翼形螺母的數(shù)控火焰切割工藝

江漢石油管理局第四石油機械廠 （湖北 434024） 郭增玉

1.概述

因數(shù)控火焰切割機的切割效率高，切割精度高，在企業(yè)的實際生產(chǎn)中數(shù)控火焰切割已不再單單用于備料生產(chǎn)，為了降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，提升工作效率，對于一些表面加工精度要求不太高的零件，已經(jīng)完全可以用數(shù)控火焰切割的方法來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機床切削加工。

經(jīng)過多年的實際數(shù)控火焰切割經(jīng)驗的積累，我們已成功把數(shù)控火焰切割技術(shù)應(yīng)用在一些產(chǎn)品的切削加工過程中。不但提高了生產(chǎn)效率，而且大大降低了生產(chǎn)成本。本文以高壓管匯產(chǎn)品中使用的節(jié)流閥元件翼形螺母（見圖1）為例，來說明在數(shù)控火焰切割代替切削加工方面的一些應(yīng)用。

翼形螺母采用自由鍛毛坯，以前的加工過程是在粗加工完內(nèi)孔和凸臺后（見圖2），三爪外形一直采用數(shù)控銑的加工方法，因銑外形加工周期長、費用高，在一次訂單批量較大的生產(chǎn)中，為縮短交貨周期，降低生產(chǎn)成本，決定嘗試采用數(shù)控火焰切割機切割三爪外形的方法來代替數(shù)控銑加工。

圖1 翼形螺母

圖2 粗加工螺母

用數(shù)控火焰切割機對單個零件進行加工，尤其是這種已粗加工成形的零件，最大的困難就是找準基準和找正中心。因翼形螺母的外圓輪廓已加工成形，內(nèi)孔的粗加工也已經(jīng)完成，如果用數(shù)控火焰切割機在切割三爪外形時，找不準零件的中心，或切割過程中在高壓氧的吹力、切割的邊角余料和零件分開時張力的作用下，使翼形螺母移位，都會使切割的翼形螺母外圓輪廓與內(nèi)孔不同心，切割出不合格的產(chǎn)品，偏心嚴重的甚至會造成零件報廢。

2.切割工藝

為了解決以上問題，確保產(chǎn)品的質(zhì)量，我們制定了以下切割工藝和切割方案：

（1）采用芯軸定位和底盤固定的方法，以實現(xiàn)在切割過程中零件位置的固定，防止翼形螺母偏移。底盤的重量要足以保證在切割過程中零件不會發(fā)生絲毫的移動。如圖3所示，零件裝在芯軸上，零件的內(nèi)孔和芯軸之間配合一定要緊密，不要有縫隙，保證在切割的過程中，零件不會在芯軸上有晃動。帶有凸臺的芯軸可保證在切割過程中，零件和底盤之間留有足夠的空間以保證在切割過程中吹落的高溫氧化渣不會燒傷零件，造成零件的表面質(zhì)量缺陷。

圖3 零件

（2）零件安裝在芯軸上時，零件的中心和芯軸的中心是重合的。在編程時，繪制的產(chǎn)品1∶1的圖樣，如圖4所示，內(nèi)圓采用直線穿孔，穿孔半徑等于圖樣內(nèi)圓的半徑，這樣穿孔點就和零件圖樣的中心重合。在芯軸上打中心孔，在切割時只要使內(nèi)孔的穿孔點和芯軸的中心孔重合，就找正了零件的中心。因零件的內(nèi)孔在后續(xù)的加工中還要進行精加工，數(shù)控切割過程只切割零件外形輪廓，圖樣中的內(nèi)孔主要是起一個輔助作用，用于幫助找正中心。切割程序開始運行時，當割槍移到圖樣中內(nèi)孔穿孔點的位置時，手工操作切割設(shè)備，使割槍割嘴的中心對準芯軸的中心孔，然后按切割程序空程走完內(nèi)孔，因零件已進行粗加工，為了防止翻出的高溫氧化渣燒傷零件表面，留下表面缺陷，切割外輪廓時不能在零件上進行穿孔切割，一定要采用邊緣切割的方法進行切割，即選擇邊緣穿孔法。

采用邊緣穿孔時，首先將參數(shù)中控制菜單中“邊緣穿孔”選中，切割程序開始空程走完內(nèi)孔割槍移至外穿孔點，系統(tǒng)提示選擇穿孔點位置時一定要選擇邊緣穿孔，然后操作者可按【↑】【↓】【←】【→】鍵，調(diào)整割槍的位置到零件的邊緣，開始預(yù)熱，當預(yù)熱結(jié)束后，按【啟動】鍵，割槍沿直線距離和選定的切割速度切割到穿孔點，再繼續(xù)按切割程序進行切割加工。

圖4 組合示意

（3）因翼形螺母的外輪廓用火焰切割完成后，不再進行表面加工，為保證切割面質(zhì)量，在切割前一定要做好充分的準備工作。首先要保證切割機料架的平面水平和割槍的垂直，在切割過程中始終保持零件的表面和割槍處于垂直狀態(tài)；然后調(diào)整切割氣和高壓氧的壓力，檢查割嘴的燒損情況，根據(jù)氣體的壓力和割嘴的使用情況來調(diào)節(jié)切割速度，確保每個零件在切割過程中一次割透且中途不能斷火，以保證切割表面光滑，無扭曲、凹坑等質(zhì)量缺陷。

（4）一個零件切割完成后，要及時清理吹落在底盤上的氧化渣，防止因氧化渣的堆積影響下一個零件的切割。切割完成后，清除零件切割表面的氧化渣，打磨棱角，檢查零件外觀及尺寸，使之符合圖樣要求。

3.結(jié)語

經(jīng)過我們多次試驗，采用數(shù)控火焰切割機切割翼形螺母外輪廓代替銑外形，其表面質(zhì)量完全符合圖樣要求。因零件的熱處理工序是在三爪外形切割成形之后，所以火焰切割對它的使用性能不會產(chǎn)生大的影響，而采用數(shù)控火焰切割能使翼形螺母的加工時間大大縮短，既提高了生產(chǎn)效率又降低了生產(chǎn)成本。