沖模廢料節(jié)省淺析

【摘要】隨著公司產(chǎn)能的進(jìn)一步提升，對原材料的消耗也不斷增加，但其中亦暴露出了一個(gè)很嚴(yán)重的問題，材料的利用率低，廢料太多，如何提高利用率，降低廢料消耗的問題立即被提上議事日程。本文主要沖壓生產(chǎn)、素材供應(yīng)、沖壓模具開發(fā)及產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)四方面進(jìn)行研究探討，從中找出缺失，并提出改善方案，以提高廢料利用率，從而降低成本。

【關(guān)鍵詞】回收；沖裁；廢料；設(shè)計(jì)

沖裁是沖壓工藝中重要工序，是一種重要的壓力加工方法。在加工過程中，由于工藝上的需要必須預(yù)留不同尺寸、形狀的廢料和剪切余料，降低了板材的利用率，造成浪費(fèi)，直接影響到經(jīng)濟(jì)效益。因此，進(jìn)行少無廢料排樣沖裁技術(shù)的研究，采取相應(yīng)的措施，努力開發(fā)節(jié)約板材的途徑，充分挖掘材料的潛力，具有特殊的實(shí)際意義。在沖壓模具開發(fā)方面，通過研究，我們認(rèn)為可以從以下四個(gè)方面來進(jìn)行改善：

一、下腳料的回收利用

1.下腳料回收與利用的基本思路

目前我們沖裁下腳料一般是作廢料處理，那么是不是這部分材料就真的沒用了？其實(shí)并非這樣，我們完全可以利用比較大的廢料來加工一些小件產(chǎn)品。

2.案例分析

我們曾經(jīng)做過某計(jì)算機(jī)機(jī)種的前板和5.25″磁架，其中前板材料利用率僅為56%，我們用此廢料來沖制5.25″磁架，通過這一改善，材料利用率由原來的56%，提高至80.64%。

類似的還有某計(jì)算機(jī)機(jī)種案中的中橋和蝴蝶支架，同樣可以利用中橋沖裁以后的廢料沖蝴蝶支架，利用率即可由原來只沖中橋的72%提高至84.3%。

以上講的是同一種機(jī)種中有相互匹配的產(chǎn)品，利用廢料沖裁之情況，假如不是如此，我們可以將之庫存并標(biāo)示其有效尺寸，以備后用。

當(dāng)然下腳料在產(chǎn)品中所占的比重并不是很大，但以目前公司規(guī)模，累加起來仍是一筆巨大的浪費(fèi)，若我們能通過改善，將利用率提高1%，按公司每年用鋼材12萬噸計(jì)，即可節(jié)省鋼材1200噸/年，節(jié)省材料費(fèi)用幾百萬元。

二、少、無廢料沖裁

1.少，無廢料沖裁的原理

根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)和精度要求，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，直接利用下料料片切斷邊作為產(chǎn)品邊，可以實(shí)現(xiàn)少、無廢料沖裁，從而還降低材料消耗，簡化模具結(jié)構(gòu)，從而起到降低模具成本的目的。

2.案例分析

今年元月份所做的某產(chǎn)品上蓋，此產(chǎn)品有一個(gè)很明顯的特點(diǎn)，即三面均有锪平，我們知道，一般情況下，锪平部分對產(chǎn)品尺寸的影響是由折彎而非材料片邊緣，故可以對這三邊利用無廢料沖裁，利用這種方法可以顯著降低成本，關(guān)于這一點(diǎn)可以從以下兩個(gè)方面說明：

（1）材料利用率方面.改善前由于四邊均有搭邊值，故四邊均為有廢料沖裁，而改善后由于實(shí)行三邊無廢料沖裁，即在這三邊利用下料邊直接作為產(chǎn)品邊，從而可以使利用率提升1.8%。

