淺析提高數(shù)控切割鋼板利用率及降低切割成本

章靜 趙春雷

摘要：數(shù)控切割技術(shù)會(huì)產(chǎn)生原材料的大量損耗以及生產(chǎn)利用率低等情況，因此逐漸引起了人們的關(guān)注，本文圍繞數(shù)控切割技術(shù)針對(duì)如何提升鋼板利用率及降低切割成本展開分析討論。

關(guān)鍵詞：數(shù)控切割;利用率;成本;損耗

引言

鋼鐵產(chǎn)業(yè)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展正處于蓬勃發(fā)展的階段，但也同時(shí)存在鋼鐵利用率不高、成本大等問題，本文針對(duì)這一現(xiàn)象展開分析討論，提升鋼板利用率，降低成本。

一、現(xiàn)有數(shù)控切割技術(shù)導(dǎo)致的問題分析

國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)狀況的發(fā)展伴隨的是鋼鐵產(chǎn)業(yè)規(guī)模以及產(chǎn)量的不斷提升，鋼鐵的需求呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)對(duì)數(shù)控切割鋼板技術(shù)的研究成本不斷增加，且不斷應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域之中，在鋼鐵的加工生產(chǎn)過程中，因?yàn)槎喾N因素的影響，導(dǎo)致鋼鐵在加工過程中的利用率較低，無法達(dá)到預(yù)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，因此會(huì)導(dǎo)致鑄坯的質(zhì)量以及使用效能變低。其次專業(yè)化人員的不足，加上操作熟練度和經(jīng)驗(yàn)的不足，嚴(yán)重影響著鋼板加工的利用率以及成本值，最終生產(chǎn)鋼鐵的產(chǎn)量和所獲的經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)被影響。因此提高數(shù)控切割鋼板利用率和提高切割效率，是企業(yè)降本增效、提高競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。

二、提高數(shù)控切割鋼板時(shí)鋼板利用率以及降低切割成本的方案

隨著科學(xué)技術(shù)水平以及經(jīng)濟(jì)水平的逐年提升，國(guó)內(nèi)的鋼鐵制造業(yè)正處于迅猛發(fā)展的階段，但市場(chǎng)也因此情況變得更加復(fù)雜、難以分析，市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)也愈發(fā)激烈，因此對(duì)切割鋼板時(shí)的利用率把控以及成本的控制有著更加嚴(yán)苛的要求。整個(gè)加工作業(yè)中最為重要的內(nèi)容便是切割效率的保證，較高的切割效率可以使成品效益大幅度的提升，也會(huì)帶動(dòng)鋼鐵切割利用率的提升、降低切割的成本。當(dāng)前數(shù)控切割技術(shù)仍存在不小的漏洞，切割的效率較低，很大程度阻礙了行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，因此需要針對(duì)不同情況采取不同措施，在提升技術(shù)水平，降低成本的同時(shí)，提升利用率。生產(chǎn)鋼板的質(zhì)量問題也是行業(yè)內(nèi)部關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容之一，鋼板切割的技術(shù)水平以及切割的質(zhì)量直接影響的是成品整體的質(zhì)量以及利潤(rùn)，因此在實(shí)際的生產(chǎn)過程中需要嚴(yán)格遵守鋼鐵加工所要求的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值，遵循制定的加工標(biāo)準(zhǔn)和原材料選購(gòu)原則，在購(gòu)買加工原材料金屬鋼板時(shí)選擇表面無生銹現(xiàn)象、不易生銹材質(zhì)、平整、無彎曲現(xiàn)象的鋼板，原因主要是生銹、彎曲的鋼板在切割的過程中會(huì)導(dǎo)致所切割金屬產(chǎn)生斷裂，在進(jìn)行鋼鐵切割加工的過程中往往為了使材料可以順利成型，需要加入其他金屬材料或者其他的復(fù)合材料，從而使得加工的成品硬度和質(zhì)量可以滿足使用要求，金屬的使用壽命也可以得到一定的提升。在進(jìn)行切割時(shí)，因?yàn)閴毫妥龉?，?huì)使加工的金屬表面彎曲程度提升，進(jìn)而將切割的復(fù)雜程度以及難度大大提升，難以保證加工成品的最終質(zhì)量，容易造成原材料的浪費(fèi)。切割完成之后，成品通常無法馬上投入使用，因此需要投入人力物力對(duì)其進(jìn)行維修，維護(hù)過程需要對(duì)鋼鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)的平面承受能力進(jìn)行考量，且保證熔融金屬可以擁有均勻的濃度和溫度，使等軸品的數(shù)量增加，所保存的鋼鐵品粒細(xì)化。通常出現(xiàn)表面生銹的鋼鐵熔點(diǎn)大于一般的鋼鐵，切割過程也會(huì)時(shí)常出現(xiàn)斷裂彎曲、鐵屑飛濺的情況。操作人員的安全性無法得到保障，且設(shè)備會(huì)受到一定程度的損傷，材料會(huì)出現(xiàn)不必要的浪費(fèi)。

