Optimización de la trayectoria del proceso de corte por plasma CNC y control de deformaciones

Optimization of CNC plasma cutting process path and deformation control

La máquina de corte por plasma CNC tiene muchas ventajas, como operación simple, alta precisión, alta eficiencia de trabajo, baja intensidad de trabajo, etc., y se usa ampliamente en muchos tipos de piezas procesadas. Las máquinas de corte por plasma CNC se utilizan a menudo en muchas industrias, como maquinaria química, industria automotriz, maquinaria de ingeniería general, etc. Para aquellos materiales que son difíciles de cortar por métodos tradicionales, se puede completar mediante corte por plasma CNC. Además, en la velocidad de corte, al cortar láminas de acero al carbono ordinarias con un espesor pequeño, la velocidad de corte por plasma CNC es varias veces más rápida que la velocidad de corte por oxígeno tradicional. Al mismo tiempo, la superficie de corte permanece lisa y la deformación térmica es mejor. La calidad de las piezas de corte de la máquina de corte por plasma CNC tiene una influencia crítica en la calidad del producto, y la optimización científica y razonable de la trayectoria de corte es de gran valor.

Análisis de las causas de la deformación térmica de las piezas cortantes.

En el proceso de operación de corte por plasma, la probabilidad de deformación térmica es pequeña. Sin embargo, es difícil evitar la tensión interna residual en el laminado y enfriamiento de la chapa. Esto se debe a que durante el proceso de corte, debido a la influencia de factores locales de fuente de calor de alta temperatura, la hoja de metal se expandirá a lo largo de la dirección de corte y la placa base alrededor de la hoja de metal expandida estará sujeta a ciertas restricciones, lo que provocará que la hoja de metal para cortar Se produce una mayor tensión en la posición del borde. Cuando la tensión es mayor que el límite elástico del metal, puede producirse una deformación plástica por compresión y la contracción tiende a producirse durante el proceso de enfriamiento subsiguiente. Cuando se enfría a temperatura ambiente, debido a la limitación del metal base circundante, puede aparecer a lo largo de la dirección de corte. Acorte el problema de deformación y la tensión de tracción residual aparece en el interior, que también es la fuente de la deformación de corte.

cnc plasma cutters CNC system

La elección del proceso en el proceso de corte

Para minimizar la deformación causada por el corte, es necesario posicionar con precisión la hoja de metal antes de cortarla. Cuando las condiciones lo permitan, podemos utilizar una plataforma electromagnética de contacto multipunto para nivelar la chapa de modo que se elimine por completo la tensión residual interna de la chapa y se mejore la planitud de la chapa. La máquina de corte por plasma CNC es una combinación de máquinas de corte por plasma de alta velocidad, alta temperatura y alta energía y equipos de corte de chapa metálica controlados por computadora. El trabajo se controla automáticamente de acuerdo con la preprogramación, por lo que antes de determinar el programa de procesamiento, el proceso de corte del procesamiento, el punto de partida, la dirección, la secuencia de corte y la velocidad de procesamiento, la calidad de la pieza es decisiva.

1.Selección del punto de partida

En general, el arco de la pieza de corte se encuentra principalmente en el borde del corte de la placa de metal o en la parte media de la hendidura. En el caso de distancias relativamente grandes, a menudo habrá problemas de arcos rotos y ningún arco, lo que resultará en algunos problemas de corte impenetrables causados por el corte de la pieza de trabajo. Si el problema del arco roto es más grave, puede incluso provocar situaciones graves en el desguace de las piezas cortantes. En el caso de que la distancia entre el punto de inicio del arco sea muy pequeña, existen algunos cortocircuitos entre la boquilla y la pieza de trabajo y el peligro de quemar las boquillas, lo que también puede causar algún daño al proceso de corte. La construcción práctica muestra que es más apropiado mantener un espacio de 5-7 mm entre la boquilla y la pieza de trabajo, y la distancia entre el corte por plasma de aire y la boquilla de agua y la altura de corte por arco de plasma comprimido puede ser ligeramente menor que la distancia de 5 -7mm.

