淺談提高機(jī)械加工材料利用率的途徑

繆榴菊

摘要：進(jìn)入新時(shí)代以來(lái)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)代化的制造技術(shù)發(fā)展迅速，更是隨著供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，相比于數(shù)量的不斷增加我國(guó)對(duì)于各種流入市場(chǎng)中的產(chǎn)品則更加注重質(zhì)量，同時(shí)對(duì)于資源有效節(jié)約的重視程度不斷提升。對(duì)于制造業(yè)來(lái)講，各大企業(yè)都在不斷針對(duì)資源的降本增效工作強(qiáng)化研究力度。在本文的研究中，首先對(duì)當(dāng)前影響機(jī)械加工材料利用率的因素進(jìn)行詳細(xì)的分析，然后再根據(jù)本公司的實(shí)際狀況有針對(duì)性的從工件的放樣和排版兩個(gè)方面對(duì)提升機(jī)械加工中工件材料的利用率提升措施進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：材料利用率;降低成本;問(wèn)題和途徑

在機(jī)械制造企業(yè)中，由于工件的產(chǎn)量很大，因而對(duì)于各種鋼材料的需求量也非常大。新的發(fā)展時(shí)期，企業(yè)要想在激烈的市場(chǎng)發(fā)展中保持較高的競(jìng)爭(zhēng)力，就需要在工件的機(jī)械加工過(guò)程中有效節(jié)省材料，通過(guò)規(guī)范化設(shè)計(jì)、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(duì)于很多制造業(yè)企業(yè)來(lái)講，在當(dāng)前這種材料成本不斷增加，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)持續(xù)激烈的經(jīng)營(yíng)環(huán)境中，有效降低機(jī)械加工材料的消耗，提升其利用率，事實(shí)上就是從側(cè)面創(chuàng)造企業(yè)利潤(rùn)，提升公司市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和占有率。

一、 影響機(jī)械加工材料利用率的因素

（一） 機(jī)械工件設(shè)計(jì)問(wèn)題降低材料利用率

過(guò)去的機(jī)械加工工作中，有些工件設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)對(duì)工件數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)要求等掌握不準(zhǔn)確、出現(xiàn)信息的疏忽或者錯(cuò)誤問(wèn)題;或者是由于對(duì)設(shè)計(jì)加工場(chǎng)地的不熟悉，導(dǎo)致對(duì)工件細(xì)節(jié)部分處理不夠完善;亦或是工件的設(shè)計(jì)制造尺寸不斷的變更，在反復(fù)的修改中浪費(fèi)大量的材料，同時(shí)影響后續(xù)的制造進(jìn)度。

（二） 機(jī)械加工過(guò)程中材料余量處理問(wèn)題

之前很多機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)任務(wù)都很重，工作目標(biāo)常常都是按時(shí)完成任務(wù)即可，對(duì)工件所需鋼材的利用率并沒(méi)有給予很高的重視。傳統(tǒng)的機(jī)械加工工作中，在機(jī)械工件的生產(chǎn)準(zhǔn)備階段，有些企業(yè)接到訂單之后，沒(méi)有對(duì)需要設(shè)計(jì)加工的工件進(jìn)行預(yù)先排版，常常造成材料的規(guī)格和工件的尺寸不相符的問(wèn)題，同時(shí)出現(xiàn)很多余料。并且在對(duì)這些余料進(jìn)行處理中，還需要再次投入更多的人力，這種本來(lái)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(duì)于那些較厚的鋼材，在后面的排版工作中大多數(shù)都無(wú)法繼續(xù)使用，這是由于對(duì)于需要使用厚鋼材進(jìn)行切割的零件來(lái)說(shuō)，其使用位置都是相對(duì)關(guān)鍵，且零件尺寸較大。在工件的制作工作中，很多企業(yè)在加工有些小規(guī)格工件時(shí)考慮到工期等問(wèn)題，直接用整板下料并進(jìn)行制作，沒(méi)有充分考慮使用余料進(jìn)行加工，造成材料的利用率不高。

（三） 機(jī)械加工完成之后余量管理不當(dāng)

