔等工序的质量进行专检，经专检的检查人员确认合格签字后方可进行下道工序生产。检查装配尺寸是否符合施工图纸要求和施工工艺规程，不符合的不得施工和进入下道工序。检查焊工上岗合格证；检查高强度螺栓摩擦面处理是否符合设计要求。
3．产品检查
对所有成品构件的几何尺寸，包括构件的长、宽、高、垂直度、中心偏差、倾斜度和筋板、托架的位置以及表面的质量等等，是否符合图纸和技术标准的要求；焊缝尺寸、油漆质量是否符合设计要求；构件标号、发货标记等是否齐全、正确、清晰。
五 试验中的两点突破
1、
利用较粗焊丝（φ4）使用斜角焊工艺。
角接焊缝通常采用船形焊，主要是由于船形焊时焊丝为垂直状态，熔池处于水平位置，容易保证焊缝质量。但当焊缝间隙大于1.5mm后，则容易焊穿或流溢熔池金属的现象，帮对间隙的要求较高。而斜角焊由于焊件太大不易翻转或别的原因，焊件不能在船形位置进行焊接时，才采用焊丝倾斜的斜角焊接。其优点是对间隙的敏感性小，其缺点是单道焊焊脚最大不能超过8mm，只能使用多道焊。另外，焊缝隙的成形与焊件的相对位置关系很大。当焊丝位置不当时，易产生咬肉或使腹板未焊合。为保证焊缝的良好成形，焊丝与腹板的夹角应保持在15°~45°范围内（一般为20°~30°）；电弧电压不宜太高，这样可使熔渣减少，防止熔渣流溢。使用权用细丝可以减小熔池的体积，以防止熔池金属的流溢，并能保持电弧燃烧的稳定。所以斜角焊工艺国内通常采用细丝工艺。
但是由于公司细焊丝用得不多，所以我们需通过试验确定粗焊丝（φ4）的斜角焊工艺参数。获得了较好的焊接成形。
埋弧焊一般是大功率焊接的，当电弧长度发生变化时焊接电流的变化很大。例子如弧长增大，焊接电流就减小，焊件上加热斑点就扩大，使能量密度降低；反之，弧长减小，焊接电流就增大，使焊件加热斑点上的能量密度提高。因此，焊接过程中控制制弧长，是稳定焊接规范，保证焊缝质量的关键。
目前在埋弧焊生产中，弧长控制方法是用等送丝调节系统的电弧自身调节作用和。电弧的自身调节作用是指在焊接过程中，焊丝等速送进，利用焊接电源固有的电特性来调节器焊丝熔化速度，以控制电弧长度保持不变，从而达到焊接过程的稳定。
我们选用的埋弧焊电源为美国原装林肯MZ8-2*1000埋弧焊机。
为电弧电压反馈自动调节式。当电弧电压升高时，输入到晶闸管触发器的控制讯号增大，晶闸管的导通角加大，焊丝送丝速度提高，使用权电弧电压又恢复到原来的数值，从而起到自动稳定电流电压的作用。电弧稳定，焊接成形美观，达到满意的焊接效果。
2、
分两层各有侧重分别偏向腹板和翼板焊接成形。
如果一层以45°斜面角焊成形，一是焊脚尺寸不够，二是焊缝
向腹板一侧倾斜，造成翼板侧咬边严重。为此我们分两道焊，第一层以70°倾向腹板侧，第二层以15°倾向翼板侧。从而得到了满意的焊缝，焊脚尺寸达到要求，成形良好。
焊枪倾角示意图如下：
六 主要经济技术指标
采用新工艺后，制作每根箱形梁可节约成本分析如下表
节省人工
节约矫正用氧乙炔成本
节省矫正用起重机械台班
每根梁省去人工6工日。
节省氧气4瓶，乙炔2瓶。
节省10吨行车1.5台班
焊接时间缩短一半，不用矫正时间
不用矫正
无需矫正起重机械台班。
折算成人民币计算如下：
每根节省: 人工
50元/工*6工=300元。
氧乙炔
4瓶*10元/瓶+2瓶*80元/瓶=220元
起吊台班 1.5(天)*800元/(台班)*0.25(使子
用系数)=300元
每根共节省小计: 300+220+300=820元.
关键词：余热锅炉 模块化 整体运输
中图分类号：TK229 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（b）-0000-00
1 工艺原理
结构简介：余热锅炉的钢结构模块由钢结构和墙板及其内保温层构成，钢结构主要组成部件为：H型钢柱、支撑梁等；墙板主要组成部件为：护板、槽钢、肋板等；保温层主要组成部件为：U型支撑梁、保温钉、保温针、保温材料、衬板、导流槽等。上、下侧墙板与模块框架组装后整体整体运输。
2 工艺
2.1 制作工艺流程如图1所示
2.2 工艺要点
2.2.1 施工准备
（1）了解余热锅炉钢结构模块的安装位置和结构形式；
（2）利用三维软件建立模块的3D模型；
1）根据模块的分解详图，建立模块零部件和整体的3D模型，展示装配制作工艺流程。
2）通过分解3D模型，展现模块的内部结构和零部件装配关系，制定装配制作工艺流程。
2.2.2 框架制作
（1） 钢结构框架制作
柱、支撑梁的钢板采用多头火焰数控切割机下料，埋弧焊机拼接。拼接焊缝100%UT检测合格。按照清单组对H型钢、槽钢等；采用埋弧自动焊机，按照焊接工艺焊接组对件的主角焊缝。采取合理的焊接顺序、双面交替对称焊、反变形等措施控制焊接变形，利用机械矫正型钢的焊接角变形。端铣加工柱两端面，装配制作H型钢柱及各支撑梁等，并按质量要求验收。 H型钢柱及各支撑梁利用抛丸器预喷砂处理，除锈达Sa2.5级，并4小时内喷涂底漆。将H型钢柱和支撑梁等装配构成框架，复检尺寸后再施焊。为便于装配焊接，利用H型钢翻转卡具将框架翻转，并在型钢棱角处加垫护瓦保护钢丝绳。钢结构框架制作完后，进行整体验收。
（2） 墙板框架制作
护板预喷砂处理达Sa2.5级，并4小时内喷涂底漆。数控切割机下料后，使用平板机、压力机调平钢板。采用数控折弯机按图纸折弯护板，复检折弯尺寸合格后，将其对齐、拼接。拼接焊缝分段间隔焊接，以减小焊接变形。墙板框架的槽钢和肋板均预喷砂达Sa2.5级，并4小时内喷涂底漆，然后将其与护板装配、焊接构成墙板框架。焊接时采取对称焊、分段间隔焊等措施控制焊接变形。墙板框架的制作与钢结构框架的制作同时进行，优先制作下侧墙板框架，而上侧墙板框架的制作在钢结构框架的制作之前或同步结束，以保证上侧墙板框架与钢结构框架之间的装配。
（3） 模块框架制作
将上侧墙板框架与钢结构框架装配焊接构成模块框架，为方便焊接施工，可将模块框架翻转后再施焊。长焊缝必须采用分段间隔焊，以减小焊接变形。焊接完成后，矫正、复检护板的平面度。
2.2.3 墙板保温层制作
（1） 在模块框架装配同时，装配下侧墙板的U型支撑梁、保温钉、保温针，然后再装配上侧墙板。
（2） U型保温支撑梁采用数控折弯机压制而成，然后再装配焊接底板，保温材料填充密实。
（3） 复检护板尺寸合格后，根据图纸要求在墙板上放线，确定U型支撑梁、保温钉位置并依次装配。