2.Selección de la dirección de corte

Al cortar, para garantizar la dirección de corte correcta, para asegurarse de que el último borde de corte esté separado de la placa base de corte. Si la parte de corte y la placa base se separan demasiado pronto, a menudo puede hacer que los marcos de las esquinas circundantes no puedan resistir la tensión de deformación térmica que se produce durante el corte y el fenómeno de desplazamiento de corte que se produce durante el proceso de corte, que eventualmente provocará la tamaño del dispositivo fuera de tolerancia.

plasma cutting and oxyfuel cutting machine

3.Influencia de la secuencia de corte

La secuencia de corte también tiene una mayor influencia en la pieza de corte. Por lo general, las piezas anidadas en la placa de acero deben cortarse de acuerdo con el orden determinado. El principio actualmente reconocido es "primero adentro y luego afuera: de pequeño a grande, la línea primero y el agujero primero". El primer paso es cortar el contorno interior de la pieza de trabajo; el segundo paso es cortar el contorno exterior de la pieza de trabajo; tercero, el primer paso es cortar partes con un área más pequeña; el cuarto paso es cortar piezas de gran tamaño. Si no se lleva a cabo de acuerdo con el orden especificado, el corte del contorno interno en la placa de metal y las piezas pequeñas a menudo causará problemas de deformación durante el procesamiento y, en casos severos, incluso puede causar un desguace de la pieza de trabajo. ; al realizar el corte de borde común, asegúrese de que la pieza de trabajo El borde común y la línea de contorno estén separados y cortados, y los dos casos de división en línea y orificio de formación se consideren por separado, y el orden aún se lleve a cabo en el orden de línea primero y agujero.

4.Selección de velocidad de corte

La velocidad de corte se refiere a la velocidad de movimiento relativa entre el soplete de corte y la pieza de trabajo durante el proceso de corte. La velocidad de corte adecuada es un factor clave para garantizar una superficie de corte recta. Cabe señalar que la corriente utilizada para el corte, el tipo y el caudal de gas, el grosor del material de la pieza de trabajo, la estructura de la boquilla y la cantidad de arrastre tienen una gran influencia en la velocidad de corte. Si la potencia es constante, el aumento de la velocidad de corte a menudo dará lugar al fenómeno de sesgo. Esto requiere que hagamos el soplete de corte perpendicular a la superficie de la pieza de trabajo cuando estemos realizando trabajos de corte. Para facilitar la eliminación de la escoria en la operación real, puede tener un ángulo de inclinación hacia atrás dentro de los 3 °, lo que puede mantener el mejor corte sobre la base de garantizar la velocidad de penetración.

Análisis de deformaciones y control de piezas de corte

En términos generales, la placa procesada es fácil de expandir y contraer con calor. Por lo tanto, durante el proceso de corte, el movimiento relativo aparecerá entre la pieza procesada y el material restante en gran medida. Comparamos el peso de la pieza procesada con el peso del material restante, encontramos la diferencia y resumimos los siguientes tres posibles desplazamientos relativos.
(1) Cuando el peso de la parte procesada es mucho mayor que el peso del material restante, durante el procesamiento, asegúrese de que la parte procesada no se mueva y el material restante se mueva en relación con la plataforma. El propósito de esto es no afectar el tamaño de la pieza de trabajo.
(2) Cuando el peso de la parte procesada es mucho menor que el peso del material restante, durante el procesamiento, el material restante permanece estacionario y la parte procesada se mueve con respecto a la plataforma. Esto es muy fácil de provocar desviaciones en el proceso de procesamiento.
(3) Cuando el peso de la parte procesada es básicamente el mismo que el peso del material restante, la parte procesada y el material restante pueden moverse con relación a la plataforma, lo que tiene un impacto significativo en el tamaño de la parte procesada. La práctica ha demostrado que, en circunstancias normales, el error de tamaño de la parte procesada del material restante con respecto a la plataforma estará entre 0,3 y 3 mm.

