提高鋼材利用率

李 寧,李 華,王 芬（山東泰安煤礦機械有限公司,山東 泰安 271000）

提高鋼材利用率

李 寧,李 華,王 芬
（山東泰安煤礦機械有限公司,山東 泰安 271000）

提高鋼板材料利用率的最根本措施是運用高效實用的計算機輔助編程。主要介紹了鋼板下料特點及計算機輔助編程在數控火焰切割中的作用，如何提高切割效率和切割質量，同時對下料工藝進行改進以提高材料利用率，提升生產效率，降低生產成本。

材料利用率；計算機輔助編程；工藝改進

0 前言

提高鋼板材料利用率的最根本措施是建立高效實用的計算機輔助編程并合理套料，從而提高切割效率和切割質量。適當對工藝進行改進，可減少工序、費用、時間，降低勞動強度，提高生產效率。

1 鋼板下料的特點

數控切割具有切割質量好，尺寸精度和切口質量高，可代替部分機械加工，生產效率高，材料利用率高等特點。

剪板機對所剪鋼板剪切長度和厚度均有限制，我公司的剪板機只能剪δ2-δ20厚的板，且適合于規(guī)則零件下料，如矩形、方形；但窄長條零件下料后變形大，校形困難，剪后邊角余料多，材料利用率低，勞動強度大。

手工氣割效率低，質量差，需要先劃線，但靈活、適應性強。

仿形切割質量好，但尺寸受限制，而且不能排料。相較于數控切割，其割縫質量不好。

2 計算機輔助編程

計算機輔助編程能更好的提高鋼材利用率和降低生產成本。它主要是根據圖紙要求對產品零件圖形進行逐一繪制并編制程序，對一些加工件、割后易變形易有裂紋的件，根據板的材料、厚度要留出相應余量再對其進行編程。對個別不需加工而達到質量要求的產品，用數控下料減少加工量，節(jié)約成本。

（1）提高切割效率。使用計算機輔助系統(tǒng)，提前在電腦上對不規(guī)則復雜零件進行數控程序編制，為數控切割機提供切割程序，數控切割機全時用來連續(xù)切割（不再用來編程），且多槍切割，有效提高數控切割機的切割生產效率。

（2）合理套裁、適時斷開。對于數量多而復雜且形狀極不規(guī)則的零件，通過計算機輔助技術實現合理套料和共邊套料，有效避免單件切割產生大量剩余材料，提高材料利用率。有時為了結合板的進料情況，盡可能的提高材料利用率，在編程時對零件圖進行斷開繪制后再編程，如 閘門襯板：可分為兩個板條（可直接割出，不用編程）及左右兩邊部分，編程時只編左右兩邊斷開后的即可，節(jié)省了材料，提高了效率，降低了成本。

（3）提高切割質量。在產品生產中，下料質量的好壞，是奠定最后成品質量的基礎，只有合格的零件，才能組裝成型焊接安裝出合格的產品。切割質量的好壞不僅關系到產品質量，更關系到材料的利用率和生產成本。一個好的零件切割出來僅需要清除周邊毛刺和鐵屑溶渣就可以轉入下一道工序；倘若零件切割出來不合格，則需要打磨，校形等，不但使勞動強度提高，費時費力而且耗材，如沙輪片，角磨機損壞等，更嚴重的還會直接產生廢品。所以質量是關鍵。

在生產中根據材料、板厚的不同，我結合實際操作并經過多次試驗計算及反復修改，對要求比較嚴格的16Mn材料留出適當尺寸的熱影響區(qū)余量，避免韌度和強度發(fā)生改變，保證圖紙尺寸及質量要求。45#鋼切割時受天氣溫度影響比較大，受熱不均勻，天冷容易出現裂紋，余量就得相應加大，切割后收縮量也不同，所以每個季節(jié)所留余量也不同，經過多次試驗及修改，確定了溫度不同的情況下所留余量的多少以保證圖紙尺寸。

圖1 閘門襯板

3 工藝改進

（1） 罐籠、箕斗懸掛裝置工藝的改進。罐籠、箕斗各型號首繩懸掛裝置中的側板、中板的周邊、內孔均需加工，內孔由機制預鉆孔后整體加工，機加工那邊得先劃點連線然后再預鉆孔后整體加工，工序比較復雜，加工時間長，費用高，勞動強度大，一天只能加工一件，如圖2。

圖2 工藝改進前

現在改為由數控直接割出，長度和寬度適當留出余量防止數控切割后變形。內孔預留加強筋后由機加工把加強筋去掉，操作人員無需畫線直接銑掉即可。經過多次的試驗，對收縮量進行反復修改，最后終于確定收縮量的大小，而且確定此工藝的改進非?？尚?，如圖3。

圖3 工藝改進后

（2）立柱由加工改為不加工。在大型箕斗施工中，立柱原為下料后用包邊機加工，加工時間長，費用高，生產效率低。經過精心計算，將立柱寬度方向按實際情況，根據載重要求加寬，使立柱直接下料，不用刨邊機加工，減少工序，降低成本，大大提高了生產效率。

（3）底卸式箕斗框架立柱，原來整體下料后用折彎機折彎，現在改為分開下料，分為件1和件2，如圖4，這樣既節(jié)省了材料又減少了工序，省時省力，而且不用用折彎機折彎，鉆孔時也不受限制。

另外在大型底卸式箕斗中由于立柱長度長，考慮到板材怠料較大，改為斜接，如圖4，氣刨、清根、焊接后探傷，保證其質量和強度，節(jié)省材料。

圖4 箕斗立柱

4 結束語

計算機輔助編程在現在的生產過程中運用較廣泛。合理運用計算機輔助編程套料，并在保證質量的前提下對下料工藝進行適當改進，較大的提升了生產效率，提高了材料利用率，降低了生產成本，切割質量好，勞動強度低。

李寧（1985-），山東聊城人，助理工程師，研究方向：產品設計及制造。