（4） 保温针按每平方米不少于11个的原则，均匀布置于保温钉区域内的墙板上。
（5） 保温材料敷设
在保温车间按图纸要求，先分层敷设下侧墙板的保温材料，再敷设上侧墙板。保温材料各拼接口严密对接。敷设完后，安装自锁压板固定保温材料。
（6） 衬板、导流槽装配
不锈钢衬板和导流槽做光谱检测并标识，其它衬板和导流槽按要求防腐。利用AutoCAD将衬板、导流槽图纸拆分，导入等离子数控切割机，下料并割制其圆孔，并将衬板按装配顺序编号。采用数控折弯机压制衬板和导流槽。按编号顺序铺设衬板，保证保温钉均位于衬板圆孔圆心位置。按图纸位置及倾斜方向放置导流槽。紧固保温钉螺母，紧固后再松动1/4圈，按图纸点焊螺母。
2.2.4 模块涂漆
将制作完的下侧墙板利用专用工具翻转。 对模块框架、墙板框架的基层进行处理，喷涂各层油漆，并检测漆膜厚度。
2.2.5 模块组装
两台吊车抬吊模块框架，缓慢下落至下侧墙板框架的连接螺栓孔上方，吊车不松钩，安装连接螺栓，构成钢结构模块。按模块尺寸制作两个临时支撑，支撑点位于H型钢柱下翼缘，下侧墙板保温层与临时支撑间隔100mm。临时支撑仅供组装后的模块临时摆放和发运使用。
2.2.6 模块终检
钢结构模块制作完毕后，汇总其过程验收结果并对模块外观进行整体验收。模块出车间前对其保温层进行整体防护，避免因雨雪天气致使保温材料被淋毁。
3 结束语
本制作工艺研发成功后，相应在高井子3×350MW、天津临港1×350MW余热锅炉钢结构模块的制作工程中应用，经工程证明各制作工序合理、成熟，有效地缩短了制作工期，减低了制作成本。
参考文献
关键词：水切割 加砂水切割 增压泵 石榴砂 铝合金
0前言
由于用途广泛且易于操作，水射流切割已成为世界上发展最快的主要机床加工技术之一，其加工的能力是无限的，通过使用超高压水进行切割能带来更高的效率和生产力。它只需要少数的辅助操作，无需加热区域、无热变形或者其它切削方法导致的机械变形，能够加工狭窄的缺口，能够让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来进行城轨车辆制造铝合金板材的下料，获得了显著的经济效益。
1水切割原理
水射流切割技术又称超高压水切割。当水被加压至很高的压力并且从特制的喷嘴通过时，可产生一道每秒达近千米（约音速的三倍）的水箭，此高速水箭可切割各种软质材料包括食品、 纸张、橡胶及泡棉，此种切割被称为纯水切割。 而当少量的砂如石榴砂被加入水射流中与其混合时， 所产生的加砂水射流 可切割任何硬质材料，包括金属、 复合材料、石材和玻璃。
超高压水的形成关键在于高压泵。绝大多数水切割高压泵使用增压器增压。增压器的工作过程一般是从油泵来的低压油推动增压器的大活塞，使其往复运动，大活塞的活动方向则由换向阀自动控制。另一方面，供水系统先对水进行净化处理，然后由水泵打出低压水，进入增压器的低压水被小活塞增压后压力升高。由于高压水是经增压器的不断往复压缩后产生，而增压器的活塞需要换向，势必使从喷嘴发出的水射流压力是脉动的。为获得稳定的高压水射流，需将产生的高压水进入储压器然后再流到喷嘴，从而达到稳定压力的目的。
经过高压泵所产生的高压水经由高压管路流入切割刀头而直达被加工材料，因此另一个关键环节是节流喷嘴。喷嘴一般采用红宝石、蓝宝石或金刚石，直径通常是0.1mm至0.5mm，水流通过喷嘴后以1000m/s的速度喷出。图1为水射流工作原理图。
2水切割机设备
水切割加工设备的组成包括：增压泵（超高压泵）、水切割切割头装置、数控切割机台、高压管道、智能型控制器、磨料供给系统、软化水处理装置等。
2.1增压泵
普通增压泵中有两种流体管路，水管和液压管。
水管管路包括入口水过滤器、升压泵、增压器和储压器。用入口水过滤系统过滤普通自来水-通常包括一个 1 微米滤筒和一个 0.45 微米滤筒。然后把过滤后的水输送给升压泵，入口水压在此大约是 90psi-保证增压器一定不能缺水。之后把过滤后的水输送给增压泵，压力升高至 60000 psi。在水离开泵并通过管道输送给切割刀头之前，会首先流经储压器。这个大容器缓冲了压力波动，确保输送给切割刀头的水稳定、连贯。如果没有储压器，将能够看到并听到水流脉动，在被切割材料上留下印记。
液压管路包括电机（25 到 200HP）、液压泵、油箱、歧管以及活塞/柱塞。由电机驱动液压泵。液压帮浦从油箱吸油，并把压力升高至 3000 psi。高压油被输送给歧管，由歧管阀门产生增压器的冲程动作（通过把液压油输送给柱塞/活塞组件的一侧或另一侧）。增压泵是一种往复式帮浦，即柱塞/活塞组件来回往复运动，当低压水充满一侧时，在增压泵的另外一侧输出高压水。液压油在返回油箱的过程中得到冷却。增压泵体现了先进的帮浦技术。正如水管路的说明所描述的那样，增压泵把过滤后的自来水加压到 60000 psi。利用的是“增压原理”。
液压油被加压至 3000 psi（举例）。由液压油推动活塞。柱塞的表面面积比推水一侧的活塞面积小 20 倍。因此，3000 psi 的油压就被增压 20 倍，产生 60000 psi水压。“增压原理”改变压力方程中的面积变量，从而增强或增加压力。
2.2高压管道
高压泵产生高压水后，高压管道把水传送给切割刀头。除了传输高压水外，管道也帮助切割刀头实现自由运动。高压管道最常见的是使用特种不锈钢管。
2.3水切割切割头装置
每台加砂水切割都包括纯水水切割。生成纯水射流后加入砂料。然后砂料颗粒沿混砂管被加速，就像步枪子弹那样。加砂水射流切割所用的砂料是经专门筛选、大小一致的硬砂。最常用的砂料是石榴石。石榴石质硬、强度高并且便宜。
混砂管就像步枪枪管那样加速砂料颗粒。混砂管有许多不同的尺寸和使用寿命。混砂管大约长 3 英寸， 直径 1/4 英寸；内径范围从 0.020 到 0.060 英寸，最常用的是 0.040 英寸。
混砂管与目标材料的间距通常为 0.010 到 0.200 英寸。间距较大时（大于 0.080 英寸）会导致零件切割边缘出现雾化。很多水切割系统利用水下切割或其它技术来降低或消除这种雾化。
水切割切割头装置包含一个直径微小的宝石喷嘴，这种喷嘴镶嵌在金属材料中，喷嘴安装在可以进行上下微量调整的架子上，以使高压水箭能精确通过所要加工的方位，而不损坏工件其它任何地方。这也是保证水切割切割精度的一个重要因素。
2.4数控XY切割机台
