分析機械加工的節能減耗論文
長期以來，在機械加工領域存在著一個被人們忽視的問題，就是機械加工工藝過程中的節能降耗問題。這是因為機械加工裝置的能耗往往遠低於熱工裝置和大型冷作裝置的能耗，同時也由於在人們的傳統觀念中，機械加工裝置是標準化系列的產品(裝置)，其執行能耗近乎接近“常數”，而且機械加工工藝雖然不能說有標準的模式，起碼說是比較成熟的，沒有太深奧的文章可做。
在機械加工工藝的編制過程中，人們往往只從得到滿意的產品質量出發，注重產品的加工性和工藝性，而忽視了本產品加工過程中的能耗問題。特別是在新產品試製的機械加工中，這種問題尤為突出。這類產品的工藝編制首先要考慮的是工藝的合理性、可行性，在此前提下考慮生產中各工種間的能力平衡，相應也就對不同的裝置進行工序間能力平衡，從而放棄最佳工藝方案。而且在工藝實施過程中，生產管理人員經常擅自調整加工裝置，臨時平衡裝置負荷，在一系列的“平衡”、“調整”過程中，很少有把節能降耗作為主要因素考慮的，無形之中造成很大的能源浪費。在生產中經常遇到的幾種明顯影響能源消耗的情況及降低能源消耗的具體措施，有以下幾種。
1影響能耗的情況
1.1不同種類的裝置能耗不同同一種工件、同一工序選用不同的裝置可得到同樣滿意的質量結果，但他們的能耗卻十分懸殊。圖1所示的材料為鑄鋼件的軸瓦蓋，兩排緊固孔的上下面都需要加工。過去的老工藝是把工件排在72426龍門刨上刨平，單件工時4h。但是如果把這個工件排在X53T立銑上加工，工時最多隻需30min。計算一下單件耗電量(均以額定功率代替實際功率)，龍門刨的功率為52.45kW，4h耗電209.8kWh;立銑的功率是13.38kW，30min耗電6.69kWh。加工一件產品，龍門刨的耗電量是立銑的31倍。改換裝置可提高效率，大大降低耗電量，這是一個典型的例子。從這個例子可以看出，編制工藝選擇裝置時考慮能耗是十分必要的。
1.2同類裝置，型號不同能耗不同在一般的企業中，往往同類裝置都有不同型號的幾臺，如立銑X53T、6H12等。有些稍小的工件在兩種裝置上都能加工，因此在實際生產中，為了平衡裝置負荷或在搶任務等情況下，或是把小工件排在大裝置上，或是大小裝置同時使用，這樣無形中會造成很大浪費。以上述兩種裝置比較，X53T的功率是13.8kW，6H12的功率是8.8kW，使用兩種裝置能耗比是8∶5，因此在選擇裝置時，能使用小裝置的.，絕不使用大裝置，以避免造成不必要的浪費。
2降低能耗的措施
2.1適當使用工裝在生產過程中常有這樣的產品，既可使用通常的方法加工，又可使用工裝進行加工。有時工藝人員忽略了這個問題，即造成了能源浪費。在圖2所示的管板中鑽7個直徑為42.5mm的孔，孔中刮兩道3.5mm×0.8mm的環形槽。最初的工藝編制是先劃孔線再用Z3080鑽床鑽直徑為42.5孔，最後用T68鏜床鏜3.5×0.8槽，鏜床單件工時10h，鏜床屬精大稀裝置，成本高，裝置功率是9.7kW，10h耗電97kW?h。後來，考慮到加工能耗因素，徵得設計部門同意，將兩道槽的尺寸標註統一基準，然後採用專用工裝刮槽器，加工單件耗電僅為9.3kW?h。使用工裝單件耗電僅為不使用工裝的1/10。由此看來，適當使用工裝可大大降低加工能耗。在工藝編制過程中應儘量使用專用工裝，同時對設計進行工藝性把關，使之便於加工，便於使用工裝，以利於降低加工能耗。
2.2適當調整工序間順序工藝安排往往有一種傳統性或按慣例辦事，有時要嚴格遵守某一工藝標準不可逾越。但如果打破常規，對工序進行適當調整，可能得到意想不到的節能效果。例如，加工一種閥門用螺釘，因直徑較小，工藝安排先在小六角車成，然後再轉6H12立銑加工六方，立銑單件工時3分鐘，每根料出10件，共30min。在生產中，操作者提出革新，先將圓鋼銑成六方，然後車成。這樣不僅小六角車床加工方便，還可節省一道去毛工序，而且銑一根條料僅用工時10min，少用工時20min，每根條料可節省電能5.9kW?h。
2.3合理增加工序增加工序一般給人們的感覺應該是增加能耗，但如果工序增加合理卻可以大大提高生產效率，從而降低能耗。如有一種三通，來料是鍛造長方形毛壞，工藝安排CA6410車床一次車成。如果增加一道銑床工序把毛壞銑成凸字形，然後再車成三通，這樣6H12銑床增加工時5min，但車床CA6140卻減少工時15min。CA6140功率是7.84kW，6H12功率是8.8kW，需用係數按0.2計算，加工單件節省電能0.246kW?h。類似的例子還有很多，只要擴充套件一下思維，對工藝進行合理的改進，便會產生很可觀的節能效果。
2.4把單件生產變成批次加工在新產品試製中，絕大多數產品是單件小批次生產。這樣組織生產，工人在機床上的加工步驟均按單件的方法進行，既無法成組加工，也無法流水加工，勢必增加單位加工工時，從而增加能耗。在生產組織中，可以把單件而長期生產的產品改為批投放組織生產，或放給專業加工企業合作。如工廠產品中，螺栓螺母某些部件用量較少，但專業加工企業合併成批投料，工藝手段專一，可以大大提高生產效率，明顯降低能耗。
3結語
以上只是在生產中所遇到的與節能降耗有關的問題。實際上，在機械加工行業具體工藝的實施過程中，與節能降耗(也包括節約材料)有關的因素確實還很多，關鍵在於工程技術人員和生產管理人員在實際工作在應從工藝編制，裝置、工裝的合理選用，工序的編制，裝置、工序的調整到生產批次的安排等各個具體環節把關。除了保證產品質量和生產週期外，還要把節能降耗作為處理每個工作環節的重要因素加以考慮。如果在處理機加工藝全過程的每個環節中，都始終把節能降耗作為保證生產週期、保證生產質量的指導思想，那麼機械行業還是有相當大的節能潛力可挖的。從某種意義講，對某些機械加工行業和部門來說，如果把節能降耗工作切實貫徹到生產的各個環節中去，其節能效果可能要比一些熱工裝置的節能效果還要顯著。所以此項工作值得我們去進一步研究和探索。