机械加工节能降耗对经济的影响

摘要：伴随着近些年机械加工领域的持续性发展，关于机械加工的技术研究不断增多，同时关于能源节省等方面的研究也在不断深入。机械加工过程属于一个复杂的过程，涉及到的能源消耗影响因素也非常多，想要在机械加工期间做到节能降耗必须从不同方面着手。对此，本文简要分析机械加工中节能降耗的管理及技术措施，希望能够为相关工作者提供帮助。

b机械加工；节能降耗；管理措施；技术措施

机械设备可以很大程度直接体现企业的现代化发展水平以及综合管理水平，在企业生产与管理工作中所占据的地位以及重要性较高，会直接决定企业的综合生产质量、产量、成本以及能源消耗量等。机械加工过程会直接决定企业的生产效率，同时还会决定企业的节能降耗水平，对于企业的综合经济利益的影响比较突出。对此，探讨机械加工中节能降耗的管理及技术措施具备显著实践性价值。

一、机械加工中的节能问题及价值

一直以来在机械加工领域都存在一些错误或者是不正确的认知问题，其中节能降耗问题属于最为典型的认知相关性问题。因为机械加工期间的能耗普遍低于热工设备以及大型冷作设备的能源消耗，因为在人们的传统理念当中，机械加工设备属于标准化系列的产品，其运用的能耗接近于“常数”，并且机械加工过程中并没有一个标准的模式，所以在机械加工期间能耗问题存在着比较大的发展与研究空间[1]。在机械加工的编制期间，人们普遍只能够获得满意的产品，同时提高对于产品加工性与公益性的重视度，但是忽略了产品本身在加工过程中的能源消耗问题。尤其是对于一些非批量生产的机械加工项目而言，该问题显得非常明显，这一类企业在机械生产期间对于加工工艺合理性以及可行性的研究比较深入，在这一基础前提之下生产期间的不同工种之间的能力平衡，相对而言也就是对不同设备的工序之间的能力平衡，此时便需要注重工艺方案的最佳化的选择。在具体的加工过程中，生产管理人员经常会资助的调整加工设备，此时整个加工工艺的平衡、最佳特性会被打破，此时打破的思路绝对与节能降耗无直接关系，所以必然会导致机械加工过程中节能降耗的问题不断加重。目前来看，机械加工过程中节能降耗对于企业的经济效益具备显著的影响。机械加工在节能方面进行适当的改进可以促使整个生产过程的经济效益得到显著提升。在某研究中，出于对机械加工进行节能改进目的，在加工过程优化之后整体投资成本以及后续的加工成本得到了显著降低。从经济性指标角度来看，需要通过总成本折现值以及实际年平均发电量实现电费成本的单位计算，在机械加工周期内每年的现金流量可以通过电价、运行维护费用、组件的寿命进行计算，整体提升价值较高，提升率在20%左右。

二、机械加工中影响能耗的主要因素

目前来看，机械加工过程中能源消耗的问题相对比较突出，其涉及的因素并不相同，整体来看可以划分为内不同设备的能耗以及同类型设备不同型号之间的能耗问题。对于同种工件以及同一种加工工序而言，不同的设备在具体的生产加工成果方面可能相差不大，质量都可以满足基础要求，但是整体能耗却有着比较大的差异。例如，某一个生产厂家生产铸铁件与护板时，背面按照外缘需要加工一圈宽度与高度分别30mm、5mm的凸缘，在以往的工艺技术中主要是采用龙门刨上刨平，整体加工时间在每块4小时左右。但是假设将这一工件放在立铣上进行加工，其工序操作只需要每块30min。在对单件的电能消耗问题进行分析后认为，以额定功率替代实际功率计算后，龙门刨的功率为52kW左右，而立铣的功率为13kW左右，同时耗电量差异超过30倍。对此，在设备更改之后整个机械加工的效率得到了显著地提升，同时电能消耗量也得到了有效地控制，这也是非常典型的一个案例，从这一案例来看编织工艺期间必须做好设备选择，能耗问题非常突出。对于同类型设备的不同型号角度来看，也存在比较突出的机械加工能耗问题。在一般的机械加工过程中，普遍存在同类型设备不同的型号机器，例如立铣设备比较常见的就有X53T与6H12，对于一些工件相对比较小的加工任务两种设备都可以直接进行加工。对此，在具体加工中，为了更好地平衡设备的加工负担与争抢加工时间方面，往往会将小工件排在大设备当中，或者是大小两种设备同时使用，此时便会形成一种比较高的能源浪费问题。通过具体分析，在两台设备比较方面，X53T与6H12设备的功率分别为13.8kW与8.8kW，所以两种设备必然会存在比较大的能源消耗差异，所以在设备选择过程中需要根据具体的工件特征选择最佳的设备，尤其是对于一些小工件原则上应当只能够选择小设备，而不能使用大设备，从而规避不必要的能源浪费问题。