XY工作台有时称作“扁材设备”，是最常见的一种水切割运动设备。任何可能的扁平图样设计都可在工作台上切割。加砂水切割和纯水水切割工作台的尺寸范围在2 x 4英尺至30 x 100英尺之间。XY工作台的基本部件为：
― 由CNC或PC控制
― 伺服马达，通常采用死循环回馈以确保位置和速度的一致性
― 基本装置，带有线性滑轨、轴承座和滚珠丝杠驱动
― 桥式装置，也带有滑轨、轴承座和滚珠丝杠
― 收集槽，带有材料支架
XY工作台有许多不同的类型，但有两种截然不同的类型居于统治地位，即龙门式切割机和悬臂式切割机。龙门式切割机有两条基轨和一座桥架。悬臂式切割机有一条基轨和一个钢性桥架。在下图中，绿色的桥架向一个方向移动，而红色箭头（表示切割刀头）向另一个方向移动。所有设备的切割刀头高度都可调节（切割刀头高度由Z轴控制）。可通过手动曲柄、电动螺旋机构或完全可编程伺服螺旋机构调节Z轴。
我公司使用的福禄水切割机为悬臂式切割机，X、Y、Z三轴控制两轴联动。采用Y轴单边驱动，Z轴整合在X轴的双滑轨上。工作台切割范围为4000mm×2000 mm，Z轴伺服高度动作范围为200mm。采用分离式承载水箱、双层防尘护套、电子式切割性能监控装置。机床驱动系统为闭合回路自动控制。机床最大快移速度为9m/min，最大切割速度为7.62 m/min。X/Y轴定位精度：±0.08mm/M，X/Y轴重复定位精度：±0.05mm/M。
2.5智能型控制器
我公司福禄水切割机使用 Flow Master 智能型控制器。即PC based CAD/CAM/控制器，简化了高压水切割从绘图到实现切割的整个处理过程，由FlowPATH和FlowCUT组成。
FlowPATH ― 计算机辅助设计及处理加工程序来产生切割路径，输出ORD文件及储存DXF档。
FlowCUT ― 利用FlowPATH的切割路径ORD文件产生加工程序，并传送至机器驱动水切割来进行切割。
3 水切割技术的应用
我公司使用美国福禄水切割机来进行城轨车辆部件铝合金板材的下料。目前公司用于铝合金板材下料主要有三种方法：激光切割、水切割和等离子切割。激光切割主要用于薄板，一般板厚在4mm以下。等离子切割一般用于切割厚板，一般板厚在20mm以上。而4mm―20mm的铝板下料主要用水切割进行切割。公司目前有福禄水切割机三台，型号为MACH3-4020b SWJ 50i-s，都为悬臂式切割机，见图4。
3.1 水切割的优点
和其他两种切割方式比较，激光切割主要用于薄板，等离子切割则切割表面粗糙（图5和图6为水切割和等离子切割配件切割表面比较）。使用水切割的优点主要有：
（1）切割时不产生热量，板材无热影响区，变形小；
（2）切割面光滑，下料后可不需进行机加工；
（3）可切割非常复杂的几何形状；
（4）切割速度快；
（5）切割精度高；
（6）可切割金属与非金属任何材料；
（7）材料切割损失非常少，切割成本较低；
（8）可切割薄板和厚板，可进行堆积切割（即几张板叠加在一起切割）；
（9）水射流切割不使用有毒气体或液体，不会产生有毒的物质或蒸汽。
3.2 水切割的主要操作参数
水切割的主要操作参数有：水压、切割速率、砂料粒度、喷嘴和混砂管内径、混砂管基准距、砂料流率等。
（1）水压
一般调整水压至40000―55000 psi。水压较高产生较快的切割速率，且造成较低的每加工成本。
（2）砂料粒度
水切割的砂料粒度通常为120、80和50。不同的粒度对部件精度的影响大不相同。粒度对表面光洁度和整体切割速度具有重大影响。砂料越细（是指粒度大），切割速率越慢，表面越光滑。铝合金切割最常用粒度为80目的石榴砂。
（3）切割速率
切割速率越慢，表面越光滑。当切割速率增加时，表面质量降低。然而，具有一平衡点，使得进一步降低切割速率并不会改善表面质量。
（4）混砂管基准距
混砂管基准距是指工件表面和混砂管尖端之间的距离。应保持基准距小于或等于混砂管的内径，一般应维持在0.01―0.10in。基准距过大，喷砂流会在切割之前散开，造成较宽、较大角度的切缝，且增加操作成本。基准距过小，混砂管会损害切割表面或破坏切割头组件。砂料和水也可能逆流至切割头和进给管内，尤其是在穿孔时。
（5）喷嘴/混砂管内径
常用的喷嘴/混砂管组合为.010/.030、.013
/.030、.016/.040。一般对于比0.25in更薄的材料，使用.010/.030组合，以降低切割速率并减小切缝。对于较厚的材料（0.25in以上），一般使用泵浦所能支持的最大切割头操作，选用.016/.040组合，能以较低的每成本进行较快的切割。
（6）砂料流率
对于特定压力，每一喷嘴/混砂管组合具有一最佳砂料流率。使用较最佳值大或小的砂料流率会增加每成本并或许将会产生较慢的切割速度。
3.3 水切割常见质量问题：
（1） 斜度
高速切割时切割面会形成“V”形斜度。切割速率增加时，斜度也会增加。可通过减缓切割路径或增加切割能力来降低或消除斜度。此外使用动态水切割系统时几乎不会产生斜度。
（2）操纵器痕迹
由不一致的操纵器动作引起的表面缺陷。如果操纵器振动或变化速率，在过渡区上切割表面会看到痕迹。
（3）条纹
主要发现于切面下区的水痕，在切过厚材料时，喷射流散失切割动力所产生的。诸如不良操纵器移动或砂料结块等不一致现象会大幅增大条纹。
（4）弧形向外掠出
当高速切割厚材料时，水流射出点将较水流射入点落后。转角或小半径时会引起水流较下部位向外偏离，造成较不正确的切割。为避免此现象，操作者必须在所有的小半径处减慢喷嘴移动率。
（5）射出口毛边
切割薄材料时，会出现射出口毛边。可利用较小的喷嘴/混砂管组合并使用较小的砂料，以较高的压力喷出限制射出口毛边。
3.4砂料、水质要求及成本
砂料必须使用经认可的砂料。因为砂料的种类和品质非常重要。未经认可的砂料含有诸如氧化矽、砷、汞、或氯化物会潜在危害健康。未经认可的砂料会大幅减少切割性能，增加操作成本。只有使用经认可的砂料，才能使切割头内耐磨耗组件获得最大使用寿命。
切割水的水质是影响机床部件使用寿命和性能的重要因素之一。切割水中所溶解固态物质（特别是钙、二氧化硅和氯化物）的最高浓度会影响高压部件的使用寿命。因此水切割机有一套软化水处理装置，以处理水质，达到切割软水要求。水质标准可根据水质化验分析确定水处理要求。
