如何为等离子 CNC 机床制作图案

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  要点速览
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  为什么图案决定等离子 CNC 机床能加工什么
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  步骤 1：打开 CAD 前先明确需求
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  步骤 2：绘制能通过 CAM 导入的几何图形
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  步骤 3：应用割缝补偿和引入线
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  步骤 4：排样并后处理程序
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  分步流程：从图纸到首件合格
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  按板厚确定割缝、间距和引入线

等离子 CNC 机床的图案是 2D 矢量文件加上配套的机床指令。图纸提供几何形状，刀路提供顺序、方向、引入线和速度。跳过后半部分，割炬照样点火，但零件对不上图纸。

每个图案都附带三项内容：材料牌号和厚度、该厚度对应的割缝宽度、机床的穿孔点规则。改动任何一项，图案都必须重新发布。只有 DXF 不算图案。

我们按厚度和材料分别保存图案。6 mm 低碳钢在 130 A 下切割，与同样轮廓的 12 mm 板在 200 A 下切割，表现完全不同。边缘垂直度会漂移，挂渣会出现，孔径会因切割条件缩小 0.3–0.8 mm。

这就是核心取舍：图案是对一组切割条件的承诺。把它当作可复用模板的工程师，通常会把首件切两遍。

图案工作还决定你浪费多少板材。3 mm 板上 8 mm 间距的排样连接良好。同样的间距用在 10 mm 板上，切割间热量积累会导致变形。

这些都不需要五轴机床。干净的 2D 工作流程能在板材上工作台之前消除大部分风险。

先写下五个数字：材料牌号、板厚、零件总尺寸、孔径范围、一张板需要的数量。这五项决定后续所有选择，十分钟就能确定。

牌号和厚度决定电流范围。1–3 mm 低碳钢约 30–60 A。6 mm 约 100–130 A。12 mm 及以上需要 170–200 A 和不同的易损件组合。不锈钢和铝会再次改变这些数值。

孔径是大多数人忽略的限制。等离子切割小于约 1.5 倍板厚的孔时，孔壁会带锥度。12 mm 板上的 10 mm 孔无法保证紧配合。如果图纸要求，计划切后钻孔或铰孔。

数量决定排样策略和零件间可容忍的废料。单件活适合宽松排样。200 件批量值得花时间调整间距和共边切割。

最后，标注任何外观面。等离子会在底面留下热影响区和较粗糙的边缘。如果有一面外露，图案应将该面朝上。

把这五项写下来，其余步骤就变成机械操作。

按 1:1 用毫米或英寸绘制，绝不缩放。CAM 软件读取模型单位，按 1:2 绘制的图纸会切出一半尺寸。接受导入前检查导入对话框。

每条轮廓保持为单一闭合多段线。开放轮廓迫使操作员猜测起点和终点，而等离子需要干净的穿孔和引出。全部闭合。

删除零长度线段、重复线和散点。这些是机床中途停机或漏穿孔的首要原因。使用 CAD 工具中的 overkill 或 purge 命令，然后重新检查轮廓数量。

内角半径至少保留约 1.5 mm。圆形割炬无法切割尖锐内角，圆弧根本够不到。内角会变圆或被烧损。设计时就把半径做进去。

文字和标识若按字母切割，笔画宽度至少 1.2 mm。更细的笔画会因割缝丢失细节。更精细的内容改为轮廓切割并标记。

我们在 Fusion 360 和 Mastercam 中为客户零件构建图案，然后导出 DXF 给切割台。无论使用哪种工具，上述几何规则都适用。

割缝是电弧去除的材料宽度。对于等离子 CNC 机床，通常从 30 A 时的 0.8 mm 到 200 A 时的 2.5 mm。外轮廓的切割路径位于成品边缘外半个割缝，孔则位于内侧半个割缝。

偏移方向弄错，每个零件都会小 1.5–5 mm。这是我们在来件文件中最常见的图案错误。后处理整个排样前，先检查一条轮廓的偏移侧。

引入线长度至少为割缝的 1.5 倍，且必须从废料上开始，不能从零件边缘开始。12 mm 板上 6 mm 引入线太短，穿孔坑会咬入成品边缘。

低碳钢用直线引入，零件边缘为外观面时用圆弧引入。圆弧引入的入口更平滑，缺口更小。两者都必须让出整个割缝宽度，完全避开零件轮廓。

厚板要加引出线。没有引出线，割炬会停在终点烧出凹坑。引出线超出起点 3–5 mm 即可避开。

12 mm 以下的孔应降速切割，约为轮廓速度的 60–70%。降低行进速度可让电弧在小半径处保持稳定。

最后，在刀路里设置穿孔高度和切割高度，不要在现场控制台上设。穿孔高度通常为板面上方 1.5–3 mm；切割高度为 1.0–1.5 mm。

排样时零件间留边：6 mm 以下薄板至少 6 mm，10 mm 以上厚板留 10–12 mm。薄边受热会翘曲，零件随之移位。

排样前按材料和厚度分组。把 3 mm 和 10 mm 混在同一张板上，运行中途要换程序，浪费装夹时间。

先切内孔，再切外轮廓。外轮廓先切，零件可能移位，孔位随之偏心。所有 CAM 软件都支持这个顺序，在仿真中确认即可。

穿孔点尽量选在废料上。排样板上零件之间的间隙就是废料，在那里穿孔，零件边缘保持干净。

后处理程序并全速空运行仿真。注意跨越已加工轮廓的快速移动。快速移动经过切割路径，可能撞到已经脱离的零件。

把 DXF、CAM 文件和后处理的 G 代码一起保存，文件名里写明材料和厚度。半年后没人记得哪个文件跑的是 6 mm 板、哪个是 8 mm 板。