哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司（黑龍江150040）武勇數(shù)控切割機(jī)的應(yīng)用在我國已有30年的發(fā)展歷史了，在此期間，數(shù)控切割機(jī)自身的發(fā)展也越來越快，使用范圍也越來越擴(kuò)大。從*初的簡單替代手工下料到完全依賴數(shù)控切割機(jī)，實(shí)現(xiàn)許多重要產(chǎn)品的工藝革命。這種新技術(shù)為機(jī)械、冶金、化工、造船和橋梁等行業(yè)帶來了不可估量的生產(chǎn)力提高。到今天，已難以想象上述行業(yè)中沒有數(shù)控切割機(jī)的情景。

　　我公司是從1972年開始制造數(shù)控（NC）火焰切割機(jī)的。當(dāng)時(shí)的數(shù)控切割機(jī)只是為滿足普通平面板材的切割需要。歷經(jīng)近30年發(fā)展，普通平板數(shù)控切割機(jī)已成為哈電的常規(guī)產(chǎn)品。同時(shí)，由于哈爾濱電機(jī)廠自身的生產(chǎn)需要，哈電又是一個(gè)使用數(shù)控切割機(jī)的大戶。在多年的數(shù)控切割機(jī)生產(chǎn)及使用中，逐步向更大的使用領(lǐng)域開發(fā)。下面就哈電的三種特型數(shù)控切割機(jī)的制造與應(yīng)用加以簡單介紹。

　　因此無限回轉(zhuǎn)三割炬數(shù)控切割機(jī)的開發(fā)生產(chǎn)，也是時(shí)代發(fā)展的一個(gè)必然要求。

　　1.無限回轉(zhuǎn)三割炬數(shù)控切割機(jī)的制造難點(diǎn)無限回轉(zhuǎn)三割炬數(shù)控切割機(jī)，其中數(shù)控系統(tǒng)（CNC）必須具有5軸控制聯(lián)動。X、7、Z三軸聯(lián)動實(shí)現(xiàn)二維平面內(nèi)的幾何形狀切割；A軸實(shí)現(xiàn)無限回轉(zhuǎn)三割炬的旋轉(zhuǎn)控制；B軸實(shí)現(xiàn)割炬的變坡口擺角控制。這種機(jī)型以往均由國外生產(chǎn)公司壟斷經(jīng)營，國內(nèi)尚無廠家能夠制造。其制造難點(diǎn)集中在兩方面：一是無限回轉(zhuǎn)密封體的制造；二是五軸聯(lián)動的插補(bǔ)程序開發(fā)設(shè)計(jì)。

　　無限回轉(zhuǎn)密封體的制造密封體之所以成為制造難是因?yàn)橐蟊倔w實(shí)現(xiàn)滑動密封。密封材料與回轉(zhuǎn)體的接觸面靜摩擦系數(shù)與滑動摩擦系數(shù)必須非常相近，才能實(shí)現(xiàn)靜密封與滑動密封效果一致，保證切割過程無氣體泄露。

　　否則切割機(jī)將處于一種非常危險(xiǎn)的工作狀態(tài)中，這是使用工況環(huán)境絕對不允許的。經(jīng)過理論上的分析研究，我廠選擇幾種材料進(jìn)行比較。通過上百次的反復(fù)試驗(yàn)，且是在高壓情況下的試驗(yàn)，終于獲得一種理想的摻有適當(dāng)S2的橡膠材料，這種材料性能完全滿足上述設(shè)計(jì)要求。

　　在成功解決了回轉(zhuǎn)體的制造難題，另一個(gè)難題就成為本機(jī)焦點(diǎn)問題。以往數(shù)控系統(tǒng)（CNC）都鮮有5軸聯(lián)動輯補(bǔ)控制程序，而要實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動就必須重新開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)的控制軟件。在近一年的時(shí)間里，由哈電科技人員設(shè)計(jì)開發(fā)出了一套完整的具有5軸聯(lián)動的無限回轉(zhuǎn)三割炬數(shù)控切割機(jī)控制軟件。在兩年多的時(shí)間，完成了軟件設(shè)計(jì)、硬件制造，試割了許多實(shí)際的工件，實(shí)際效果非常理想。

