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(jiǎn)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(jiǎn)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(dòng)。X、7、Z三軸聯(lián)動(dòng)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(dòng)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(dòng)密封。密封材料與回轉(zhuǎn)體的接觸面靜摩擦系數(shù)與滑動(dòng)摩擦系數(shù)必須非常相近，才能實(shí)現(xiàn)靜密封與滑動(dòng)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(duì)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(dòng)輯補(bǔ)控制程序，而要實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)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(dòng)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(chǎng)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(chǎng)，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(tái)，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(duì)較小）的端頭與母管（直徑相對(duì)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(duì)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(duì)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(dòng)數(shù)控系統(tǒng)。X、y、Z三軸聯(lián)動(dòng)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(dòng)，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(dòng)且可橫向滑動(dòng)以支撐不同管徑的筒體的活動(dòng)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(dòng)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(duì)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(duì)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)。可切割的管徑范圍為衫00~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(dòng)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(duì)此類產(chǎn)品的壟斷。

　　該機(jī)是針對(duì)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)省）水壓機(jī)設(shè)備臺(tái)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?cè)O(shè)計(jì)制造出了針對(duì)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(chǎng)需求也不斷擴(kuò)大，新的工藝、新的要求也會(huì)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)。