加砂水射流切割中的耗材是水、砂料、喷嘴以及混砂管。砂料和混砂管是加砂水切割所独有的材料。其它耗材也可用于纯水水切割。砂料的成本占设备运作成本的三分之二。工件越厚越硬，所需耗砂量越大。另外耗砂量也取决于所选择的砂嘴垫圈、喷嘴和混砂管的尺寸。通常砂耗量为：150―700g/分钟。磨料传输采用压缩空气控制送砂，真空负压方式混砂，能精确控制切割用砂的流量。在切割头上装有中间储砂器及计量装置，能无级调节切割用砂流量。
但想要通过降低砂料流速降低运行成本，是错误的。生产力是每英寸成本，不是每小时成本。每小时花多长时间运行加砂水切割并不重要。重要的是在给定的时间内生产出多少工件。必须快速生产工件以消耗间接费用（劳动力、设施、租赁费用等）。使用水切割机最大的功率和最高砂料流速尽快进行切割。
4 结论
（1）水切割由于其设备简单、成本低廉等优点已得到了越来越广泛的应用。水切割技术的应用将会更为广泛，除了切割各种材料，还用于工业清洗、冲孔、粉碎材料等。最近，福禄还采用超高压水切割成功实现杀菌，而不产生热效应。
（2）对易热变形材料的加工，水切割更具独特的优越性。目前我公司水切割机主要用于铝合金板材的下料。对于碳钢由于考虑到遇水易生锈等原因而采用数控火焰等切割方法。而对于不锈钢薄板由于对下料的精度要求较高而采用激光、步冲等方法。
参考文献：
1实习目的：
生产实习是我们机自专业知识结构中不可缺少的组成部分，并作为一个独立的项目列入专业教学计划中的。其目的在于通过实习使学生获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面；同时专业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道，培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神，也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径，逐步实现由学生到社会的转变，培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能；体验企业工作的内容和方法。这些实际知识，对我们学习后面的课程乃至以后的工作，都是十分必要的基础。
2实习内容：
①掌握机械加工工艺方面的知识及方法
②了解切削刀具方面的知识，熟悉常用刀具的结构、选择、用途等
③了解机床和数控系统的知识，特别是加工中心等典型的数控设备
④了解企业生产管理模式，学习先进的管理方式方法
⑤熟悉、巩固铸造工艺及设备方面的知识
3实习时间：
①柳州工程机械厂—————————————6月21日整天
②柳州东风汽车厂—————————————6月22日下午
③柳州钢铁厂—————————————————6月23日上午
④柳州力风塑料成型机厂———————6月23日下午
⑤上汽通用五菱公司———————————6月24日整天
⑥整理，写实习报告———————————6月24日———7月2日
定点实习厂：柳州东风汽车厂
东风柳汽公司是东风汽车公司的控股子公司，也是东风汽车公司在南方重要的载货汽车和轻型乘用汽车生产基地，国家大型一档企业。它还是国内第一家生产中型柴油载重汽车的企业，赢得了“柴油东风，柳汽正宗”的美誉。
1991年，东风柳汽创出了“乘龙”品牌并迅速形成市场知名度，奠定了“一门双杰，东风乘龙”的产品格局。
自从1997年成为国内最早通过iso9000质量认证的汽车生产企业之后，东风柳汽的事业就上了一个台阶。20xx年，东风柳汽公司更是推出面向公务、商务和休闲旅游用车市场的新一代多功能轻型车－东风“风行”商旅车，吹响了进军国内高档轻型乘用车市场的号角。
目前，东风柳汽已形成年产“东风”和“乘龙”商用车60000辆、“风行”乘用车30000辆的生产能力。
柳州汽车厂六个发展历程
（1）建厂期：上世纪50年代，主要以农用机械为主。
（2）1969年：生产出2。5t载用柳江牌卡车。
（3）1981年：生产出柴油翻斗车，同时加入了中国第二汽车制造厂，采用东风品牌。
（4）1991年：柳汽生产出新品牌———乘龙（平头车）。
（5）1997年：以75%的股权加入东风集团，成为其子公司，正式更名为东风柳州汽车有限公司。
（6）20xx年，成立东风集团和雷诺公司
生产基地：主厂、二基地（85年始建，位于柳江县，占地为714亩）、三基地
七大车间：车桥车间、机械车间、工装车间、热处理车间、车架车间、车身车间、总装车间
四大部件：汽车前后桥、举升器油缸、车架、车身
生产线：重车线、大车线、小车线
20xx年生产能力：大车60000辆小车30000辆
乘龙精神：自立自强创优创新同心同德为国为民
通过在柳汽公司车桥厂的实习，我们比较全面地了解机械加工及相关典型零件的生产技术过程。初步了解典型的机电一体化产品和设备的生产过程、培养我们收集资料的能力及提高分析问题的能力，使我们更好地学习、掌握机械工程专业知识。机械加工工艺方面我们重点了解了左壳锥齿轮差速器这一典型零件的机械加工工艺过程，听了有关技术人员对其的具体分析。并记下了该零件的工艺过程卡和工序卡等工艺文件。具体如下：（对应的工艺过程卡、工艺简图和工序卡见附录）
由于汽车转弯时，左右两边轮子的行程不同，所以转速不同，为防止转弯时出现滑动、滑拖现象，必须使用差速器调节两边轮子的转速。左壳锥齿轮差速器是用来固定支承轴承，防止微尘和外来颗粒侵入到锥齿轮差速器里面和防止锥齿轮差速器里面的油外泻。零件结构比较简单，在结构上成对称分布。生产纲领约为63000个，属于大批量生产。毛胚的选择
零件一般是由毛胚加工而成。在现有的生产条件下，毛胚主要有铸件，锻件和冲压件等几个种类。铸件是把熔化的金属液浇注到预先制作的铸型腔中，待其冷却凝固后获得的零件毛胚。在一般机械中，铸件的重量大都占总机重量的50%以上，它是零件毛胚的最主要来源。铸件的突出优点是它可以是各种形状复杂的零件毛胚，特别是具有复杂内腔的零件毛胚，此外，铸件成本低廉。其缺点是在其生产过程中，工序多，铸件质量难以控制，铸件机械性能较差，锻件是利用冲击力或压力使用，加热后的金属胚料产生塑性变形，从而获得的零件毛胚。锻件的结构复杂程度往往不及铸件。但是，锻件具有良好的内部组织，从而具有良好的机械性能。所以用于做承受重载和冲击载荷的重要机器零件和工具的毛胚，冲压件是利用冲床和专用模具，使金属板料产生塑性变形或分离，从而获得的制体。冲压通常是在常温下进行，冲压件具有重量轻，刚性好，尺寸精度高等优点，在很多情况下冲压件可直接作为零件使用。选择毛胚还应该考虑的原因：