（2）模具方面.由于上述三邊實(shí)行無廢料沖裁，這樣避免了相應(yīng)處的切邊動(dòng)作，從而使模具成本大大下降。改善前，我們需要三套模具才能沖完；而改善后只需二套即可沖完，改善前為切邊，而且加工的部位也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于改善后的，僅此兩項(xiàng)產(chǎn)品即可節(jié)約成本30萬元。

下面表中所列式我們對幾種常見產(chǎn)品利用少，無廢料沖裁前后成果比較，通過以上分析，我們可以看出少，無廢料沖裁有如下優(yōu)點(diǎn)：

a.節(jié)省材料的消耗；

b.可減少工程數(shù)并使模具結(jié)構(gòu)簡化，從而降低模具成本；

c.減輕壓力機(jī)的負(fù)荷。

減少?zèng)_壓廢料案例一覽表

當(dāng)然它也有缺點(diǎn)，如調(diào)料或卷料的公差直接影響到工件的精度，因?yàn)闊o廢料沖裁是無搭邊送料，產(chǎn)生偏差時(shí)得不到糾正，因而模具設(shè)計(jì)時(shí)要有進(jìn)料裝置，例如配備適當(dāng)?shù)臋C(jī)動(dòng)送料機(jī)構(gòu)。

盡管如此，少、無廢料沖裁扔不失為一個(gè)有效的降低成本的方法。

三、合理排樣

在滿足沖壓零件設(shè)計(jì)技術(shù)要求的前提下，假如零件對材質(zhì)纖維方向無硬性規(guī)定，我們可以選擇合理的排樣以降低材料消耗。

如某計(jì)算機(jī)機(jī)箱的I/O固定架，起初利用單排的方法，材料利用率僅為66.8%，改善后采用對排的方法，可使材料利用率提高到84.3%。如圖示列舉出常見沖壓件外型所對應(yīng)的合理排樣方法，以供大家參考。

當(dāng)然排樣時(shí)還必須遵循一些基本原則：如采用剪裁窄條料時(shí)，應(yīng)沿板的順長方向進(jìn)行以減少條料的端頭廢料損失；為減少剪裁次數(shù)和沖壓時(shí)的送料進(jìn)距零件應(yīng)盡量排成寬條料；盡量不用定距刀送料，盡量采用側(cè)壓板送料，可以減少搭邊和條料寬度等。

四、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

一個(gè)設(shè)計(jì)合理的產(chǎn)品不僅要有優(yōu)異的性能，其成本也應(yīng)相對低廉，提高材料利用率應(yīng)為有效的途徑。尤其大批量生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在滿足產(chǎn)品使用功能的前提下，擁有良好的沖壓工藝性及展開外形形狀，這對降低模具成本，提高材料使用率有很大的幫助。

如我們做過的某公司的HOT ROD產(chǎn)品，畫出展開圖后我們看出其兩側(cè)有一個(gè)很長的凸起，這樣應(yīng)在四個(gè)角部形成四塊較大的廢料，我們與客戶協(xié)商建議將其改成組合件，兩側(cè)的凸起改由其他零件代替。改善后產(chǎn)品的材料利用率由60%上升到88%。

建議從事沖壓產(chǎn)品設(shè)計(jì)的同仁，一定要注意使你設(shè)計(jì)的產(chǎn)品展開以后，其外形尺寸和產(chǎn)品有效面積盡量接近，這樣可以有效降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

當(dāng)然減少消耗，降低成本是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，涉及面很廣，所以我們希望能出到拋磚引玉的效果，使模具廢料越來越少，使模具成本越來越低。

作者簡介

譚文平（1972～），男，高級工程師，主要從事汽車覆蓋件、電腦機(jī)殼、消費(fèi)性電子類產(chǎn)品及模具相關(guān)技術(shù)方面的研究與管理。

課題項(xiàng)目：受湖南省車輛工程重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科資助，項(xiàng)目編號(hào)：湘教通（2012）594號(hào)