（一）使用套料切割軟件，優(yōu)化套料參數(shù)基準(zhǔn)

目前市面上的成品金屬、鋼鐵原材料、種類較為復(fù)雜，各個(gè)材料之間的差異性較大，對(duì)于不同的產(chǎn)品生產(chǎn)和大型機(jī)械設(shè)備都存在一定的影響，因此加工成品的難度會(huì)進(jìn)一步的加大，當(dāng)前使用高套料切割軟件可以根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需求，由專業(yè)人員開發(fā)出更多的實(shí)際功能。例如常見的邊角切割和連續(xù)切割都可以通過該軟件的開發(fā)實(shí)現(xiàn)，常見的套料切割軟件如圖一所示，不但可以節(jié)省穿孔預(yù)熱的時(shí)間，還可以提升切割效率，降低切割成本，提升材料利用率。且該技術(shù)有利于操作人員長(zhǎng)期反復(fù)利用，此過程中需要人員對(duì)技術(shù)實(shí)際使用的細(xì)節(jié)進(jìn)行把控，保證最終成品生產(chǎn)的質(zhì)量[1]。與此同時(shí)，在軟件使用的過程中對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際切割參數(shù)（圖二）也得優(yōu)化與校驗(yàn)，如切割機(jī)切零件的切割補(bǔ)償、引弧長(zhǎng)度及零件間隙等，對(duì)于加工的技術(shù)日新月異，相關(guān)的企業(yè)部門應(yīng)當(dāng)注重技術(shù)的革新和突破，新技術(shù)往往保證整個(gè)企業(yè)在行業(yè)內(nèi)部充滿競(jìng)爭(zhēng)力。

（二）按產(chǎn)品需求，合理選擇數(shù)控切割技術(shù)工藝，提高切割質(zhì)量及效率

在經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平大幅度提升的今天，鋼鐵加工生產(chǎn)的方式也得到了非常大的進(jìn)步和提升，數(shù)控切割鋼板技術(shù)與傳統(tǒng)的切割技術(shù)相比，具有較大的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的切割技術(shù)在進(jìn)行一次加工結(jié)束后往往需要再投入人力物力，對(duì)一次切割的鋼鐵進(jìn)行二次切割，常見的二次切割過程如圖三所示。增加了實(shí)際的切割成本，降低了經(jīng)濟(jì)效益。但是數(shù)控切割可以通過向原材料中加入一定配比的顆粒，避免的二次切割的現(xiàn)象，很好地降低了鋼鐵加工過程中的成本較高的現(xiàn)象[2]。