（1）零件的力学性能要求相同的的材料采用不同的毛胚制造的方法，其力学性能有所不同。铸铁的强度，离心浇注，压力浇注的铸体，金属型浇注的铸体，沙型浇注的铸体依次递减；钢质零件的锻造毛胚，其力学性能高于钢质棒料和铸钢体。
（2）零件的结构形状和外廓尺寸，直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料。相差较大时宜采用锻件。形状复杂的毛胚不宜采用金属型铸造。尺寸较大的毛胚，不宜采用摸锻，压铸和精铸。多采用沙型铸造和自由锻造。外型复杂的小零件宜采用精密铸造的方法
（3）生产纲领和批量生产纲领大时宜采用高精度与高生产率的毛胚制造方法，生产纲领小时，宜采用设备投资小的毛胚制造方法
（4）现场生产条件和发展应该经过技术经济分析和论证
零件的材料为qt450—10，根据零件结构简单和对称分布的特点，零件的生产纲领为大批量生产
参观实习厂
一柳州工程机械厂简介
广西柳工机械股份有限公司是我国目前生产轮式装载机系列产品规模最大、产量最多、质量最好、设备最全的国家机械工业大型骨干企业，是广西首家由国营大型企业改造、发行社会公众股的股份制企业。
公司位于南疆龙城－－柳州市。净资产3。89亿元，员工5900人，生产区占地面积67万平方米。主要名优产品有：引进美国卡特彼勒公司技术生产的zl60e、zl100b等zl系列轮式装载机、井下装载机和履带式液压挖掘机，已形成4000台年生产能力的规模。
该公司计划通过实施总投资约12亿元的技术改造和外引内联、科、工、贸相结合等措施，20xx年形成年产装载机、挖掘机和推土机等多种工程机械系列产品10000台的综合生产能力，实现年销售收入51。5亿元和利税12亿元。本公司还将积极拓展房地产、商业贸易、服务旅游业及经批准的其它经营业务。
二入厂前培训
1数控机床的产生和发展
（1）1952年，在美国，计算机的应用使得数控技术的产生、发展得以有充分的条件。其最初用途为军工业的生产。
（2）20世纪60年代，晶体管的发明使得数控机床批量生产得以实现。
（3）20世纪70年代，苏联的数控机床产量超过美国，成为世界上数控机床产量第一的国家。
（4）20世纪80年代，日本的数控机床产量位居第一。其中尤以日本法拉克公司最为代表，其产量为全世界产量的30%，而德国的西门子产量也占15%。与此同时，在80年代初期我国也引进数控加工技术。
数控机床的分类
（1）经济型数控机床：一般由普通机床改装而成，精度和复杂程度较低，可实现两轴联动，可进行平面加工，价格较便宜。
（2）全能型数控机床：精度和复杂程度较高，一般可实现三至五轴联动，且有刀具库，可自动换刀。可进行平面和空间立体加工，价格一般较贵。
2柳州工程机械厂数控机床的应用
（1）1978年，柳州工程机械厂引进了数控切割机和火焰切割机。其主要功能是用于分离机械元件、零件和x、y轴联动的直线、圆弧切割。
（2）1985年，柳州工程机械厂从上海气焊机厂引进了z80单板机，其主要硬件设施有cpu、ctc、pto、eprom、ram2。
（3）1988年，柳州工程机械厂引进了一批价值600万美元的先进设备：
①数控车床②立式、卧式车床
③数控火焰切割机
④数控折弯机
⑤三坐标测量仪
⑥数控等离子切割步冲机
⑦机器人焊接线（位于结构分厂）
⑧铸制线
⑨双立柱加工中心————其最大加工距离为：x10000mm；y3000mm；z1500mm；w600mm。
3加工中心简介
加工中心是具有刀库的三轴联动数控镗铣床。其系统组成包括：数控系统cnc、驱动系统、测量及反馈系统i/o控制系统（plc）。加工中心分为立式加工中心、卧式加工中心、五面体加工中心等。
4装载机发展和发展趋势
（1）世界装载机发展史简介
①20世纪初，美国出现第一台装载机，它是用马车和钢丝绳构成，兼有驱动与装载的功能。
②20世纪40年代，第一次工业革命期间，装载机采用液压设备作动力，即先导式液压装置。
③20世纪50年代，第二次工业革命期间，装载机的变速箱采用液力变矩器，其工作矩为100n。m——425n。m。到60年代时，第三次工业革命期间，装载机采用角接式刚性车架。
④到上世纪70—80年代，产品向细化发展更为突出，装载能力提高到0。2m—16m。其中最有影响力的几个公司为：美国caterpillar、瑞典volvo、日本小松公司等。
（2）柳工装载机发展史
①上世纪50年代，柳工从上海糖果机械厂首次引进装载机生产设备。
②到了60年代，天津某研究所与厦门工程机械厂合作开发，仿制成功我国第一台z435型装载机。此项成果由柳工试验、鉴定合格。
③70年代，转载机装载能力有所提高，由z450提高到zl50了。
④一系列g类型产品
（3）现代装载机的发展趋势
①趋向于环保、高效、节能、可靠
②趋于机电一体化
③更具舒适性
④型号多样，有大、中、小等各种型号
⑤更加智能化
⑥有自动监控维护的功能
二进厂参观
1变速箱厂
设备：加工中心2数控车床17普通车床24
滚齿机21磨床18钻床8坐标镗床2
随着科技不断发展，计算机在机械辅助设计上的应用，现代CAD/CAM、FMS、CIMS都在数控技术上得到广泛应用。数控机床自1952年在美国成功研制以来先后经历了五个发展阶段。随着微电子和计算机技术的日益成熟，推动了我国数控技术的发展，国产数控系统相继开发成功，使我国数控机床在品质上、性能上得到了保障。由于数控机床有着对工件改型的适应性强、加工精度高、提高生产率等特点，因此在各领域得到了推广应用。
数控技术在钣金机床上得到了广泛应用，它解决了钣金加工中存在的零件精度高、形状复杂、批量大等问题。数控钣金机床包括数控剪板机、数控激光切割机、数控冲床、数控弯板机、焊接机、火焰切割机等。它们在生产中的应用大大提高了钣金加工能力、使钣金件在质量上、产量上得到保证，同时也大大的降低了工人的劳动强度。
剪板下料在钣金加工过程中是第一道工序，下料的准确度直接影响后面工序的加工质量，数控剪板机的应用保证了下料的尺寸及下料对角线的工差。数控剪板机是由数控装置、伺服系统、测量装置及机床组成。伺服系统是由三部伺服电动机和伺服驱动装置组成。机床前定位有两部伺服电机，通常一台主电机单独工作，加工范围2—500mm，如加工斜边则副电机工作，数控系统给出两个不同的指令形成斜边。后定位有一部伺服电机，主要加工大板面的产品，加工范围150～4000mm 。如上海产QC12K系列数控剪板机配备瑞士CYBELEC DNC60系列可储存36个顺序，内部存储记忆量100个顺序。
