用戶在金屬加工中經(jīng)常面臨如何選擇最適合的數(shù)控切割機(jī)設(shè)備切割工藝。目前主流的幾種金屬切割工藝，在切割厚度、切割精度、冶金性能及生產(chǎn)效率等方面都各有特點。本文小編將根據(jù)各種數(shù)控切割機(jī)設(shè)備切割工藝特點進(jìn)行總結(jié)，希望給用戶帶來更好的認(rèn)識，便于做出最好的選擇。       

   1. 用戶需求分析       

   （1）設(shè)備購置費用   等離子、火焰、激光和水刀切割方式都需要配備不同的CNC數(shù)控、除塵設(shè)備及CAD/CAM軟件等。例如，相比水刀和火焰較慢的切割速度，激光在薄板上就要求更高的速度和精度。這些要求會直接導(dǎo)致設(shè)備成本的巨大差異。       

   （2）單位零件或長度切割成本   包括氣體、噴嘴、電極、電和水等，某些情況下還含設(shè)備購置費用和人工成本，所以在進(jìn)行對比時一定要注意其范圍。相對于單位時間成本，單位零件或長度成本涵蓋了切割速度和生產(chǎn)效率，更具有實際的參考價值。       

   （3）易用性   主要是軟件和CNC數(shù)控。現(xiàn)在通過將專業(yè)經(jīng)驗內(nèi)置集成而縮短學(xué)習(xí)時間，從而減少對經(jīng)驗的依賴。比如海寶將等離子的全套工藝參數(shù)直接內(nèi)置在海寶自己的套料軟件和CNC數(shù)控內(nèi)，新用戶能快速掌握。

   （4）生產(chǎn)率   切割速度往往是產(chǎn)能的決定因素。

   （5）切割件精度   對金屬制件精度的測量有很多方式。通常相對于內(nèi)孔，對外輪廓的公差要求更低。所以現(xiàn)在很多供應(yīng)商都推出了切割質(zhì)量更高的內(nèi)孔工藝，例如海寶的集成螺栓孔切割工藝。另外，用戶通常在測量中只測量上表面，但實際上因為切割斜度的影響，底面的尺寸會有很大的差異。建議使用針對于上表面測量的正負(fù)公差值，再考慮每種工藝的切割斜度。       

   （6）邊緣質(zhì)量及冶金性能   五種工藝對金屬切削性、成形性能和焊接性都有不同影響。      

   （7）維護(hù)要求   長期的使用成本中需要考慮不同工藝的維護(hù)保養(yǎng)以及維護(hù)的難易。       

   2.火焰切割       

    火焰切割多用于6.35~150 mm鋼板切割下料，當(dāng)超過50mm厚時切割速度比其他工藝快。       

   （1）單位零件或長度切割成本   用氣相當(dāng)多，切割速度慢。鋼板越厚，相對于等離子，其切割成本越有優(yōu)勢。通常每英尺切割成本比等離子高，超過50mm厚度時，成本相對較低。       

   （2）易用性   火焰數(shù)控切割機(jī)床要求操作員很有經(jīng)驗，才能達(dá)到最快的切割速度和最好的切割質(zhì)量。       

   （3）生產(chǎn)率   火焰切割由于預(yù)熱時間長，切割速度慢，所以生產(chǎn)效率很低。

   （4）切割件精度   好的操作工在最合適的速度、高度、氣體、噴嘴情況下，切割件公差大概是±0.76mm，斜度<1o。       

   （5）邊緣質(zhì)量及冶金性能   火焰切割的熱影響區(qū)很大，斷面粗糙并且有掛渣。        

   （6）維護(hù)   比較簡單。         

   3. 精細(xì)等離子切割        

    精細(xì)等離子最適合切割0.45~50mm厚碳鋼，以及160mm厚度內(nèi)的不銹鋼和鋁。       

   （1）單位零件或長度切割成本   在6.35 ~50mm厚碳鋼上相對于其他工藝是最低的。        

   （2）易用性   配備最新的數(shù)控和軟件后，等離子非常易學(xué)易用。由于專業(yè)的工藝參數(shù)都已經(jīng)內(nèi)置在套料軟件里，所以對操作者沒有經(jīng)驗要求。