1.Control de deformación de un lado de la pieza de trabajo

Cutting process path optimization 1

En el proceso de corte por plasma CNC, la elección de diferentes procesos de corte también producirá diferencias en la deformación. En el tipo de material de hoja que se muestra en la figura de corte 1, si se selecciona el punto A como el punto de inicio del arco, la dirección y el orden de corte seleccionados son: A → D → C → B → A (que se muestra en la Figura 1a), después de completar la Corte AD, procesando la sección DC, debido a que el material residual en la sección DC es relativamente estrecho, durante el proceso de corte, la alta temperatura hará que aparezca el material residual en la sección DC.
Con la extensión lineal, el segmento CB se desviará hacia afuera. Una vez completado el corte, el tamaño del segmento de CC se reducirá hasta cierto punto por δ (que se muestra en la Figura 1b), y el tamaño de δ es proporcional al tamaño del segmento de CC. Si se selecciona la secuencia de corte de A → B → C → D → A, la pieza de trabajo se separará de la madre a través de la ruta DA al final, lo que puede reducir efectivamente la deformación de corte.

Cutting process path optimization 2

2.Control de deformación de piezas delgadas

Para el corte de piezas delgadas como la Figura 2, si se siguen la secuencia de corte y la ruta de A → B → C → D → A, durante el corte del segmento DA, la expansión del segmento BC puede prevenir aún más el segmento CD de aparecer y continuar. Expansión, después de que se completa y enfría el corte general, la contracción del segmento DA es mayor que la contracción del segmento BC, lo que hará que la pieza de trabajo se doble hacia el lado DA. La cantidad de curvatura lateral δ está relacionada con la relación de aspecto de la pieza de trabajo. Cuanto mayor sea la disparidad de la relación de aspecto, mayor será la cantidad de curvatura lateral δ. Si se emparejan dos piezas para el corte (como se muestra en la Figura 3), si elegimos el punto A como punto de partida, la dirección de corte y el orden de la pieza de trabajo son: A → B → C → D → E → A → F. Cuando se completa la sección DE, la relación de aspecto de la pieza de trabajo separada de la placa base se reducirá a la mitad, y la cantidad de flexión lateral δ también se reducirá en consecuencia. Si la contracción y expansión en ambos lados de la pieza de trabajo son aproximadamente iguales durante el corte de la sección AF, entonces la deformación por flexión lateral de la pieza alargada se puede reducir aún más.

3.Proceso de corte de piezas de formas especiales

Cutting process path optimization 3

Para las piezas especiales que se muestran en la Figura 4, los métodos mencionados anteriormente se pueden integrar de manera integral para seleccionar la ruta de corte.

Cutting process path optimization 4

(1) Para las piezas cóncavas, podemos adoptar dos métodos de corte emparejados, primero cortar la forma interior, luego cortar la forma exterior y finalmente cortar las dos piezas por separado desde el exterior hacia el interior. La secuencia de corte específica puede ser como se muestra en la Figura 5, el orden interno es: A1 → B1 → C1 → D1 → A1, el orden externo es: A → B → C → D → A El orden de corte es: E → F, H → G.

Cutting process path optimization 5

(2) Para piezas huecas desplazadas, se pueden adoptar dos cortes emparejados y, finalmente, se completa la separación. La secuencia de corte se puede realizar como se muestra en la Figura 6; el orden interno es: A1 → B1 → C1 → D1 → A1, A2 → B2 → C2, → D2 → A2, el orden externo es: A → B → C → D → A; finalmente, realice el corte y la separación E → F.

En la industria de procesamiento, en comparación con el corte por llama, el corte por plasma CNC tiene ventajas más destacadas en la calidad y eficiencia del corte. Puede cortar una variedad de metales a través de diferentes gases de trabajo, y el efecto es notable, especialmente para el corte de metales no ferrosos. La investigación y exploración en profundidad de la ocurrencia de corte de la máquina de corte por plasma CNC tienen un muy buen efecto en el tratamiento de nivelación antes del corte y el tratamiento de fijación de la placa, que puede prevenir efectivamente la ocurrencia del fenómeno de desplazamiento durante el corte; proceso de programación, el proceso de corte tenemos una opción razonable para asegurar que la dimensión máxima más grande de la cara final esté separada del corte madre; al cortar piezas con forma, prestamos atención a dos modos de control de corte emparejado, elemento de corte que evita la deformación en la ocurrencia del estado.

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