S冲压是钣金加工中一个重要环节，数控冲床可以代替过去三台冲床的加工能力。大大提高了生产率。数控冲床是一种用途广泛的机床，有单冲头和转塔两种。本文以CNC1000型为例，该机床产地意大利。属于C型结构的机床，加工范围：1270×1000mm，转塔有19个模具工位，分上下两部分分别装模具的凸模和凹模，凹模外部尺寸直径25.4mm、47.62mm、88.9mm、125.43mm、158.4mm、210.00mm，数控冲床一般有X、Y、Z三轴。X轴是机床0度方向，Y轴是机床90度方向，Z轴安装在转塔上是控制模具角度的装置。
机床操作者根据零件图和工艺要求确定加工方案编写程序单。操作者通过机床的操作面板，在EDIT方式直接将程序写入程序内存中；随着CAD/CAM和CIMS机术的发展，操作员可以通过计算机相关软件将图形输入到计算机内生成程序，拷入磁盘通过磁盘驱动器输入数控系统。还可以用计算机与数控系统串行的方法输入。数控冲床的编程指令分为G代码M代码，G代码是用来指令机床进行加工运动和插补方式的功能。如G91增量命令、G90绝对命令、G29弧形冲孔、G68步冲园弧。M代码是指令机床做一些辅助动作的代码。如M30程序停止。检验程序正确后，松开卡钳放入工件关闭卡钳。起动油泵及冲头执行程序完成加工。
数控冲床具有以下特点：
（1）全自动集中；
（2）冲床模具自动冷却和
（3）液压超载保护器屏幕显示和自动重新设置；
（4）配备有气动/液压操作可变压力板料夹；
(5)可全面支撑大型板料的特大工作台；
(6)高准确性，高速低噪音的液压数控冲床；
(7)能简易进行模具更换和安全连锁的滑动工作台；
(8)聚氨脂自由滚珠装置，防止材料表面划伤。
数控冲床加工工艺具有以下特点：
加工精度高。孔边距工差0.2mm，孔距工差0.5mm/m。
由于转塔上装有多种模具，使得工件一次装夹即刻完成全部加工内容。
机床可对工件单独加工或用群命令G98对工件批量加工，提高生产率。
工件在经历了下料、冲压两道工序后到达折弯工序。数控弯板机有着普通机床无法比拟的优点。如CASPRINI产地意大利，西门子数控系统，输入方法为手工编程，（1）通过控制面板直接输入板厚、模具号、抗拉强度、X轴尺寸、角度、工件长度、行程高度来完成编写。（2）对于一些形状复杂精度要求高的工件通过控制面板输入2D或3D图形，板厚，模具号利用人机对话的功能确定折弯顺序生成程序。程序生成后存放在程序缓充区内，如今后还要使用则存放在机床内存内，程序如需大量反复使用则要通过专用磁盘拷出备份。数控弯板机通常有前后两个拖料架，由数控系统控制根拒折弯角度确定拖料架仰起高度，这样就减轻了操作者的劳动强度。普通的数控弯板机有两个伺服电机驱动机床的X轴、Y轴。检测组件采用光栅尺，感应同步器，编码器等通常安装在机床的丝杠上，检测反馈装置将丝杠的位移量转换成电信号，并且反馈给数控装置，如果与指令值有0.02mm误差，则控制丝杠做出调整。高性能的弯板机在X轴两边各安装一个电机，使X轴可以加工斜边。在轴上各安装一个电机可加工两边不同角度的工件。在后挡板下面增加一个电机使后挡板可以上下移动更方便了操作加工。普通的上动式弯板机由于液压系统在机床上面长期的使用造成下模弯曲，因此数控弯板机在机床下放安装一套液压系统，当上下模相互工作时该系统对下模施力减小下模的变形，延长下模的使用时间。
数控弯板机的特点：
（1）程序建立后可自动或半自动工作，程序自动循环使工件一次加工完成从而改变了半自动加工时工件批量大、工序复杂的不便。
（2）数控系统自动计算油压避免超压对机床造成损坏。
（3）2D、3D图形输入功能的引入方便了复杂工件的加工，提高了加工效率。
关键词：钢结构建筑；高层；加工工艺
我国成为钢产量大国以来，钢结构技术在建筑领域的应用日益广泛。特别是在奥运会的影响下，国内出现了钢结构建筑热潮。在科学技术高度发达的今天，钢结构技术不断取得发展进步，已经成为我国建筑领域的主导力量。
1 钢结构原材料的选择
由于钢结构建筑主要建材是钢铁，导热性很好，耐火能力不足。基于这个问题，耐火钢的研究一直是冶金技术领域研究的重点课题，并不断取得进步，使得钢结钩在建筑业中的进一步发展成为可能。
一般情况下，高层与超高层建筑的总造价大体可以分为三部分，即钢材料的费用、制作安装费用和防火涂料的费用。其中，防火涂料的费用约占总造价的30%，比重较大。如果选择耐火钢作为钢结构的主材，可以有效提高钢结构的安全性与可靠性。虽然钢材料的价格有所上升，但通过防火涂料费用的降低可以在一定程度上予以弥补。
2 钢结构的加工过程
2.1 如何制作箱型柱
为保障钢板下料后的直线度，可以采用将两块钢板进行拼接的方法。在每一段柱高不超过十二米的情况下，这个方面可以获得较好效果。在进行划线下料时，要注意留下余量。其中，在划线的宽度方向上要留下余量3毫米、划线长度方向要留下余量50毫米，中间的隔板不留余量。按照5毫米左右的间隔，沿划线在长度方向用电钻钻孔，之后同时使用两台半自动切割机沿着划线中轴线进行切割。用水准仪将H型钢固定后，再进行焊接组装成临时组装平台。需要注意的是，焊接工作完毕后，务必保证在距离母材5毫米的地方完成引熄弧板的切断操作。最后使用磨光机进行修磨平整，并认真检查。整个过程当中，一定要避免用锤重击打焊接处，以保障焊接处的完整。
2.2 梁与连接板的加工与焊接
与通常制作工序相同，第一道工序是下料。一般情况下都是使用切割机进行型钢的下料。鉴于不同种类钢材性质不同，钢材下料过程中必须要由操作人员进行人工控制，所以在钢板下料时要使用半自动切割机。下料完成后，要把切割处打磨光滑并将金属残渣清理干净。同时对各种材料予以编号并分类摆放，以方便后续操作。为保障钻孔定位准确，在钻孔前，用划针或其他工具在材料上面标出孔的中心位置和直径大小，同时在孔的四周距离中心900毫米的位置上打四只冲孔，完成后仔细检查，确保位置准确。沿着与钢板受力方向垂直的方向用用电动砂轮机或是磨光机对钢板表面进行打磨，打磨范围不能超过螺栓直径的4倍。确保打磨光滑，防止在钢材表面摸出明显凹坑。
3 钢柱的制作与安装