對(duì)于有不同加工需求的零件來(lái)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(duì)生產(chǎn)制造車(chē)間中退出的余料進(jìn)行高效的利用。但是很多企業(yè)對(duì)于鋼材余料管理和使用的規(guī)范性不強(qiáng)，經(jīng)常出現(xiàn)余料隨意堆放，不同尺寸、不同材質(zhì)余料信息整理不完善等問(wèn)題，從而造成在機(jī)械加工中材料利用率不高的結(jié)果。

二、 提高機(jī)械加工中材料利用率的途徑

（一） 在工件設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)選考慮材料利用率問(wèn)題

機(jī)械加工零件在設(shè)計(jì)過(guò)程中，一方面，需要不斷地優(yōu)化工件設(shè)計(jì)水平，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，保證將工件的細(xì)節(jié)部分處理得當(dāng)，用料合理;另一方面，在接設(shè)計(jì)制作訂單時(shí)，預(yù)先確定好相關(guān)的尺寸及要求，避免多次修改，造成設(shè)計(jì)材料的浪費(fèi)并對(duì)接下來(lái)的機(jī)械加工工作造成消極影響。

（二） 工件在機(jī)械加工過(guò)程中的材料利用率提升問(wèn)題

（1） 在機(jī)械加工零件的放樣排版環(huán)節(jié)提升材料利用率

要想促進(jìn)鋼件利用率的提升，當(dāng)前各大企業(yè)都在不斷地進(jìn)行方法創(chuàng)新，其中對(duì)需要加工的工件采用預(yù)先排版再訂購(gòu)鋼材的方式，能夠有效的提升材料的使用率。通過(guò)實(shí)際的實(shí)踐工作表明，在工件加工前對(duì)其進(jìn)行預(yù)排版具有非常顯著的特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在：首先，對(duì)工件進(jìn)行放樣并加上合理余量，能夠相對(duì)精準(zhǔn)的得出零件加工過(guò)程中需要的實(shí)際尺寸的清單進(jìn)行排版，隨后可以按照這樣的實(shí)際需求訂購(gòu)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(shí)也會(huì)減少余料的產(chǎn)生，有利于管理人員對(duì)鋼材以及余料進(jìn)行更合理的管理。因?yàn)檫^(guò)去沒(méi)有預(yù)排版工作的工件加工中，常常出現(xiàn)材料的規(guī)格與零件實(shí)際尺寸存在差別，導(dǎo)致大量余料的產(chǎn)生。對(duì)于作為余料的薄鋼材而言，還具有一定程度的使用價(jià)值，但是對(duì)這些材料進(jìn)行整理和管理的過(guò)程需要投入大量的人力和物力，增加了機(jī)械加工工作的整體成本;對(duì)于厚鋼材來(lái)說(shuō)，很多情況下沒(méi)有再利用價(jià)值，則造成了材料的大量浪費(fèi)。由此可見(jiàn)對(duì)工件進(jìn)行預(yù)排版在機(jī)械加工工作中具有非常重要的作用。在對(duì)工件進(jìn)行預(yù)排版的工作中需要注意的是，在將零件需要進(jìn)行數(shù)控切割的鋼材清單整理出來(lái)之后，有必要對(duì)其進(jìn)行合理的調(diào)整，促進(jìn)鋼材的規(guī)格不斷趨于一致，提升材料的利用率。

當(dāng)前，企業(yè)為了有效提升工件的預(yù)排版質(zhì)量和效率，不斷引進(jìn)并創(chuàng)新計(jì)算機(jī)輔助排版技術(shù)，利用現(xiàn)代化的數(shù)字軟件形成智能化的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，在開(kāi)展自動(dòng)排版的過(guò)程中，該軟件能夠在充分保證材料利用率的基礎(chǔ)上，根據(jù)工件的圖號(hào)等對(duì)其進(jìn)行集中排版。對(duì)相同的工件實(shí)施集中排版工作，不僅能夠有效降低切割加工環(huán)節(jié)中工作人員管理工件的實(shí)際工作量，而且更能夠確保對(duì)鋼材的切割進(jìn)度能夠與工件的機(jī)械加工進(jìn)程保持一致。在計(jì)算機(jī)智能化的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，可以清楚的看到鋼材板中的工件，機(jī)械加工車(chē)間能夠根據(jù)實(shí)際的工作進(jìn)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(jì)算機(jī)輔助編程提升機(jī)械加工材料利用率