　　我公司研制成功的無限回轉(zhuǎn)三割炬數(shù)控切割機(jī)于1994年，在由天津阿爾斯通公司與天津市經(jīng)委組成專門驗(yàn)收小組組織的現(xiàn)場驗(yàn)收中，一次通過驗(yàn)收。該設(shè)備的成功制造，不僅填補(bǔ)了國內(nèi)空白，而且打破了國外企業(yè)的壟斷，為我國各行業(yè)提供了先進(jìn)的設(shè)備，使企業(yè)的生產(chǎn)能力大幅提升。

　　目前，使用該設(shè)備的用戶已遍布大江南北，設(shè)備使用情況也非常好。特別是在我國重中之重的三峽工地現(xiàn)場，哈電生產(chǎn)的無限回轉(zhuǎn)三割炬數(shù)控切割機(jī)也正日夜發(fā)揮著它的卓越性能。

　　二、HEC筒體相貫線數(shù)控切割機(jī)的制造與應(yīng)用在各行各業(yè)的許多焊接件中，除了平面板材外，還有許多三維立體構(gòu)件，圓筒就是其中一個(gè)重要組成部分。海上石油平臺，其支撐部分就是由各種直徑的金屬圓管相互焊接而成。在石油化工設(shè)備中這樣的構(gòu)件更是普遍，我們把這些圓筒稱為筒體。筒體與筒體的連接，是一種相貫的方式，即一個(gè)筒體與另一個(gè)筒體相交形成了一個(gè)空間鞍形軌跡，這個(gè)軌跡我們稱之為相貫線。在支管（直徑相對較?。┑亩祟^與母管（直徑相對較大的）柱面上分別切割出相貫線焊接坡口，然后才能進(jìn)行對接焊接，從而實(shí)現(xiàn)筒體焊接。

　　以往這種相貫線及坡口都是事先做出樣板，然后貼在筒體上畫線，*后由手工方式進(jìn)行切割。這種方式顯然落后，對焊接質(zhì)量有很大的影響。特別是一些高壓容器，內(nèi)壁不允許有尖峰結(jié)構(gòu)。

　　HEC筒體相貫線數(shù)控切割機(jī)的控制特點(diǎn)這種設(shè)備在控制上也需要5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)。X、y、Z三軸聯(lián)動實(shí)現(xiàn)二維平面控制；A軸作為旋轉(zhuǎn)軸控制筒體旋轉(zhuǎn)；B軸控制割槍擺動，實(shí)現(xiàn)坡口切割。工作時(shí)，由A軸控制的旋轉(zhuǎn)卡緊機(jī)構(gòu)將筒體一端卡緊，整個(gè)筒體置于可縱向移動且可橫向滑動以支撐不同管徑的筒體的活動式支撐架上。這樣切割時(shí)由X、Z、B軸控制的主割炬與由A軸控制旋轉(zhuǎn)筒體進(jìn)行聯(lián)動配合，在筒體的柱面上切割出一個(gè)橢圓。這是在母管上切割出的一個(gè)三維空間馬鞍型曲線，切割的同時(shí)開出了焊接坡口。與之相對的是，支管切割是在管子的端頭切割。同樣支管的放置方式仍與母管一樣，由A軸控制機(jī)構(gòu)卡緊支管端頭，這時(shí)割炬的切割位置要移至支管端頭。切割工作中，X、Y、Z、A四軸的合成插補(bǔ)軌跡與母管切割相同。但由B軸控制的割炬擺角方向與母管切割時(shí)的擺角恰是垂直狀態(tài)，即90°互補(bǔ)。這樣，當(dāng)母管與支管分別切割完成后，支管切割端頭將與母管切割孔形成嚴(yán)格一致的對接焊縫。