在高层、超高层建筑中，作为主要竖向构件，钢柱决定着层高和建筑总高度必须要严格按照国家规范标准进行加工验收。对于100米高的超高层建筑，其钢柱由8到12节构件组成。在钢柱翻样下料制作过程中，焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形对于钢柱的使用性能影响很大，必须加以重视。要明确钢柱翻样下料长度和设计长度的区别，就算二者只差几毫米也不能混为一谈。要严格按照编号正确安装钢柱，即使上下两节钢柱截面完全相等时也不能混用。安装后要严格按照国家标准检查验收，确保工程质量。
通常可采取两种方法控制钢柱标高。一是按相对标高制作安装。一般适用于12层以下，层高要求不严的建筑。钢柱的长度误差要限制到3毫米以内，焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形都忽略不计，只要建筑物的总高度满足全部柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算达标。二是按设计标高制作安装。主要应用于12层以上，精度要求较高的建筑。第一节钢柱底面标高要符合土建的标高。全部钢柱的尺寸总和要与总设计尺寸相等。所有柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形都要计入相应钢柱的加工长度。不管是采用相对标高还是设计标高，在翻样下料制作过程中都要充分表达出来，并符合设计要求的总高度。
4 框架梁的制作与安装
H型钢是高层、超高层框架梁的首选材料。框架梁通常使用刚性连接的方式与钢柱宜连接。连接的钢柱为贯通型钢柱。钢柱内部与框架梁的上下翼缘对于的地方要设置横向加劲肋。在制造过程中，为使框架梁与钢柱连接处的节点域具有较好的延展性，连接固定更加牢固，同时也为了保障楼层层高的精确性，要在框架梁所在位置设置悬臂梁（短牛腿），使用剖口熔透焊的方法进行悬臂梁上下翼缘与钢柱的连接处的焊接，使用贴角焊缝的方法焊接腹板。对于框架梁与钢柱的悬臂梁（短牛腿）连接，上下翼缘的连接处采用衬板（兼引弧板）全熔透焊缝，腹板采用高强螺栓连接。
由于钢筋混凝土施工允许偏差很大，远远不能符合钢结构的精度要求，所以对于框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接的情况，可在腹板的连接板上开设椭圆孔。开孔时要保证椭圆孔的长轴孔径小于螺栓孔径的2倍，同时要留够充足的孔边距。由于焊接过程中产生的收缩，框架梁的翻样下料长度和设计长度并不相同。通过经验公式加以计算并在实际加工后校核，可以比较准确的排除焊接收缩变形的影响，确定其翻样下料的精确长度。在进行高强螺栓群连接时，要确保孔位精度。现阶段常用的方法有模板制孔和多轴数控钻孔两种。相对于模板制孔，多轴数控钻孔精度更高，所以在条件允许的情况下建议使用多轴数控钻孔。如果采用模板制孔，首先要保证模板的精度，它是后续施工的基础。对于孔位发生局部偏差的情况，只能用铰刀扩孔，绝对不能用气割扩孔，否则就要按照重大质量事故处理。
5 钢结构的防火处理
消防安全是建筑物的重要属性。由于钢结构建筑防火性能存在先天缺陷，必须加以改进克服，使其防火性能满足设计规范中的相关要求。钢结构的防火问题主要是钢结构在高温下容易发生变形进而导致结构坍塌。针对这个问题，可以从多方面着手解决。常见的有在钢结构表面刷涂耐火隔热材料以避免钢结构与火焰直接接触，从而降低钢结构受热程度。在实际施工中，要因地制宜，根据工程的具体情况采用相应方法。
6 结束语
钢结构技术具有强度高、抗震性好、自重轻、节能环保、隔音保温等特性，在建筑领域的竞争优势日益凸显。随着我国科技进步和经济发展，特别是加入世界贸易组织以后，钢结构势必迎来更加广阔的发展前景。我国钢结构建筑企业目前已经初具规模，要牢牢把握这个机会，加快自主研发，推动技术升级改造，不断提升国内乃至国际市场的竞争力，从而实现企业的可持续发展和经济效益最大化。
参考文献
[1]边辉颜，边辉娟.钢结构建筑的维护保栅中国科技信息，2008（5）：155.
一、煤矿机械设备进行改造的目的
为了确保煤矿机电设备能够满足现实的社会生产需求，在进行机电设备的改造过程中，必须紧密的与社会市场的需求相结合，只有这样才能够提高其实际的应用价值。面对当前新型设备的不断增加，在进行煤矿机械设备的改造加工过程中正在面临中严峻的竞争，如果设备的改造质量及性能满足不了客户的实际需求，就会被市场所淘汰。所以，在进行煤矿机械设备的加工制造以及改进的过程中，主要的目的是为了提高机械设备的使用精度、提高设备的应用质量、强化其对工件加工的精准度，保证产品的使用性能能，使改造后的设备能够满足社会的市场需求。
二、煤矿机械加工制造行业中设备的改造
2.1实用液压支架的改造煤矿生产需要应用众多的大型机械生产设备，各种液压支架、大功率采煤机等重型设备的应用已经在该行业中屡见不鲜。煤矿机械制造的相关设备的质量以及在投入使用后的效果主要有机械加工的水平决定。面对当前社会发展中对煤矿设备使用要求的不断提升，原有的传统设备已经不能够满足现代社会的需求，为了能够使其达到当代社会的靳明张作君北方重工集团有限公司矿山机械分公司辽宁沈阳110860要求，在进行现有机械设别的使用中，必须基于其基础之上进行一定的改造，使其能够满足生产要求。通过实践分析可以发现，首先我们可以对煤矿机械设备中应用的数控切割机进行改造，通过将已经报废的或者废弃不在使用的设备修复完整后，通过切割下料等降低打磨、人工划线等工作量的提升，进一步的提高劳动的生产效率，降低工人的劳动强度，其次，还能够保证焊接后的结构原件之间的圆弧度达到光滑与流畅要求，确保其质量及外观过硬，确保数控车床能够快速的代替普通的车床。通过合理的应用数控车床，将有效的提高相关机械的制造加工质量以及销轴的制造表面粗糙度，保证组合的煤矿机械设备达到使用的要求。并且，还可以保证铰接孔处的销轴类部件之间的磨损降低到最低，保证煤矿机械设备使用寿命得以延长，还可以确保设备之间的支架能够灵活的进行运动，提高了设备应用的安全性。若能够对退火炉进行扩建，必然能够降低加工的机械原件的铸造退货时间，缩短制造工期，保证组焊工作的顺利进行。
