淺析提高數控切割鋼板利用率及降低切割成本

章靜 趙春雷

摘要：數控切割技術會產生原材料的大量損耗以及生產利用率低等情況，因此逐漸引起了人們的關注，本文圍繞數控切割技術針對如何提升鋼板利用率及降低切割成本展開分析討論。

關鍵詞：數控切割;利用率;成本;損耗

引言

鋼鐵產業隨著經濟的發展正處于蓬勃發展的階段，但也同時存在鋼鐵利用率不高、成本大等問題，本文針對這一現象展開分析討論，提升鋼板利用率，降低成本。

一、現有數控切割技術導致的問題分析

國內經濟狀況的發展伴隨的是鋼鐵產業規模以及產量的不斷提升，鋼鐵的需求呈現逐年上升的趨勢，國內對數控切割鋼板技術的研究成本不斷增加，且不斷應用到各個領域之中，在鋼鐵的加工生產過程中，因為多種因素的影響，導致鋼鐵在加工過程中的利用率較低，無法達到預計的標準數值，因此會導致鑄坯的質量以及使用效能變低。其次專業化人員的不足，加上操作熟練度和經驗的不足，嚴重影響著鋼板加工的利用率以及成本值，最終生產鋼鐵的產量和所獲的經濟效益也會被影響。因此提高數控切割鋼板利用率和提高切割效率，是企業降本增效、提高競爭力的重要手段。

二、提高數控切割鋼板時鋼板利用率以及降低切割成本的方案

隨著科學技術水平以及經濟水平的逐年提升，國內的鋼鐵制造業正處于迅猛發展的階段，但市場也因此情況變得更加復雜、難以分析，市場上的競爭也愈發激烈，因此對切割鋼板時的利用率把控以及成本的控制有著更加嚴苛的要求。整個加工作業中最為重要的內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，也會帶動鋼鐵切割利用率的提升、降低切割的成本。當前數控切割技術仍存在不小的漏洞，切割的效率較低，很大程度阻礙了行業的穩定發展，因此需要針對不同情況采取不同措施，在提升技術水平，降低成本的同時，提升利用率。生產鋼板的質量問題也是行業內部關注的重點內容之一，鋼板切割的技術水平以及切割的質量直接影響的是成品整體的質量以及利潤，因此在實際的生產過程中需要嚴格遵守鋼鐵加工所要求的標準化數值，遵循制定的加工標準和原材料選購原則，在購買加工原材料金屬鋼板時選擇表面無生銹現象、不易生銹材質、平整、無彎曲現象的鋼板，原因主要是生銹、彎曲的鋼板在切割的過程中會導致所切割金屬產生斷裂，在進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合材料，從而使得加工的成品硬度和質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。在進行切割時，因為壓力和做功，會使加工的金屬表面彎曲程度提升，進而將切割的復雜程度以及難度大大提升，難以保證加工成品的最終質量，容易造成原材料的浪費。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其進行維修，維護過程需要對鋼鐵圍護結構的平面承受能力進行考量，且保證熔融金屬可以擁有均勻的濃度和溫度，使等軸品的數量增加，所保存的鋼鐵品粒細化。通常出現表面生銹的鋼鐵熔點大于一般的鋼鐵，切割過程也會時常出現斷裂彎曲、鐵屑飛濺的情況。操作人員的安全性無法得到保障，且設備會受到一定程度的損傷，材料會出現不必要的浪費。

（一）使用套料切割軟件，優化套料參數基準

目前市面上的成品金屬、鋼鐵原材料、種類較為復雜，各個材料之間的差異性較大，對于不同的產品生產和大型機械設備都存在一定的影響，因此加工成品的難度會進一步的加大，當前使用高套料切割軟件可以根據實際的生產需求，由專業人員開發出更多的實際功能。例如常見的邊角切割和連續切割都可以通過該軟件的開發實現，常見的套料切割軟件如圖一所示，不但可以節省穿孔預熱的時間，還可以提升切割效率，降低切割成本，提升材料利用率。且該技術有利于操作人員長期反復利用，此過程中需要人員對技術實際使用的細節進行把控，保證最終成品生產的質量[1]。與此同時，在軟件使用的過程中對于現場實際切割參數（圖二）也得優化與校驗，如切割機切零件的切割補償、引弧長度及零件間隙等，對于加工的技術日新月異，相關的企業部門應當注重技術的革新和突破，新技術往往保證整個企業在行業內部充滿競爭力。

