3.31 规则异形板下料节材案例
1 用途及原理
1.1 用途
在钢结构制作过程中 ，节点处会设计大量的加劲板 ，以及箱型构件内的内隔板 、高层建
筑钢结构牛腿板 ；此类形状特殊规则的零件 ，在下料过程中每个零件需进行一次穿孔下料进
行切割 。此方案可以减少在下料过程中的穿孔次数 、加工时间 、切割长度 、钢板损失率以及
增加排版零件数量。
1.2 原理
运用共边原理 （ 同一段路线只需要走一次 ，共边切割能够节约大量的时间和气体 ），利
用排版软件 ACT/CUT 中模块功能 ，将零件共边放置 ，组成模块 ，进行切割 ；共边间隙 3mm( 即
为一个刀缝的距离 )。
2 做法及技术参数
2.1 做法
本文以节点处加劲板来进行说明。如图 1所示 (零件规格位 -10*75*135) ，由于此类加劲
板形状特殊，需编写数控程序下料。常规的排版工艺为零件间距 15mm ，板材边距四 周
15mm ，在钢板尺寸规格为 -10*1365*3765 上进行排版，可以排零件 375 件，排版图如下：
图 3.31-1 异形加筋板零件图
图 3.31-2 常规排版示意图
2.2 优化方案及说明
此类异形零件因为较为规则 ，且数量庞大 ，所以提出以下方案来优化下料 。运用共边原
理 ，利用排版软件 ACT/CUT 中模块功能 ，将两件零件如图 3共边放置 ，组成模块 ，共边间
隙 3mm 。 优化的排版工艺为零件间距 15mm ， 共边间距为 3mm ， 板材边距四周 15mm 。 以
上述零件规格为例 ，在排版尺寸 -10*1365*3765 上排版 ，可以排零件 400 件 。排版图如下图 ：
图 3.31-3 两件异形零件共边组成模块示意图
图 3.31-4 优化后排版示意图
3 实施效果
3.1 经济效果分析
以切上述零件为例
（ 1） 与传统生产方式对比，优化后的排版穿孔数量相对减少，约为 50% ；
（ 2） 与传统生产方式对比，优化后的切割长度相对减少，约为 10.7% ；
（ 3） 与传统生产方式对比，优化后的切割时间相对减少，约为 18.2% ；
（ 4） 与传统生产方式对比，优化后的切割方式提高了零件的加工数量，钢板利用率提
高了 6.7% ，钢板损失率减少了 4.44% 。
表 3.31-1 改进项目数据表
改进项目 优化前 优化后 对比 备注
穿孔次数 2 1 减少 50.0% 以切 2个上述零件为例
切割长度 (mm) 791 706 减少 10.7% 以切 2个上述零件为例
加工时间 (min) 2.04 1.67 减少 18.2% 以切 2个上述零件为例
排版零件数量 375 400 增加 6.7% 以上述排版图为例
钢板损失率 (%) 33.28 28.84 减少 4.44% 以上述排版图表面积为例
以上述表格数据为基础，以年产 10 万吨的钢结构公司为例，规则异形板零件约占总量
的 8% ， 以此进行分析 。 在优化下料方案后 ， 无论在人力 、 物力 、 财力等方面都将大大节省
资源。详见下表：
表 3.31-2 优化前后具体对比表
优化项目 每吨单
价(元)
年产量
(万吨 )
优化前 优化后 效益 (万
元) 合价 (万元 ) 优化异形
下料比例
对应提高
比例
合价 (万
元)
下料用气费 80
10
800.00
8%
10.70% 793.15 6.85
下料人工费 100 1000.00 18.20% 985.44 14.56
下料用钢费 3400 34000.00 6.7% 33815.04 184.96
总价 35800 35593.63 206.37
由上表可知 ，以年产 10 万吨工作量计算 ，采用共边工艺对异形零件下料节约成本 206.37
万元，产生了较好的经济效益。
3.2 环境效果分析
当前天然气的价格为 4.5 元 /m ³,相当于每年可节约 1.5 万 m³的气体用量 ；1m³天然气燃烧时
要消耗 15 m³空气中氧气，同时产生 1m³的二氧化碳和 2m³的水蒸气。即 :每年减少二氧化碳
排放量 1.5 万 m³，同时节约空气中的氧气 22.5 万 m³，减少空气污染，环境效益显著。
4 注意事项
两种或者以上类型的零件同用一张钢板时，要注意衔接位置的搭设。
绿色施工技术-规则异形板下料节材案例.pdf
