淺談提高機械加工材料利用率的途徑

繆榴菊

摘要：進入新時代以來，國內現代化的制造技術發展迅速，更是隨著供給側結構性改革，相比于數量的不斷增加我國對于各種流入市場中的產品則更加注重質量，同時對于資源有效節約的重視程度不斷提升。對于制造業來講，各大企業都在不斷針對資源的降本增效工作強化研究力度。在本文的研究中，首先對當前影響機械加工材料利用率的因素進行詳細的分析，然后再根據本公司的實際狀況有針對性的從工件的放樣和排版兩個方面對提升機械加工中工件材料的利用率提升措施進行探討。

關鍵詞：材料利用率;降低成本;問題和途徑

在機械制造企業中，由于工件的產量很大，因而對于各種鋼材料的需求量也非常大。新的發展時期，企業要想在激烈的市場發展中保持較高的競爭力，就需要在工件的機械加工過程中有效節省材料，通過規范化設計、劃線、放樣、下料、排版等一系列工作提升鋼材的整體利用率。對于很多制造業企業來講，在當前這種材料成本不斷增加，市場競爭持續激烈的經營環境中，有效降低機械加工材料的消耗，提升其利用率，事實上就是從側面創造企業利潤，提升公司市場競爭力和占有率。

一、 影響機械加工材料利用率的因素

（一） 機械工件設計問題降低材料利用率

過去的機械加工工作中，有些工件設計人員在設計產品時對工件數據、設計要求等掌握不準確、出現信息的疏忽或者錯誤問題;或者是由于對設計加工場地的不熟悉，導致對工件細節部分處理不夠完善;亦或是工件的設計制造尺寸不斷的變更，在反復的修改中浪費大量的材料，同時影響后續的制造進度。

（二） 機械加工過程中材料余量處理問題

之前很多機械制造企業的生產任務都很重，工作目標常常都是按時完成任務即可，對工件所需鋼材的利用率并沒有給予很高的重視。傳統的機械加工工作中，在機械工件的生產準備階段，有些企業接到訂單之后，沒有對需要設計加工的工件進行預先排版，常常造成材料的規格和工件的尺寸不相符的問題，同時出現很多余料。并且在對這些余料進行處理中，還需要再次投入更多的人力，這種本來不必要的余料，還增加了鋼材管理的整體壓力。更重要的是對于那些較厚的鋼材，在后面的排版工作中大多數都無法繼續使用，這是由于對于需要使用厚鋼材進行切割的零件來說，其使用位置都是相對關鍵，且零件尺寸較大。在工件的制作工作中，很多企業在加工有些小規格工件時考慮到工期等問題，直接用整板下料并進行制作，沒有充分考慮使用余料進行加工，造成材料的利用率不高。

（三） 機械加工完成之后余量管理不當

對于有不同加工需求的零件來講，其所需要的材料也是不同的，因此要想提升材料的利用率，就有必要對生產制造車間中退出的余料進行高效的利用。但是很多企業對于鋼材余料管理和使用的規范性不強，經常出現余料隨意堆放，不同尺寸、不同材質余料信息整理不完善等問題，從而造成在機械加工中材料利用率不高的結果。

二、 提高機械加工中材料利用率的途徑

（一） 在工件設計時預選考慮材料利用率問題

機械加工零件在設計過程中，一方面，需要不斷地優化工件設計水平，提升設計質量，保證將工件的細節部分處理得當，用料合理;另一方面，在接設計制作訂單時，預先確定好相關的尺寸及要求，避免多次修改，造成設計材料的浪費并對接下來的機械加工工作造成消極影響。

（二） 工件在機械加工過程中的材料利用率提升問題

（1） 在機械加工零件的放樣排版環節提升材料利用率

要想促進鋼件利用率的提升，當前各大企業都在不斷地進行方法創新，其中對需要加工的工件采用預先排版再訂購鋼材的方式，能夠有效的提升材料的使用率。通過實際的實踐工作表明，在工件加工前對其進行預排版具有非常顯著的特點，具體表現在：首先，對工件進行放樣并加上合理余量，能夠相對精準的得出零件加工過程中需要的實際尺寸的清單進行排版，隨后可以按照這樣的實際需求訂購鋼材并選用合適尺寸的鋼材，從而在很大程度上提升了鋼材的利用率，同時也會減少余料的產生，有利于管理人員對鋼材以及余料進行更合理的管理。因為過去沒有預排版工作的工件加工中，常常出現材料的規格與零件實際尺寸存在差別，導致大量余料的產生。對于作為余料的薄鋼材而言，還具有一定程度的使用價值，但是對這些材料進行整理和管理的過程需要投入大量的人力和物力，增加了機械加工工作的整體成本;對于厚鋼材來說，很多情況下沒有再利用價值，則造成了材料的大量浪費。由此可見對工件進行預排版在機械加工工作中具有非常重要的作用。在對工件進行預排版的工作中需要注意的是，在將零件需要進行數控切割的鋼材清單整理出來之后，有必要對其進行合理的調整，促進鋼材的規格不斷趨于一致，提升材料的利用率。