（二）按產品需求，合理選擇數控切割技術工藝，提高切割質量及效率

在經濟技術水平大幅度提升的今天，鋼鐵加工生產的方式也得到了非常大的進步和提升，數控切割鋼板技術與傳統的切割技術相比，具有較大的優勢。傳統的切割技術在進行一次加工結束后往往需要再投入人力物力，對一次切割的鋼鐵進行二次切割，常見的二次切割過程如圖三所示。增加了實際的切割成本，降低了經濟效益。但是數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象，很好地降低了鋼鐵加工過程中的成本較高的現象[2]。

套料過程中，共邊切割是節省切制耗村最有效的方法。在我公司長直線邊的零件還是挺多的。使用計算機輔助技術，合理的運用共邊切割方法！僅使用一次穿禮就完成多個零件的連續切割，提高了生產效率的同時，也為公司創下不少的經濟效益。傳統切制方法效率低的主要原因是每個零件都要預熱穿孔、相同或臨近的直線邊需要重復切割。使用等離子共邊、橋接、連割（圖四）等高效切割技術和工藝。可直接減少預熱穿孔時間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，有效節省氧氣、丙烷，等離子電極、火焰割嘴等耗材以及水電氣等的酒耗10%。零件的橋接和連測編程方法更注重的是提高切割速度和效率，將多個零件的切割路徑連在一 起，使得數控切割機在工作時，只用第一次孔就能完成整張板材的切割，從而節約成本，增加效益。

（三）原料的購買

原料的選擇和購買是保證切割作業順利進行的重要內容之一，在組織進行原料購買的過程中，最好有關企業可以組織專門的采購部門，選原材料金屬時選擇無生銹無彎曲不平整現象的鋼鐵，降低切割難度。彎曲的鋼板會導致切割質量較差，成品斷線切面不平整等現象，生銹的材料會導致切割過程中飛屑的炸出，傷害正在進行作業的操作人員，出現不必要的損失。避免原材料的選擇不當，可以提升切割生產的質量，降低生產切割的成本。在我公司的卷筒結構，結構特殊，材料利用率偏低，為攻關此難題，將卷筒制動盤結構做了系統分析，統計重要關聯數據，卷筒制動盤厚度基本都是45mm，而厚度45mm的鋼板在結構件其它零部件中使用較少，通過采用專項鋼板進行排版下料，將利用于提高鋼材利用率，通過對以往產品中卷筒制動盤的規格統計分析，從中將涉及產品較多的幾種規格進行篩選，并采購相應規格的鋼板，根據數據對比，執行推廣后，使用專項板利用率為51.06%，以往使用2800mm*10000mm規格的鋼板利用率是43.75%，鋼材利用率提升7.31%。

（四）人員意識的提升

鋼鐵切割的質量是進行切割的主要影響因素，數控切割技術保證了鋼鐵切割的質量以及外觀，但也出現了原材料大量浪費，資源大量消耗的現象。因此對于實際進行操作的技術人員來說提升原料的保護意識以及成品的技術意識非常具有必要性，通過定期開展技術講座、人員操作意識的培訓，可以保證工作人員在實際的操作過程中嚴格的把控每項加工環節，同時有意識的對原材料的使用進行約束，在保證切割作業的同時，可以保證成品的生產質量、提升原料在切割過程中的利用率，避免資源浪費，從而降低成本的費用。

三、結束語

鋼鐵產業未來仍舊需要不斷致力于技術的更新和突破，推動行業的發展，帶動經濟的良性循環，更好的發展。

參考文獻：

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

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

（作者單位：上海振華重工（集團）股份有限公司長興分公司）