　　目前，這種HEC筒體相貫線數(shù)控切割機(jī)已廣泛應(yīng)用在石油化工、電力制造等行業(yè)?？汕懈畹墓軓椒秶鸀樯?0~l400mm，支管與母管可以任何角度相交。

　　操作時(shí)只需操作者給出兩個(gè)筒體的管徑、相交角度，即可實(shí)現(xiàn)全自動切割。切割表面粗糙度ia可達(dá)12.5fm！。本產(chǎn)品已完全可以替代進(jìn)口產(chǎn)品，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，也結(jié)束了國外企業(yè)對此類產(chǎn)品的壟斷。

　　該機(jī)是針對重型機(jī)器制造廠大型鍛件出爐后，需要在端頭進(jìn)行修整切割。以前的切割方式是用大型水壓機(jī)在前刃價(jià)值〗2萬元，而*多切2個(gè)鍛件就要換剪刃，浪費(fèi)驚人。而且切口不平整，兩頭余量很大。由天津重型機(jī)器廠委托我廠制造的大厚度數(shù)控切割機(jī)利用丙烷氣體作為切割燃?xì)猓芮懈畎搴駷?.2m的鍛件。其優(yōu)點(diǎn)如下：提高了鍛件兩端的質(zhì)量，減少了機(jī)械加工余量。

　　解決大截面坯料的落料及大鍛件取樣切割困難的問題。

　　減少（節(jié)?。┧畨簷C(jī)設(shè)備臺時(shí)。

　　可以切割出鍛件的復(fù)雜幾何形狀，使水壓機(jī)鍛造中一些鍛件復(fù)雜形狀也能利用熱切割方法來實(shí)現(xiàn)，大大減少冷加工工時(shí)。

　　HEC大厚度數(shù)控火焰切割機(jī)的制造難點(diǎn)大厚度數(shù)控火焰切割機(jī)的控制軸數(shù)與普通平板切割機(jī)一樣，均為X、Z三軸控制。該機(jī)型的制造難點(diǎn)在于切割機(jī)的煙塵處理裝置與大厚度割槍。

　　切割機(jī)煙塵處理裝置經(jīng)計(jì)算，在一個(gè)2000m2的廠房內(nèi)，這種切割機(jī)僅工作*多5min，便可使該廠房充滿廢氣。不僅影響到周圍設(shè)備的正常工作，而且也是環(huán)保要求所不允許的。經(jīng)過調(diào)研與試驗(yàn)結(jié)果分析，我們設(shè)計(jì)制造出了針對性的超大容量煙塵收集處理裝置。這種裝置在后來的實(shí)際應(yīng)用中顯示出了卓越的性能，切割機(jī)中所產(chǎn)生的煙塵幾乎100%被凈化處理掉了，達(dá)到了環(huán)保要求。

　　大厚度割槍的制造難點(diǎn)以往切割的板材*厚不超過200mm，而熱鍛件的厚度為1200mm，所以割槍的制造亦超出常規(guī)。這種割槍作為獨(dú)立的生產(chǎn)部件，經(jīng)近半年的時(shí)間才完成。為配合割槍工作，整機(jī)的氣路亦采用了專門設(shè)計(jì)。其送氣容量完全滿足切割需要。經(jīng)過近一年多的時(shí)間研制開發(fā)，大厚度數(shù)控切割機(jī)制造成功。

　　目前國外幾乎所有的大鍛件生產(chǎn)廠都采用這種切割方法，而我國同行業(yè)今后也將陸續(xù)配置這種大厚度數(shù)控切割機(jī)，徹底改變落后的生產(chǎn)工藝。

　　隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)市場需求也不斷擴(kuò)大，新的工藝、新的要求也會不斷推出。在數(shù)控切割方面，哈電將繼續(xù)開發(fā)廣大用戶所需的產(chǎn)品，為我國工業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。