冲模废料节省浅析

【摘要】随着公司产能的进一步提升，对原材料的消耗也不断增加，但其中亦暴露出了一个很严重的问题，材料的利用率低，废料太多，如何提高利用率，降低废料消耗的问题立即被提上议事日程。本文主要冲压生产、素材供应、冲压模具开发及产品优化设计四方面进行研究探讨，从中找出缺失，并提出改善方案，以提高废料利用率，从而降低成本。

【关键词】回收；冲裁；废料；设计

冲裁是冲压工艺中重要工序，是一种重要的压力加工方法。在加工过程中，由于工艺上的需要必须预留不同尺寸、形状的废料和剪切余料，降低了板材的利用率，造成浪费，直接影响到经济效益。因此，进行少无废料排样冲裁技术的研究，采取相应的措施，努力开发节约板材的途径，充分挖掘材料的潜力，具有特殊的实际意义。在冲压模具开发方面，通过研究，我们认为可以从以下四个方面来进行改善：

一、下脚料的回收利用

1.下腳料回收与利用的基本思路

目前我们冲裁下脚料一般是作废料处理，那么是不是这部分材料就真的没用了？其实并非这样，我们完全可以利用比较大的废料来加工一些小件产品。

2.案例分析

我们曾经做过某计算机机种的前板和5.25″磁架，其中前板材料利用率仅为56%，我们用此废料来冲制5.25″磁架，通过这一改善，材料利用率由原来的56%，提高至80.64%。

类似的还有某计算机机种案中的中桥和蝴蝶支架，同样可以利用中桥冲裁以后的废料冲蝴蝶支架，利用率即可由原来只冲中桥的72%提高至84.3%。

以上讲的是同一种机种中有相互匹配的产品，利用废料冲裁之情况，假如不是如此，我们可以将之库存并标示其有效尺寸，以备后用。

当然下脚料在产品中所占的比重并不是很大，但以目前公司规模，累加起来仍是一笔巨大的浪费，若我们能通过改善，将利用率提高1%，按公司每年用钢材12万吨计，即可节省钢材1200吨/年，节省材料费用几百万元。

二、少、无废料冲裁

1.少，无废料冲裁的原理

根据产品的特点和精度要求，在保证产品质量的前提下，直接利用下料料片切断边作为产品边，可以实现少、无废料冲裁，从而还降低材料消耗，简化模具结构，从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产品上盖，此产品有一个很明显的特点，即三面均有锪平，我们知道，一般情况下，锪平部分对产品尺寸的影响是由折弯而非材料片边缘，故可以对这三边利用无废料冲裁，利用这种方法可以显著降低成本，关于这一点可以从以下两个方面说明：

（1）材料利用率方面.改善前由于四边均有搭边值，故四边均为有废料冲裁，而改善后由于实行三边无废料冲裁，即在这三边利用下料边直接作为产品边，从而可以使利用率提升1.8%。

（2）模具方面.由于上述三边实行无废料冲裁，这样避免了相应处的切边动作，从而使模具成本大大下降。改善前，我们需要三套模具才能冲完；而改善后只需二套即可冲完，改善前为切边，而且加工的部位也远远大于改善后的，仅此两项产品即可节约成本30万元。

下面表中所列式我们对几种常见产品利用少，无废料冲裁前后成果比较，通过以上分析，我们可以看出少，无废料冲裁有如下优点：

a.节省材料的消耗；

b.可减少工程数并使模具结构简化，从而降低模具成本；

c.减轻压力机的负荷。

减少冲压废料案例一览表

当然它也有缺点，如调料或卷料的公差直接影响到工件的精度，因为无废料冲裁是无搭边送料，产生偏差时得不到纠正，因而模具设计时要有进料装置，例如配备适当的机动送料机构。

尽管如此，少、无废料冲裁扔不失为一个有效的降低成本的方法。

三、合理排样

在满足冲压零件设计技术要求的前提下，假如零件对材质纤维方向无硬性规定，我们可以选择合理的排样以降低材料消耗。

如某计算机机箱的I/O固定架，起初利用单排的方法，材料利用率仅为66.8%，改善后采用对排的方法，可使材料利用率提高到84.3%。如图示列举出常见冲压件外型所对应的合理排样方法，以供大家参考。

当然排样时还必须遵循一些基本原则：如采用剪裁窄条料时，应沿板的顺长方向进行以减少条料的端头废料损失；为减少剪裁次数和冲压时的送料进距零件应尽量排成宽条料；尽量不用定距刀送料，尽量采用侧压板送料，可以减少搭边和条料宽度等。

四、产品结构优化设计

一个设计合理的产品不仅要有优异的性能，其成本也应相对低廉，提高材料利用率应为有效的途径。尤其大批量生产时，产品设计，在满足产品使用功能的前提下，拥有良好的冲压工艺性及展开外形形状，这对降低模具成本，提高材料使用率有很大的帮助。

如我们做过的某公司的HOT ROD产品，画出展开图后我们看出其两侧有一个很长的凸起，这样应在四个角部形成四块较大的废料，我们与客户协商建议将其改成组合件，两侧的凸起改由其他零件代替。改善后产品的材料利用率由60%上升到88%。

建议从事冲压产品设计的同仁，一定要注意使你设计的产品展开以后，其外形尺寸和产品有效面积尽量接近，这样可以有效降低产品的生产成本。

当然减少消耗，降低成本是一项复杂的工作，涉及面很广，所以我们希望能出到抛砖引玉的效果，使模具废料越来越少，使模具成本越来越低。

作者简介

谭文平（1972～），男，高级工程师，主要从事汽车覆盖件、电脑机壳、消费性电子类产品及模具相关技术方面的研究与管理。

课题项目：受湖南省车辆工程重点建设学科资助，项目编号：湘教通（2012）594号