現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)輔助編程，可以在機(jī)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(guò)對(duì)工件設(shè)計(jì)圖紙中具體要求和圖形實(shí)施詳細(xì)的繪制并編制對(duì)應(yīng)的程序進(jìn)行工作的。對(duì)于不同工件，需要對(duì)其使用板的材料和具體的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和記錄，然后留出充分的余量之后有針對(duì)性的進(jìn)行編程。保證在加工過(guò)程中能夠減少加工量并節(jié)省成本。利用計(jì)算機(jī)輔助編程，可以從以下幾個(gè)方面提升材料的利用率。

（1） 提高工件切割效率

在對(duì)工件進(jìn)行切割的過(guò)程中，為了保證切割質(zhì)量和效率，可以選擇運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)進(jìn)行編程切割。對(duì)于有些不規(guī)則的工件或者復(fù)雜的工件，提前在計(jì)算機(jī)電腦中對(duì)其實(shí)施數(shù)控放樣編制，排版后將該程序發(fā)送至數(shù)控切割機(jī)中，然后開(kāi)始進(jìn)行連續(xù)切割，并且無(wú)需二次編程。在數(shù)控切割機(jī)中能夠?qū)崿F(xiàn)多項(xiàng)切割，可以有效提升工作效率。

（2） 合理套裁、適時(shí)斷開(kāi)

在企業(yè)進(jìn)行工件的機(jī)械加工工作中，經(jīng)常面臨對(duì)很過(guò)數(shù)量龐大且形狀復(fù)雜的工件繼續(xù)加工，加工效率低下，并且容易造成對(duì)鋼材的浪費(fèi)。因此當(dāng)前可以采用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)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(duì)單獨(dú)工件進(jìn)行切割時(shí)產(chǎn)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(shí)根據(jù)不同板的實(shí)際進(jìn)料狀況以及促進(jìn)材料利用率的高效性，也會(huì)在放樣時(shí)經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)確認(rèn)的情況下對(duì)大零件進(jìn)行斷開(kāi)繪制，然后再進(jìn)行排版的情況。

（3） 提升工件切割質(zhì)量

在工件的機(jī)械加工中，保證工件最終質(zhì)量的一個(gè)重要因素就是下料質(zhì)量的高低，因?yàn)橹挥懈哔|(zhì)量的合格零件才能通過(guò)安裝組建成合格的產(chǎn)品。而零件加工期間的切割質(zhì)量也直接影響到產(chǎn)品的最終質(zhì)量，同時(shí)更是鋼材使用過(guò)程中利用率和成本的重要影響因素。對(duì)于零件來(lái)講，合理放置余量可避免現(xiàn)場(chǎng)加工時(shí)浪費(fèi)人工，高質(zhì)量切割工藝實(shí)施后，在進(jìn)入下一道加工工序時(shí)是需要清除周?chē)囊恍╄F屑即可，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)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(fèi)。所以需要不斷強(qiáng)化切割工藝，并通過(guò)對(duì)不同材料零件的詳細(xì)分析，開(kāi)展科學(xué)的切割工作。

三、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)甚至全世界都因?yàn)楝F(xiàn)代工業(yè)的大力發(fā)展而面臨著資源和能源不斷減少、環(huán)境污染問(wèn)題嚴(yán)重等相關(guān)問(wèn)題。所以，在制造業(yè)企業(yè)開(kāi)展機(jī)械制造工作的過(guò)程中應(yīng)該加大對(duì)材料高效利用問(wèn)題的重視程度，強(qiáng)化材料節(jié)約思維，不斷結(jié)合現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)以及智能化的加工程序和工藝提升材料的利用率，這已經(jīng)是當(dāng)前各個(gè)工業(yè)國(guó)家的發(fā)展目標(biāo)。針對(duì)我國(guó)的實(shí)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(yè)企業(yè)務(wù)必通過(guò)對(duì)自身情況的準(zhǔn)確衡量而選擇在工件的放樣、排版、以及切割工作中提升對(duì)材料的利用效率，從而提升企業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)也對(duì)生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)貢獻(xiàn)自己的力量。

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（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）