浅谈提高机械加工材料利用率的途径

缪榴菊

摘要：进入新时代以来，国内现代化的制造技术发展迅速，更是随着供给侧结构性改革，相比于数量的不断增加我国对于各种流入市场中的产品则更加注重质量，同时对于资源有效节约的重视程度不断提升。对于制造业来讲，各大企业都在不断针对资源的降本增效工作强化研究力度。在本文的研究中，首先对当前影响机械加工材料利用率的因素进行详细的分析，然后再根据本公司的实际状况有针对性的从工件的放样和排版两个方面对提升机械加工中工件材料的利用率提升措施进行探讨。

关键词：材料利用率;降低成本;问题和途径

在机械制造企业中，由于工件的产量很大，因而对于各种钢材料的需求量也非常大。新的发展时期，企业要想在激烈的市场发展中保持较高的竞争力，就需要在工件的机械加工过程中有效节省材料，通过规范化设计、划线、放样、下料、排版等一系列工作提升钢材的整体利用率。对于很多制造业企业来讲，在当前这种材料成本不断增加，市场竞争持续激烈的经营环境中，有效降低机械加工材料的消耗，提升其利用率，事实上就是从侧面创造企业利润，提升公司市场竞争力和占有率。

一、 影响机械加工材料利用率的因素

（一） 机械工件设计问题降低材料利用率

过去的机械加工工作中，有些工件设计人员在设计产品时对工件数据、设计要求等掌握不准确、出现信息的疏忽或者错误问题;或者是由于对设计加工场地的不熟悉，导致对工件细节部分处理不够完善;亦或是工件的设计制造尺寸不断的变更，在反复的修改中浪费大量的材料，同时影响后续的制造进度。

（二） 机械加工过程中材料余量处理问题

之前很多机械制造企业的生产任务都很重，工作目标常常都是按时完成任务即可，对工件所需钢材的利用率并没有给予很高的重视。传统的机械加工工作中，在机械工件的生产准备阶段，有些企业接到订单之后，没有对需要设计加工的工件进行预先排版，常常造成材料的规格和工件的尺寸不相符的问题，同时出现很多余料。并且在对这些余料进行处理中，还需要再次投入更多的人力，这种本来不必要的余料，还增加了钢材管理的整体压力。更重要的是对于那些较厚的钢材，在后面的排版工作中大多数都无法继续使用，这是由于对于需要使用厚钢材进行切割的零件来说，其使用位置都是相对关键，且零件尺寸较大。在工件的制作工作中，很多企业在加工有些小规格工件时考虑到工期等问题，直接用整板下料并进行制作，没有充分考虑使用余料进行加工，造成材料的利用率不高。

（三） 机械加工完成之后余量管理不当

对于有不同加工需求的零件来讲，其所需要的材料也是不同的，因此要想提升材料的利用率，就有必要对生产制造车间中退出的余料进行高效的利用。但是很多企业对于钢材余料管理和使用的规范性不强，经常出现余料随意堆放，不同尺寸、不同材质余料信息整理不完善等问题，从而造成在机械加工中材料利用率不高的结果。

二、 提高机械加工中材料利用率的途径

（一） 在工件设计时预选考虑材料利用率问题

机械加工零件在设计过程中，一方面，需要不断地优化工件设计水平，提升设计质量，保证将工件的细节部分处理得当，用料合理;另一方面，在接设计制作订单时，预先确定好相关的尺寸及要求，避免多次修改，造成设计材料的浪费并对接下来的机械加工工作造成消极影响。

（二） 工件在机械加工过程中的材料利用率提升问题

（1） 在机械加工零件的放样排版环节提升材料利用率

要想促进钢件利用率的提升，当前各大企业都在不断地进行方法创新，其中对需要加工的工件采用预先排版再订购钢材的方式，能够有效的提升材料的使用率。通过实际的实践工作表明，在工件加工前对其进行预排版具有非常显著的特点，具体表现在：首先，对工件进行放样并加上合理余量，能够相对精准的得出零件加工过程中需要的实际尺寸的清单进行排版，随后可以按照这样的实际需求订购钢材并选用合适尺寸的钢材，从而在很大程度上提升了钢材的利用率，同时也会减少余料的产生，有利于管理人员对钢材以及余料进行更合理的管理。因为过去没有预排版工作的工件加工中，常常出现材料的规格与零件实际尺寸存在差别，导致大量余料的产生。对于作为余料的薄钢材而言，还具有一定程度的使用价值，但是对这些材料进行整理和管理的过程需要投入大量的人力和物力，增加了机械加工工作的整体成本;对于厚钢材来说，很多情况下没有再利用价值，则造成了材料的大量浪费。由此可见对工件进行预排版在机械加工工作中具有非常重要的作用。在对工件进行预排版的工作中需要注意的是，在将零件需要进行数控切割的钢材清单整理出来之后，有必要对其进行合理的调整，促进钢材的规格不断趋于一致，提升材料的利用率。

