水射流切割：使工序运转流畅如水

作者：Brad Kuvin    来源：《MetalForming Xtra》

欢迎访问e展厅 展厅 9 焊接设备/切割机展厅 交流电焊机, 直流电焊机, 气体保护焊机, 埋弧焊机, 高频焊接机, ... 在去Tru-Fab技术公司前，我就猜到会有很大几率跟公司所有者谈话，但恐怕没法和机器操作员聊——其实，当时我觉得这个可能性应该是百分百。但让我完全没想到的是：John Stegh亲自在公司门口迎接我，穿着车间工作服，戴着操作帽。因为他不只是该公司的创始人兼总裁，同时也是个设备操作员，既能熟练焊接，还精通公司的激光和水刀切割机的操作和编程。 这事儿就发生在几周前。Tru-Fab的制造车间位于美国俄亥俄州的Eastlake，占地75000平方英尺，4栋大楼纵横契阔。现在这个规模，让人很难想到公司在1995年刚创立时，Stegh只有一个焊接车间，还是在自己的车库里建立的，仅能做些边边角角的小活儿。 不过，短短一年后，他就赢得了足够的顾客量，把公司厂房扩大到了占地1750平方英尺的场地，后来又在1999年迅猛扩张到15000平方英尺。到了2004年，公司就迁到了他们现在这个厂区，业务也扩大到远超出片金属的钣金件焊接制作，还包括了激光切割。他最新的投资是在2011年购买的一台4000-W激光切割机。 以上迅猛的发展进程，使Tru-Fab始终保持了俄亥俄州东北区Weatherhead 100强（一种对成长最快公司的评判标准）的卓越声誉。 “随着业务增长，我们从客户那里接到了各种工作机会，”Stegh说。公司在努力学习如何满足客户不断变化的需求中快速成长起来。“在我们能够实现多样化加工、可以满足各种性能要求之前，我们尝试了将一些工作外包出去，”Stegh回忆说。他的公司曾做过一些很独特的生产流程，比如深孔钻、丝网印刷等，“但是我们有些供应商的要求没法满足，主要集中在交货期和质量方面。这就是这些年来为什么我采购了各种设备的原因。” 水射流性能“永无止境” Stegh 形容其公司是“有能力完成很多任务的金属加工厂”，这句话已经得到了充分的证明。现在，这家公司已经从Omax Corp公司购买了两台水射流机。2008年时还购进了一台悬臂式55100水射流加工中心，加工55个（总厚度100英寸）工件。2010 年，Stegh又将Omax的桥型80X系列水射流加工中心升级，其x-y轴可实现165个工件（总厚度80英寸）的加工性能。升级后，配备了线性驱动器和一台可编程的马达驱动z轴。 “这些 Omax机床的生产性能就好像没有止境一般，” Stegh说，“它们通常可实现比我们自己的激光器更好的加工效果，可以切割3英寸厚度的不锈钢，而我们的激光器只能达到0.5英寸的切割性能。” 除金属合金外，Stegh还能用水射流切割非金属橡胶和塑料等材料。他特别强调了在加工反射合金（铜和铝）时，这种切割工艺可以实现的极佳结果，而之前只用激光切割机时，是非常费劲的。他举了个例子：最近，有个做摩托车改装的客户来到Tru-Fab技术公司，希望给摩托车脚踏板上包上0.045英寸厚的铜合金外壳片，上面还要有一些小孔。 “用激光切割机，很可能永远都切割不了这种材料，很难穿透所有的洞，但用了水射流切割，效果立竿见影，”Stegh 说。Tru-Fab技术公司制成了500多个这样的零件，再一次证明了其加工工艺的灵活性，又一次使客户满意。 “采用这种切割工艺来制造摩托车脚踏板外壳，速度非常快，所以这家客户很快又给了我们更多订单，包括摩托车上不锈钢喇叭的激光切割，”Stegh说：“让我们做了上千份。” Tru-Fab技术公司现有常客100多家，每个月都要用船运输零部件，大多数客户都在Tru-Fab公司克利夫兰总部方圆150英里内，重要的最终用户集中在物料搬运设备（输送机、 叉车等）、 医疗、发电和航天等行业，几乎每天都会给他们一至几百个零部件订单。Tru-Fab现有员工约40名，今年已聘请了两名新员工，未来几年可能会扩大到45名甚至更多。 机器编程 虽然Stegh和其他几位工程师有时会对水射流切割机进行离线编程，但绝大多数的编程是在机器控制器上进行的。每个机器控制器，都包括了软件加载项，以创建和修改程序。在客户一次来了大笔急单时，这种加载项尤其有用。 Stegh对Omax特别赞赏的功能中还有一个就是其倾斜A辅助切削头，旨在实现近零锥的效果。他已在其55100原型机上安装了。 “当我们需要把铝材切得很直时，通常不需要工艺补偿，”他说 ：“还可以把钢材做出锥度。” 能做出锥形，是因为水射流切割时，施加在顶部的能量比底部的大一些，所以可从顶部切掉更多材料。某些情况下，操作员还可做出反向锥度——只要水刀从底部切掉更多材料即可。如果切割的材料非常软的话，做出锥度的速度会非常慢。 倾斜A切削头的喷嘴定位角度，是由Omax智能Max软件决定的。根据材料类型和厚度以及切削速度，以补偿预测锥度。此软件还会设定程序，移走圆锥体边上的废料，但不会移动工件。软件编程设定切削头的倾斜角度为±9度，垂直切削行程为6英寸。 “这些零部件边缘上的加工，可达到完美的零锥度效果，而且无需降低切削速度，”Stegh说：“这是降低锥度的一种替代法。我们只要在钢板的顶部锥出0.003英寸，在底部锥出1英寸即可。这对电火花切割来说是不可能做到的。” 除了可以支持补偿锥度外，这款软件还可以控制切割流压力，在脆性材料上冲孔。“这使我们可以在瓷砖、玻璃上冲孔、切割，”Stegh补充说。 这款软件可以快速进行直壁精准切割，所以Stegh可以用它来处理一些需要数控加工的工作——这是一种速度较慢、成本更高的活儿。“我们可以在厚板上用水射流切出非常小的孔来，”他说：“比如，我们可以用水射流在3/4英寸的低碳钢零部件上切割出直径为0.312英寸的孔。这是激光切割无法实现的，与数控加工相比成本效益更高。”(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (1/8/2013)