典型切割工艺在机车车辆零件生产中的应用

    机车车辆制造工业发展到今天，高端产品制造都采用了自动化设备，使用轻量化的原材料，比如高铁、城轨车、地铁车都大量使用不锈钢或铝合金材料。但使用这些材料的零件在切割时，容易发生变形、薄板板材抖动等现象，导致切割面质量下降，自动切割设备在切割起点和终点时造成零件切割断面缺陷。

    经过长期生产实践不断探索和研究，采用“工艺尖”法、“搭扣”法、“微连接”法等工艺手段很好地解决了热切割和冷切割中产生的变形、断面质量下降、材料利用率低等问题。下面就以冲压切割零件为例，阐述几种典型工艺在生产中的应用。

    1 热切割

    由于热切割时零件会产生变形，为解决此类问题，针对不同复杂零件的工艺特点，结合不同设备编程手段，总结出以下的切割工艺。

    1.1 预留反变形量

    对于形状复杂的零件，如枕梁腹板(见图1)，厚度δ=6mm，碳钢，在火焰切割过程中由于拐点多，产生热量集中，零件变形较大，成型的零件相应的尺寸缩小，直接影响焊接质量。通过多次切割试验，采用预留反变形量的工艺，在编程过程中改变零件两端尺寸，即L=L(原图长)+x值，人为地加上反变形量，来确保切割后的零件尺寸达到图纸设计要求。实践证明此办法是切实可行的。

    1.2 “工艺尖”法

    感应器座，材质为5275，厚度δ=50mm，零件为四角倒R，切割时火焰的引入、引出弧都必须在直边。由于材料厚，因此引入弧的打孔时间很长，难免会造成加工收弧时零件产生缺陷，造成产品质量不合格(见图2)。为解决此类问题，经过多次试验，采用“工艺尖”的方法，即在绘图时根据不同料厚，人为地在零件上画出一个尺寸不同的小三角(工艺尖)，编程时把引入、引出弧均放在工艺尖上，见图3，避免了引弧、收弧缺陷留在零件上。零件后期经过打磨满足尺寸要求。此方法在很多料件上得到了应用，达到产品质量要求。

    图1 枕粱腹板零件图

    图2 改进前的感应器座

    图3 改进后的感应器座

    1.3 “搭扣”编程法

    为了防止厚板切割零件受热变形问题，编程时引入了“搭扣”的加工方式。即在加工板材周边(废料区)采用“搭扣”形式的引入线，起到穿孔引弧的作用，使得穿孔时产生的大量热量散发在废料上。“搭扣”又能使得板材相互咬合不散，待切割枪真正进入零件切割时，确保零件加工受热均匀且热变形最小。在厚度δ≥140 mm的零件上采用此方法加工，应用效果良好。