当前，企业为了有效提升工件的预排版质量和效率，不断引进并创新计算机辅助排版技术，利用现代化的数字软件形成智能化的数据管理系统，在开展自动排版的过程中，该软件能够在充分保证材料利用率的基础上，根据工件的图号等对其进行集中排版。对相同的工件实施集中排版工作，不仅能够有效降低切割加工环节中工作人员管理工件的实际工作量，而且更能够确保对钢材的切割进度能够与工件的机械加工进程保持一致。在计算机智能化的数据管理系统中，可以清楚的看到钢材板中的工件，机械加工车间能够根据实际的工作进程和加工效率选择合理的切割，保证钢材利用率和工件加工效率之间的有效均衡。

（三）利用计算机辅助编程提升机械加工材料利用率

现代化的计算机辅助编程，可以在机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。该方式主要是通过对工件设计图纸中具体要求和图形实施详细的绘制并编制对应的程序进行工作的。对于不同工件，需要对其使用板的材料和具体的数据进行整理和记录，然后留出充分的余量之后有针对性的进行编程。保证在加工过程中能够减少加工量并节省成本。利用计算机辅助编程，可以从以下几个方面提升材料的利用率。

（1） 提高工件切割效率

在对工件进行切割的过程中，为了保证切割质量和效率，可以选择运用计算机辅助系统进行编程切割。对于有些不规则的工件或者复杂的工件，提前在计算机电脑中对其实施数控放样编制，排版后将该程序发送至数控切割机中，然后开始进行连续切割，并且无需二次编程。在数控切割机中能够实现多项切割，可以有效提升工作效率。

（2） 合理套裁、适时断开

在企业进行工件的机械加工工作中，经常面临对很过数量庞大且形状复杂的工件继续加工，加工效率低下，并且容易造成对钢材的浪费。因此当前可以采用计算机辅助技术进行合理的套料以及共边套料，这样能够在很大程度上避免对单独工件进行切割时产生的大量余料，从而有效提升钢材的整体利用率。此外，在有时根据不同板的实际进料状况以及促进材料利用率的高效性，也会在放样时经过设计确认的情况下对大零件进行断开绘制，然后再进行排版的情况。

（3） 提升工件切割质量

在工件的机械加工中，保证工件最终质量的一个重要因素就是下料质量的高低，因为只有高质量的合格零件才能通过安装组建成合格的产品。而零件加工期间的切割质量也直接影响到产品的最终质量，同时更是钢材使用过程中利用率和成本的重要影响因素。对于零件来讲，合理放置余量可避免现场加工时浪费人工，高质量切割工艺实施后，在进入下一道加工工序时是需要清除周围的一些铁屑即可，不会产生过多的余量。相反的，不合格的切割工件，还需要打磨、校正工作，容易造成材料的浪费。所以需要不断强化切割工藝，并通过对不同材料零件的详细分析，开展科学的切割工作。

三、结束语

当前我国甚至全世界都因为现代工业的大力发展而面临着资源和能源不断减少、环境污染问题严重等相关问题。所以，在制造业企业开展机械制造工作的过程中应该加大对材料高效利用问题的重视程度，强化材料节约思维，不断结合现代化科学技术以及智能化的加工程序和工艺提升材料的利用率，这已经是当前各个工业国家的发展目标。针对我国的实际情况，不管是资源还是材料的供给能力都是有限的，因此制造业企业务必通过对自身情况的准确衡量而选择在工件的放样、排版、以及切割工作中提升对材料的利用效率，从而提升企业的整体竞争力，同时也对生态环境的有效保护贡献自己的力量。

参考文献：

[1]周忠.浅析提高机械加工精度的途径[J].山东工业技术，2017（15）：291-292.

[2]赵田英，覃忠，杨娜，et al.浅谈提高原材料利用率方法[J].装备制造技术， 2013（9）：202-203.

（作者单位：上海振华重工（集团）股份有限公司长兴分公司）