随着加工制造业的飞速发展，钣金加工的精度和加工数量都在不断地提高，以满足社会各个领域对各种加工件的需求。钣金加工行业所提供的产品往往具有多品种、多批次、小批量、非标准性的特征，随之而来也伴随着加工成本的急剧上升及加工产能的不足。因此如何协调好多种类、小批量、短交货期、低成本的生产模式，即如何在保证产品质量的前提下，尽可能的降低成本和提高效率，是我们从业人员需要考虑和解决的问题。

钣金加工的耗能与效率分析

加工工艺中存在的问题

在钣金加工企业中，企业管理者多单方面重视钣金加工精度和加工能力。通常的想法是一个零件“能不能干”和“能不能干好”，往往会忽视加工这个零件所要付出的代价。同时，技术人员在编制加工工艺的过程中，往往会更加注重工艺过程中的加工性和工艺性，使得零件加工方式更简单、加工速度更快、精度也更高，往往会出现“大马拉小车”等现象，容易造成人员、设备、能源等的浪费。

加工过程中存在的问题

在实际的生产过程中，由于行业自身的特殊性，许多车间管理者通常为了抢任务、完成计划等原因，把小工件的工序排在大设备上，或者是把多种设备同时启动去生产同一种零件，这无疑也是对能源的一种极大的浪费。

钣金加工的节能降耗与效率提升

适当调整零件的工艺路线

和大多数企业一样，我公司的工艺路线和工艺卡都是严格按照工艺标准编制的，实际生产中发现按照传统和规矩固然不错，然而在能源、效率方面仍有许多可以改进的地方。

以我公司的某种零件为例，原加工工艺为剪床下2mm×mm×mm毛坯料，数控转塔冲冲裁，该零件需转塔冲冲裁四个边和2-φ10.5mm的孔（图1）,由于四个边全部需要冲裁，加工时间较长，且受转塔冲性能所限，材料定额大（冲裁掉一部分，搭边一部分）。经过现场的作业观察，决定由剪床下料直接下到小成品料，转塔冲只需冲裁两个斜边和2-φ10.5mm的孔（图2）。优化前转塔冲单件需冲31s，工艺流程优化后仅需10s。加工内容由原来冲裁四个边和2-φ10.5mm的孔改为只需冲裁两个斜边和2-φ10.5mm的孔，冲裁长度可以减少mm，提高了生产效率，也降低了模具磨损。同时不需要转塔冲冲裁，材料下料就不需考虑冲裁量和零件搭边，零件的材料定额由0.kg减小为0.kg，减小了36%。

适当使用工装

在实际生产过程中，企业由于自身的种种约束，自动化程度不够先进，加工效率低、耗费人力大，若设计采用合适的工装，将生产工件批量化、流水化，就可以大大改善此种现象。在实际生产中，机加工车间的数控折弯组的工作是工部的重点、难点，为提高生产效率及产品品质，积极保供，工部人员常常需要每天上大班，用增加生产时间的方式来增加产量。

图1原转塔冲排版和冲裁轨迹图2优化后的转塔冲冲裁轨迹图3改善前产品生产流程图4改善后产品生产流程

以SZ-3-47A-/为例，在使用工装前，按照传统的生产模式，在数控折弯机上调好首件后，两件生产，由于零件较小，需要操作工人手扶着进行生产（图3），存在不安全因素，而且生产效率较低，班产为套。使用工装后，利用折弯辅助样板，做好定位后，一次能同时生产四件，分两步折弯，且加工尺寸稳定，满足工艺要求（图4）。不仅保证生产，提高了生产效率，还保证了产品的质量，班产为套。

优化零件的生产工艺

我公司的平面激光切割设备总是面临着产能不足的问题，因此在实际生产过程中，通过试制，在数控编程排版时部分零件采用共线切割，减小穿孔次数，节约切割时间，提高生产效率，同时减少了余废料，提高板材利用率。

⑴原来加工件ES-47G-，需要激光设备穿孔次，需要钢板mm×mm×4mm的原材料，需要时间s；在优化程序以后，加工同样数量的零件，需要激光设备穿孔44次，减少了次，仅需要钢板mm×mm×4mm的原材料，需要时间s，节约用时s，节约材料mm×mm×4mm，生产效率提高了%，材料利用率提高了24%。

⑵我公司激光切割生产的一种地板，原来加工时地板和盖板分开加工，最初生产模式是对地板加工后的余料进行收集，二次切割后生产盖板，优化前排料图如图5所示。通过共线切割，按图6优化后的排料图加工，可以同时生产两种零件，不但减小了余废料，还大大提高了生产效率，减少再次加工的时间，大大节约了能耗。

改善传统工艺

⑴改变型材下料方式。

图5优化前排料图图6优化后排料图

表1锯切时间构成

结构用冷弯型钢是我公司产品的主要组成部分，原有型材下料的主要方式为锯床锯切，受到锯床本身工作原理限制，锯切过程较慢，班产较低。同时冷却液的使用、锯带和锯片在作业过程中产生的持续性噪声，导致现场作业环境较差。表1为一个锯切过程的时间构成，从中可以看出，锯床本身作业时间占有较大比重，且在此时间段内作业人员不产生有效劳动，对于作业人员来说属于无用操作时间，大大制约了生产效率。结合生产现场现有资源和工艺水平，最终采用模具切断的方式替代传统的锯床锯切下料，大大提高了生产节拍，从原有的35s左右，改善为5s，同时断面的外观质量也有了明显的提高。

⑵改变型材上下贯通长圆孔的加工方式。

对于矩形管上下贯通长圆孔的加工方式，通常加工工艺为：钳工划线-打点-钻床预钻孔-铣床铣削加工-去毛刺，该加工方式工序繁多，尺寸控制点较多，同轴度不好保证，管内毛刺也不易清理，极易产生误差积累，且工序间周转频繁，需要更多的设备、人工参与，生产效率较低。针对此现象，技术人员经过多次试验，设计制作一次冲裁贯通双孔模具，该先进操作方法较钣金加工方式，效率提高了40倍以上，无需去毛刺工序，大大降低了废品率，同时减少工序间的周转，人工、能耗等明显降低。

结束语

在钣金加工行业中，成本和效率始终是一大难题，如何找到其中的平衡点，需要我们在实际的工作中不断留心和探索，相信随着节能降耗和效率提升的工作慢慢贯彻到企业生产的各个环节，企业的发展也会达到新的高度。

作者简介

王青松，工学学士，助理工程师，主要从事农机驾驶室钣金工艺及设备方面研究，目前正参与公司的驾驶室工厂自动化项目的研究。

——节选自《钣金与制作》年第1期

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