江西煤炭科技浅谈数控火焰切割机料架的设计郭翠绵（山西焦煤汾西矿业集团设备修造厂，山西介休032000）碳钢切割能力，切割成本低，效率较传统切割方式有很大的提高。但工件变形大，精度较切削加工低，由于预热和穿孔时间较长，切割速度比等离子切割低。因此主要适用于中厚度碳钢板材的切割，不同的厂家对数控火焰切割机设计思路大同小异，但都有一个共同点：对数控火焰切割机主要辅件料架不够重视，实际工作中合理的料架设计对切割的质量和安全有很大的影响，小型数控火焰切割机的料架多种多样，本文主要论述导轨中距5m以上龙门式数控火焰切割机料架的设计问题。
煤机行业在机械制造中占有很大的比例，主要产品有掘进、采煤、支护、运输等设备，国内的煤机行业发展迅速，这些产品有一个共同点，主体结构大都是铆焊结构件，钢材用量极大，钢材以碳素结构钢和合金结构钢为主，并且主要是中厚度板材U25祁0mm）而这些材料的下料设备主要就是数控火焰切割机。
现状调查1.1数控火焰切割工艺流程为了对料架性能有直观了解，先熟悉一下数控火焰切割机的下料过程：利用起重设备把原材料钢板吊至料架上，利用导轨为基准，初步对钢板进行找正以便切割（这过程中操作人员可能站在料架上），根据钢板的重量利用起重设备或撬棍，初步找正后，开始进行切割，切割完毕后把工件逐步向下吊运摆放好，清理氧化渣，对零件编号检验后摆放在工艺框架上。料架使用一段时间后，对料架下氧化渣进行清理。
1.2切割工艺性分析以煤机行业的运输和支护产品为例（皮带机、刮板机、转载机和液压支架等）进行分析。
钢板厚度的比例关系：数控火焰切割机的切割范围一般为S6150mm，由于切割效率的因素，低于S20 mm的板材常用等离子切割，其中厚度比例为：S6S20钢板材质：皮带机以Q235为主，刮板机、转载机、液压支架以Q345为主，总体来说：Q235占50%，Q345占45%，其余如NM360、Q460等占5%.切割介质：氧气乙炔或氧气丙烷。
吊钩尺寸或钢板夹主要受力部位截面尺寸一般不小工件外形尺寸：按切割工件的数量来说，工件外形尺寸小于200mmX200mm的占10%以下，外形尺寸大于切割表面精度要求：切割面表面粗糙度Ra为12. 1.3常用龙门式数控火焰切割机料架的结构形式和优缺点不同产家的龙门式数控火焰切割机，切割功能没有多大的差别，只是在人机对话和套料功能上略有区别，料架的结构也大同小异，跨度5m以上的料架由结构主体部分和可拆卸料顶两部分组成。结构主体部分是焊接结构件，具有一定的强度和防止热变形能力，不同厂家区别不大，只是由于料顶的不同而不同。料顶是支撑钢板和切割工件用，料顶结构差异很大，料顶采用嵌入或插入式，基本上有三种情况。
钢板条料顶。优点：材料常见，加工方便，适用薄板和小型切割机。缺点：易损坏，成本高。
锯齿条铸铁板料顶。优点：能保证切割精度。缺点：上下料和找正时易损坏，成本较高。）圆锥顶铸铁料顶。优点：方便上下料，制造方便，单件强度高，可根据钢板大小安装。缺点：同尺寸料架所需数量多。
1.4实际生产中料架容易出现的问题操作人员站在料架上吊运钢板或工件不安全（由于料架是栅格结构，如果栅格尺寸大于操作人员脚的尺寸，就会造成操作人员不小心踏空而摔伤）。
由于栅格料顶间距尺寸大，小于料顶间距尺寸的工件会因为支撑不住造成工件掉入料架内和切割缺陷，造成废品或返工，掉入料架内的工件由于与氧化渣混杂一块而不易取出。）料顶是易损品，切割产生的热量使栅格变形导致料顶不易更换或由于料架设计不当而更换频率高造成切割成本升高（材质一般为铸铁）。
吊运时，由于料顶尺寸小，导致钢板压住吊钩或钢板夹不易取出，导致料顶损坏。）不易清理料架内的沉积氧化渣。
1.5操作人员及用户对料架的要求方便吊装钢板和找正。
容易处理切割好的工件。
料架耐用，料顶易更换且成本低。
整个切割过程安全可靠并方便清理料架内的氧化渣。
跨距5m以上的龙门式切割机的具体设计方案根据以上分析，现提出料架及料顶的具体要求：料架主体结构具有10t以上的承载能力和相匹配的强度，为了增加防热变形能力，结构采用封闭框架。
为了上料、下料及搬运吊装工件安全方便，料架高度一般不超过500mm（不包括料顶高度），从安全和质量的角度出发，料架主体顶部采用栅格结构，且栅格尺寸不为了挂钩、摘钩安全方便，采用圆锥顶铸铁料顶且料顶有效高度大于80mm.）为了减少热变形和清理氧化渣方便，采用多件料架组合的结构，每件料架外形尺寸22.5m为宜。
效果检查在实际使用过程中，龙门式切割机切割的钢板为中厚度钢板，大部分为2560mm左右，切割速度般为200450mm/min左右，热量输出大，对料顶要求较高。我们根据以上要求，对3台6m的龙门数控火焰切割机的料架了进行了技术工艺改造，经过3个月近800t不同厚度的钢板的切割，经成本核算，料顶成本下降约40%，上下料及找正的效率提高了30%，操作人员反应，安全性能较以往有较大的提高，并且方便清理料架内的氧化渣，得到了一致好评。
学，本科，工程师，现在汾西矿业集团设备修造厂煤机装备开发研究所从事技术研究工作。