2.2矿业机械的焊接在进行机械构件的焊接过程中，往往都会使用火焰矫正焊接的方法，但是该方法中对变形矫正技术的应用一直是一个急需解决的难题。在进行构建焊接中，其变形的主要原因就是焊接的构件在接受焊接的过程中所受的热力分布不均匀，而火焰矫正的目的就是为了是机械构建能够通过矫正的方式达到一个重新平衡分布的目的。所以，在矫正过程中就必须对应力的集中点进行准确的选择，并合理的应用矫正加热方式。在进行煤矿机械加工制造设备的改造中，在面对变形问题发生时主要应用如下几种矫正方法。结构件顶板或底板局部隆起一般采用点状加热方式。点状加热俗称蜂窝加热，即火焰加热是有规律排列的点。对于槽形结构局部向上弯曲的变形，矫正的时候可以在腹板的两侧向一个方向进行线状摆动，加热的宽度视变形的大小和钢板的厚度而定。线状加热就是将火焰沿着直线方向移动、同时作一定的横向或者循环摆动。
2.3特大型箱形井架的制造通过机械研修厂对焊接坡口形式、焊接变形与焊接工艺等对箱型井架制造焊接质量的影响进行研究，并对焊接坡口形式、影响焊接变形的因素等进行了工艺试验，制定出合理的制造工艺和完善的工艺规程，制造出高质量的箱形井架。按照设计要求，副井井架均为特大型箱形钢结构件，四腿八叉，且每节长度均在8m左右。其中，主井井架高度为70.6m，总重约为730t以上，各平台梁也为方箱结构，随着层次上升，柱腿端面尺寸逐渐增大。设计技术条件为：主副腿及平台梁为一级焊缝构件，4条主焊缝100%超声波探伤，I级合格；各腿梁棱边直线度及四侧面平面度，单节不大于3mm，整体组焊后不大于5mm；各节两端对角线偏差为其公称尺寸的1%。焊缝质量和几何尺寸要求都极为严格。
三、结束语
煤矿机械加工制造行业中机械设备的改进工作将直接影响到煤矿开采行业的发展，做好煤矿机械设备的改造、改进，将有助于提升机械设备的使用可行性、可靠性以及生产过程中的安全性，最大程度上发挥煤矿机械设备的现实应用价值，促进社会经济的发展。
作者：靳明 张作君 单位：北方重工集团有限公司矿山机械分公司
Liu Jiuliang；Liu Guiqiang； Bai Hongsheng；
Huang Zhilun； Liu Xianting
（Sany Heavy Equipment Co.，Ltd.，Shenyang 110027，China）
摘要： 介绍了氢氧混合气作为一种绿色、低碳、环保的燃气，在实际工业生产中应用的优越性，分析对比了氢氧混合气和丙烷气的经济效益，阐述了氢氧混合气代替丙烷气在数控火焰切割机上应用的可行性。
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.
关键词： 氢氧气 丙烷 切割 经济效益分析
Key words: hydrogen and oxygen gas；propane；cutting；economic benefits analysis
中图分类号：TG1文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）15-0042-02
0引言
氢氧切割作为一种新型绿色切割技术，其以水为原料，通过电解，产生纯净的氢氧混合气，燃烧后的产物也是水，绿色环保，正在被越来越多的公司接受。经过多年的发展改进，该技术已经基本成熟，如今越来越多的国内知名企业开始使用氢氧切割取代旧式的切割技术。
1原理分析
1.1 氢氧气的生产和切割过程
从上式可以看出由电解水产生氢氧混合气体，燃烧后产物仍是水，绿色环保，不产生对人体有害的有毒气体。这也符合目前低碳的经济发展需求。
1.2 几种常见气体特性比较从表1可以看出，氢氧气的燃烧温度和丙烷的燃烧温度差不多，都可以达到钢铁的燃烧温度，但是其热值较低，因此热影响区小，加上燃烧速度比丙烷高3倍，所以火焰较集中，穿透力强，预热时间短。
2氢氧切割现场切割试验
2.1 试验参数
2.2 试验反馈
2.2.1 火焰该气体的火焰纯净，火焰成淡蓝色，燃烧速度快，穿透力强，热影响区小，无明显反水现象，切割热值较低，不会出现温度过高融化挂渣现象。但是无明显燃心，因此需要在气体中混入5%-8%的丙烷气体帮助工人寻找燃心，以便于预热。待工人熟练后即可取消丙烷气。
2.2.2 割缝质量与传统气源相比较，切割质量好，切割表面平滑，挂渣较少，因为氢氧切割时气体本身不含碳，因此切割后的氧化皮较脆，容易清理（敲击钢板侧面即可敲掉），并且可以对100mm以下的厚板进行切割，如图3。
2.2.3 安全性机内压力达到0.15MPa时自动停机。继续用气，压力低于0.05MPa时回复工作。每小时产生氢氧混合气体9000L。每台氢氧切割设备可以带多把割枪，可同时使用一个水封进行保护。燃气随产随用，不储存，开机一分钟即可进行切割，避免了其他燃气再集中运输，储存带来的安全隐患。
2.2.4 操作者使用情况反馈工人刚开始操作时会有火焰比其他气体“冲”的感觉，并且不利于切割前的预热。管道输送能力差，不宜长距离管道，输送途中一旦有泄露现象则会因为压力不足不能完成切割需求。氢氧气无毒不会损害现场人员的健康，燃烧后无废物排出，不污染环境，符合环保要求，可以减少环保排污费用支出。
3硬度试验
以δ25mm的16Mn钢板为母材做割坡口硬度试验。分别选用了纯丙烷气、纯氢氧气、氢氧气+5%的丙烷气作为切割气进行硬度比较。通过表3数据可以看出，使用氢氧混合气切割坡口时材料的硬度没有变化，切割外观光滑完好。
4与丙烷气切割对比经济效果分析
对氢氧气和丙烷气切割的经济效益的对比分析。氢氧发生器和丙烷的切割试验在相同的切割条件下（一把枪）进行，试验结果如表4所示。
4.1 实验数据
4.2 试验成本比较
实验共进行四次：其中丙烷气消耗量为112kg，氢氧消耗电能650度。
按成本价格丙烷6.8元/kg，电价0.6元/度计算。
消耗丙烷气成本：6.8×112=762元
氢氧气成本：0.6×650=390元，
由此可知使用氢氧混合气比使用丙烷气成本节约：（762-390）÷762≈49%
5结论
5.1 氢氧发生器以水为原料，通过电解，产生纯净的氢氧混合气，其燃烧产物也是水，绿色环保。与传统气源比较，火焰纯净，燃烧速度快，不产生H2S、CO2、NO等有害气体，穿透力度强，热影响区小，切割质量好，且对切割表面的硬度没有影响。
5.2 该设备所产燃气为氢氧混合气。燃气随产随用，不储存，开机一分钟即可进行切割，避免了其它燃气再集中运输，储存带来的安全隐患。节省工人因为换气罐造成的停工等待时间，提高下料效率。
5.3 使用氢氧发生器切割后，照比传统切割技术每年可节约成本55%左右。
参考文献：
[1]吕勇.攀钢连铸机氢氧切割工艺技术研究.冶金动力[J].2008年，2期：11~14.