   （3）生產(chǎn)率   厚度大于6.35mm時，切割速度快于激光。厚度小于50mm時，切割速度快于火焰。等離子是所有切割工藝中速度最快、效率最高的。        

   （4）切割精度   碳鋼切割件公差為±（0.38~0.5）mm。對于厚度小于（9.5mm）的薄板，斜度在2o~3o。對于厚度大于12.7mm的厚板，斜度在1o以內(nèi)。        

   （5）邊緣質(zhì)量及冶金性能   熱影響區(qū)很小，通常<0.25mm。斷面焊接性好，光潔無掛渣。       

   （6）維護(hù)要求   比較簡單。         

   4. 光纖激光切割        

    光纖激光是目前最新的激光技術(shù)。其使用的固態(tài)激光發(fā)生器比傳統(tǒng)的CO2激光更高效，而且光纖激光的波長適合在細(xì)軟的光纖中傳導(dǎo)，比起只能用鏡面反射傳導(dǎo)的CO2激光更具柔性，更易維護(hù)。高能的激光通過聚焦，熔化被切割材料，輔助氣體吹掉熔融的金屬。一臺3kW的光纖激光在切割能力和速度上相當(dāng)于4~5kW的CO2激光。其切割能力一般能達(dá)到19mm厚的碳鋼。        

   （1）單位零件或長度切割成本   當(dāng)厚度小于6.35mm時，激光切割成本最具優(yōu)勢。隨著厚度的增加，切割速度顯著降低，雖然切割質(zhì)量和精度很好，但切割成本卻高于等離子。       

   （2）易用性   與最新等離子系統(tǒng)類似，配備最新數(shù)控和軟件后，激光切割機(jī)床也易學(xué)易用，因為所有設(shè)置都是自動的。       

   （3）生產(chǎn)率    薄板的效率最高，當(dāng)厚度增到6.35mm時，與等離子切割持平。       

   （4）切割精度   最好的光纖激光切割件公差為±0.25mm以內(nèi)。優(yōu)于等離子切割，可與水刀切割媲美。斜度在1o以內(nèi)。       

   （5）邊緣質(zhì)量及冶金性能   熱影響區(qū)比等離子略小。       

   （6）維護(hù)要求   相比之前的CO2激光，光纖激光的維護(hù)難度大幅降低。         

   5. 水刀切割       

    相對于其他切割工藝，水刀最大的兩個優(yōu)勢在于沒有熱影響區(qū)和能切幾乎任何材質(zhì)。另外水刀的切割精度很好。但水刀最大的劣勢在于其切割速度很慢。       

   （1）單位零件或長度切割成本   由于水刀切割速度太慢，所以單位零件的切割成本相比于其他工藝是最高的。      

   （2）易用性   與最新的等離子系統(tǒng)類似，配備最新的數(shù)控和軟件后，水刀切割機(jī)床也易學(xué)易用，對操作者的經(jīng)驗要求很低。      

   （3）生產(chǎn)率   在碳鋼和不銹鋼上很慢，切鋁會快點。      

   （4）切割件精度   水刀的精度是所有切割工藝中最好的，切割件公差大概是±0.13mm以內(nèi)。斜度在1o以內(nèi)。      

   （5）邊緣質(zhì)量及冶金性能   對被切割的材料冶金性能沒有影響。斷面光滑，切割質(zhì)量與砂礫和切割速度有關(guān)。      

   （6）維護(hù)要求   比較簡單。       

   6. 切割工藝選用要點       

   在美國芝加哥FabTech展，海寶曾在12.7mm碳鋼上，同時展示了五種不同的切割工藝：空氣等離子 (Powermax105)，長壽命空氣和氧氣等離子 (MaxPro200)，精細(xì)等離子 (HPR130XD)，3kW光纖激光 (HyIntensity Fiber laser)和水刀 (HyPrecision Water jet)。從表面上看，五中切割工藝樣件質(zhì)量相差無幾，但細(xì)觀察就能發(fā)現(xiàn)空氣等離子的樣件有明顯斜度，特別是小孔。氧氣等離子的切割斜度減小，精細(xì)等離子幾乎看不出來斜度。但不同的厚度不同切割工藝是不同的，如切割12.7mm的碳鋼精細(xì)等離子無疑是最好的選擇。而切3mm的鋁，水刀和激光會更高效、精度更高。     

   綜上所述，在選購數(shù)控切割設(shè)備時，應(yīng)先明確自己的需求和實際應(yīng)用，綜合考慮本文所述的各種工藝特點，相信一定能選擇最適合的金屬切割工藝和設(shè)備。

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