提高鋼材利用率

李寧　李華　王芬

摘 要：提高鋼板材料利用率的最根本措施是運(yùn)用高效實(shí)用的計(jì)算機(jī)輔助編程。主要介紹了鋼板下料特點(diǎn)及計(jì)算機(jī)輔助編程在數(shù)控火焰切割中的作用，如何提高切割效率和切割質(zhì)量，同時(shí)對下料工藝進(jìn)行改進(jìn)以提高材料利用率，提升生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞：材料利用率；計(jì)算機(jī)輔助編程；工藝改進(jìn)

0 前言

提高鋼板材料利用率的最根本措施是建立高效實(shí)用的計(jì)算機(jī)輔助編程并合理套料，從而提高切割效率和切割質(zhì)量。適當(dāng)對工藝進(jìn)行改進(jìn)，可減少工序、費(fèi)用、時(shí)間，降低勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

1 鋼板下料的特點(diǎn)

數(shù)控切割具有切割質(zhì)量好，尺寸精度和切口質(zhì)量高，可代替部分機(jī)械加工，生產(chǎn)效率高，材料利用率高等特點(diǎn)。

剪板機(jī)對所剪鋼板剪切長度和厚度均有限制，我公司的剪板機(jī)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(qiáng)度大。

手工氣割效率低，質(zhì)量差，需要先劃線，但靈活、適應(yīng)性強(qiáng)。

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

2 計(jì)算機(jī)輔助編程

計(jì)算機(jī)輔助編程能更好的提高鋼材利用率和降低生產(chǎn)成本。它主要是根據(jù)圖紙要求對產(chǎn)品零件圖形進(jìn)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(jù)板的材料、厚度要留出相應(yīng)余量再對其進(jìn)行編程。對個(gè)別不需加工而達(dá)到質(zhì)量要求的產(chǎn)品，用數(shù)控下料減少加工量，節(jié)約成本。

（1）提高切割效率。使用計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)，提前在電腦上對不規(guī)則復(fù)雜零件進(jìn)行數(shù)控程序編制，為數(shù)控切割機(jī)提供切割程序，數(shù)控切割機(jī)全時(shí)用來連續(xù)切割（不再用來編程），且多槍切割，有效提高數(shù)控切割機(jī)的切割生產(chǎn)效率。

（2）合理套裁、適時(shí)斷開。對于數(shù)量多而復(fù)雜且形狀極不規(guī)則的零件，通過計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)實(shí)現(xiàn)合理套料和共邊套料，有效避免單件切割產(chǎn)生大量剩余材料，提高材料利用率。有時(shí)為了結(jié)合板的進(jìn)料情況，盡可能的提高材料利用率，在編程時(shí)對零件圖進(jìn)行斷開繪制后再編程，如圖1閘門襯板：可分為兩個(gè)板條（可直接割出，不用編程）及左右兩邊部分，編程時(shí)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(zhì)量。在產(chǎn)品生產(chǎn)中，下料質(zhì)量的好壞，是奠定最后成品質(zhì)量的基礎(chǔ)，只有合格的零件，才能組裝成型焊接安裝出合格的產(chǎn)品。切割質(zhì)量的好壞不僅關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量，更關(guān)系到材料的利用率和生產(chǎn)成本。一個(gè)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(zhuǎn)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(qiáng)度提高，費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且耗材，如沙輪片，角磨機(jī)損壞等，更嚴(yán)重的還會直接產(chǎn)生廢品。所以質(zhì)量是關(guān)鍵。

在生產(chǎn)中根據(jù)材料、板厚的不同，我結(jié)合實(shí)際操作并經(jīng)過多次試驗(yàn)計(jì)算及反復(fù)修改，對要求比較嚴(yán)格的16Mn材料留出適當(dāng)尺寸的熱影響區(qū)余量，避免韌度和強(qiáng)度發(fā)生改變，保證圖紙尺寸及質(zhì)量要求。45#鋼切割時(shí)受天氣溫度影響比較大，受熱不均勻，天冷容易出現(xiàn)裂紋，余量就得相應(yīng)加大，切割后收縮量也不同，所以每個(gè)季節(jié)所留余量也不同，經(jīng)過多次試驗(yàn)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。

3 工藝改進(jìn)

（1） 罐籠、箕斗懸掛裝置工藝的改進(jìn)。罐籠、箕斗各型號首繩懸掛裝置中的側(cè)板、中板的周邊、內(nèi)孔均需加工，內(nèi)孔由機(jī)制預(yù)鉆孔后整體加工，機(jī)加工那邊得先劃點(diǎn)連線然后再預(yù)鉆孔后整體加工，工序比較復(fù)雜，加工時(shí)間長，費(fèi)用高，勞動強(qiáng)度大，一天只能加工一件，如圖2。

現(xiàn)在改為由數(shù)控直接割出，長度和寬度適當(dāng)留出余量防止數(shù)控切割后變形。內(nèi)孔預(yù)留加強(qiáng)筋后由機(jī)加工把加強(qiáng)筋去掉，操作人員無需畫線直接銑掉即可。經(jīng)過多次的試驗(yàn)，對收縮量進(jìn)行反復(fù)修改，最后終于確定收縮量的大小，而且確定此工藝的改進(jìn)非?？尚?，如圖3。

（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(jī)加工，加工時(shí)間長，費(fèi)用高，生產(chǎn)效率低。經(jīng)過精心計(jì)算，將立柱寬度方向按實(shí)際情況，根據(jù)載重要求加寬，使立柱直接下料，不用刨邊機(jī)加工，減少工序，降低成本，大大提高了生產(chǎn)效率。

（3）底卸式箕斗框架立柱，原來整體下料后用折彎機(jī)折彎，現(xiàn)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(shí)省力，而且不用用折彎機(jī)折彎，鉆孔時(shí)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(zhì)量和強(qiáng)度，節(jié)省材料。

4 結(jié)束語

計(jì)算機(jī)輔助編程在現(xiàn)在的生產(chǎn)過程中運(yùn)用較廣泛。合理運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助編程套料，并在保證質(zhì)量的前提下對下料工藝進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，較大的提升了生產(chǎn)效率，提高了材料利用率，降低了生產(chǎn)成本，切割質(zhì)量好，勞動強(qiáng)度低。

作者簡介：李寧（1985-），山東聊城人，助理工程師，研究方向：產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造。