套料過程中，共邊切割是節(jié)省切制耗村最有效的方法。在我公司長(zhǎng)直線邊的零件還是挺多的。使用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，合理的運(yùn)用共邊切割方法！僅使用一次穿禮就完成多個(gè)零件的連續(xù)切割，提高了生產(chǎn)效率的同時(shí)，也為公司創(chuàng)下不少的經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)切制方法效率低的主要原因是每個(gè)零件都要預(yù)熱穿孔、相同或臨近的直線邊需要重復(fù)切割。使用等離子共邊、橋接、連割（圖四）等高效切割技術(shù)和工藝?？芍苯訙p少預(yù)熱穿孔時(shí)間30%，減少切割空程路徑10%，提高切割效率10%，并提高鋼材在料利用率1-2%，同時(shí)，有效節(jié)省氧氣、丙烷，等離子電極、火焰割嘴等耗材以及水電氣等的酒耗10%。零件的橋接和連測(cè)編程方法更注重的是提高切割速度和效率，將多個(gè)零件的切割路徑連在一 起，使得數(shù)控切割機(jī)在工作時(shí)，只用第一次孔就能完成整張板材的切割，從而節(jié)約成本，增加效益。

（三）原料的購(gòu)買

原料的選擇和購(gòu)買是保證切割作業(yè)順利進(jìn)行的重要內(nèi)容之一，在組織進(jìn)行原料購(gòu)買的過程中，最好有關(guān)企業(yè)可以組織專門的采購(gòu)部門，選原材料金屬時(shí)選擇無生銹無彎曲不平整現(xiàn)象的鋼鐵，降低切割難度。彎曲的鋼板會(huì)導(dǎo)致切割質(zhì)量較差，成品斷線切面不平整等現(xiàn)象，生銹的材料會(huì)導(dǎo)致切割過程中飛屑的炸出，傷害正在進(jìn)行作業(yè)的操作人員，出現(xiàn)不必要的損失。避免原材料的選擇不當(dāng)，可以提升切割生產(chǎn)的質(zhì)量，降低生產(chǎn)切割的成本。在我公司的卷筒結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)特殊，材料利用率偏低，為攻關(guān)此難題，將卷筒制動(dòng)盤結(jié)構(gòu)做了系統(tǒng)分析，統(tǒng)計(jì)重要關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，卷筒制動(dòng)盤厚度基本都是45mm，而厚度45mm的鋼板在結(jié)構(gòu)件其它零部件中使用較少，通過采用專項(xiàng)鋼板進(jìn)行排版下料，將利用于提高鋼材利用率，通過對(duì)以往產(chǎn)品中卷筒制動(dòng)盤的規(guī)格統(tǒng)計(jì)分析，從中將涉及產(chǎn)品較多的幾種規(guī)格進(jìn)行篩選，并采購(gòu)相應(yīng)規(guī)格的鋼板，根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)比，執(zhí)行推廣后，使用專項(xiàng)板利用率為51.06%，以往使用2800mm*10000mm規(guī)格的鋼板利用率是43.75%，鋼材利用率提升7.31%。

（四）人員意識(shí)的提升

鋼鐵切割的質(zhì)量是進(jìn)行切割的主要影響因素，數(shù)控切割技術(shù)保證了鋼鐵切割的質(zhì)量以及外觀，但也出現(xiàn)了原材料大量浪費(fèi)，資源大量消耗的現(xiàn)象。因此對(duì)于實(shí)際進(jìn)行操作的技術(shù)人員來說提升原料的保護(hù)意識(shí)以及成品的技術(shù)意識(shí)非常具有必要性，通過定期開展技術(shù)講座、人員操作意識(shí)的培訓(xùn)，可以保證工作人員在實(shí)際的操作過程中嚴(yán)格的把控每項(xiàng)加工環(huán)節(jié)，同時(shí)有意識(shí)的對(duì)原材料的使用進(jìn)行約束，在保證切割作業(yè)的同時(shí)，可以保證成品的生產(chǎn)質(zhì)量、提升原料在切割過程中的利用率，避免資源浪費(fèi)，從而降低成本的費(fèi)用。

三、結(jié)束語

鋼鐵產(chǎn)業(yè)未來仍舊需要不斷致力于技術(shù)的更新和突破，推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的良性循環(huán)，更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張明軍.提高數(shù)控切割鋼板利用率及降低切割成本的幾點(diǎn)建議[J].名城繪，2019，000（002）：1-1.

[2]張中明，楊杰，王道強(qiáng).鋼板數(shù)控切割效率及材料利用率研究[J].水泥技術(shù)，2015，000（003）：43-44.

（作者單位：上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司長(zhǎng)興分公司）