當前，企業為了有效提升工件的預排版質量和效率，不斷引進并創新計算機輔助排版技術，利用現代化的數字軟件形成智能化的數據管理系統，在開展自動排版的過程中，該軟件能夠在充分保證材料利用率的基礎上，根據工件的圖號等對其進行集中排版。對相同的工件實施集中排版工作，不僅能夠有效降低切割加工環節中工作人員管理工件的實際工作量，而且更能夠確保對鋼材的切割進度能夠與工件的機械加工進程保持一致。在計算機智能化的數據管理系統中，可以清楚的看到鋼材板中的工件，機械加工車間能夠根據實際的工作進程和加工效率選擇合理的切割，保證鋼材利用率和工件加工效率之間的有效均衡。

（三）利用計算機輔助編程提升機械加工材料利用率

現代化的計算機輔助編程，可以在機械加工中起到提升鋼材利用率以及有效降低制造加工成本的作用。該方式主要是通過對工件設計圖紙中具體要求和圖形實施詳細的繪制并編制對應的程序進行工作的。對于不同工件，需要對其使用板的材料和具體的數據進行整理和記錄，然后留出充分的余量之后有針對性的進行編程。保證在加工過程中能夠減少加工量并節省成本。利用計算機輔助編程，可以從以下幾個方面提升材料的利用率。

（1） 提高工件切割效率

在對工件進行切割的過程中，為了保證切割質量和效率，可以選擇運用計算機輔助系統進行編程切割。對于有些不規則的工件或者復雜的工件，提前在計算機電腦中對其實施數控放樣編制，排版后將該程序發送至數控切割機中，然后開始進行連續切割，并且無需二次編程。在數控切割機中能夠實現多項切割，可以有效提升工作效率。

（2） 合理套裁、適時斷開

在企業進行工件的機械加工工作中，經常面臨對很過數量龐大且形狀復雜的工件繼續加工，加工效率低下，并且容易造成對鋼材的浪費。因此當前可以采用計算機輔助技術進行合理的套料以及共邊套料，這樣能夠在很大程度上避免對單獨工件進行切割時產生的大量余料，從而有效提升鋼材的整體利用率。此外，在有時根據不同板的實際進料狀況以及促進材料利用率的高效性，也會在放樣時經過設計確認的情況下對大零件進行斷開繪制，然后再進行排版的情況。

（3） 提升工件切割質量

在工件的機械加工中，保證工件最終質量的一個重要因素就是下料質量的高低，因為只有高質量的合格零件才能通過安裝組建成合格的產品。而零件加工期間的切割質量也直接影響到產品的最終質量，同時更是鋼材使用過程中利用率和成本的重要影響因素。對于零件來講，合理放置余量可避免現場加工時浪費人工，高質量切割工藝實施后，在進入下一道加工工序時是需要清除周圍的一些鐵屑即可，不會產生過多的余量。相反的，不合格的切割工件，還需要打磨、校正工作，容易造成材料的浪費。所以需要不斷強化切割工藝，并通過對不同材料零件的詳細分析，開展科學的切割工作。

三、結束語

當前我國甚至全世界都因為現代工業的大力發展而面臨著資源和能源不斷減少、環境污染問題嚴重等相關問題。所以，在制造業企業開展機械制造工作的過程中應該加大對材料高效利用問題的重視程度，強化材料節約思維，不斷結合現代化科學技術以及智能化的加工程序和工藝提升材料的利用率，這已經是當前各個工業國家的發展目標。針對我國的實際情況，不管是資源還是材料的供給能力都是有限的，因此制造業企業務必通過對自身情況的準確衡量而選擇在工件的放樣、排版、以及切割工作中提升對材料的利用效率，從而提升企業的整體競爭力，同時也對生態環境的有效保護貢獻自己的力量。

參考文獻：

[1]周忠.淺析提高機械加工精度的途徑[J].山東工業技術，2017（15）：291-292.

[2]趙田英，覃忠，楊娜，et al.淺談提高原材料利用率方法[J].裝備制造技術， 2013（9）：202-203.

（作者單位：上海振華重工（集團）股份有限公司長興分公司）