三、机械加工中节能降耗的管理及技术措施

（一）合理选择工装在机械加工生产过程中经常涉及一些具备比较突出特征的产品，其不仅可以使用常规的加工方式，也可以采用工装方式进行加工[2]。例如，在机械加工一种42.5mm孔洞的管板时，孔中需要刮2道3.5mm×0.8mm的环形槽。在最初通过分析后认为工艺方式可以先做孔线，并实行42.5直径的孔洞钻出，此时设备采用Rh75的钻床。之后再镗3.5×0.8的槽，加工设备选用T68镗床，镗床的工件加工时间为7个加工任务10小时。镗床因为属于大型且稀有的设备，所以整体加工成本比较高，再加上设备的功率达到9.7kW，10小时的整体耗电量约为97kwh。通过分析后认为，可以将两道槽的尺寸标注以方向调换之后，采用专用工装挂槽器进行施工，直接应用Rh75钻床实现3.5×0.7槽的加工，整个加工过程只需要40分钟，因为设备本身的功率为13.8kW，功率虽然超过了镗床，但是加工单件的电能消耗只有9.3kwh。以某机械加工项目项目，该项目采取了上述所提出的节能降耗的思路并采取了相应的策略，促使整个机械加工生产效率得到了显著地提升。在方案改进之后能源消耗降低了10%左右，同时经济效益的提升约为8%，整体经济效益较高，同时在生产期间的人工成本有所下降，整体经济价值较高。

（二）适当调整加工工序工艺的安排一般是基于传统习惯或者是按照惯例进行设计，在具体的工艺方面需要严格根据某一个工艺的标准进行。但是，如果打破常规并对工序进行适当的调整，其可以更好地实现节能降耗的目的。例如，在阀门用螺钉方面，因为这一种工件本身的直径比较小，所以在工艺设计方面往往会先设计小六角车程，之后再采用立铣的方式进行六方加工，立铣的单间工件时间一般在3分钟左右，并且每一根料可以出10件，所以整体时间约为30分钟。在生产期间，出于节能降耗的需求，可以对整个加工工序进行调整，可以先将圆钢铣工成为六方之后再进行车成加工。这样的加工方式不仅可以更好地应用于小六角车的加工，同时还可以实现去毛这一工序的节省，促使原料加工时间显著缩短，同时也间接达到了电能使用的控制需求。除了在调整工序之后实现部分工序减少从而达到减耗的目的，也可以借助适当增加工序的方式实现能源消耗的控制。一般而言，增加工序会给人一种提升能源消耗的问题，但是如果工序增加的合理，虽然增加了一道工序但是也可以有效提升整个加工的效率，从而间接达到节能减耗的目的。例如，在某种三通加工期间，来料为长方形的毛坯，工艺主要是安排CA6410的车床以一次性的方式完成加工。但是在加工中增加铣床工序，便可以将毛坯铣床成为凸字形的，此时再借助车成加工成为三通。借助这样的方式虽然增加了铣床这一工序，增加的工序加工时间约为5分钟，但是车床CA6410的加工减少工序时间达到15分钟，再加上CA6410的功率是7.84kW，所以综合来看单件的加工节省能源消耗减少约为1.23kwh。这一类的例子还有非常多，只需要在加工中适当拓展思维并针对功耗问题进行分析便可以保障合理性的节能，以达到高质量、高效率以及低成本的加工。

（三）增加批量生产在一些非专业化的工厂当中，大多数的产品都是以单件以及小批量方式进行生产，这一种生产方式不仅会导致工件加工方案的设计难度提升，同时在具体生产期间因为频繁的更换加工方式，导致无法流水加工，同时工人在机床上的加工步骤需要基于单件的具体加工方式要求进行调整，所以无法形成组加工，必然会导致加工整体成本提升，能源消耗提高[3]。对此，在生产组织期间应当尽可能将一些单件产品以批量方式进行生产，并维持一种长期性生产方式，并基于批量投放、组织生产的方式进行改革，将以往不同产品的相关零件以合并方式进行下料并生产，从而达到节能降耗的加工目的。在某机械加工企业中，以往的加工方式主要是以单件分批方式进行加工，在增加批量生产技术措施之后，整体经济效益提升约为15%，但是能源节省率超过了30%。经济效益提高突出。

四、结语

企业领导人员需要提高关于机械加工的技术研究，并基于机械加工过程中涉及的能源消耗项目以及控制环节进行针对性地研究探讨，采取高效率的生产技术措施提高机械加工过程中的能源消耗控制能力，真正体现节能降耗的管理工作高水平，促使企业可以持续性稳定发展。

参考文献：

[1]孟海龙.浅谈机械加工企业安全生产管理的现状及改进措施[J].军民两用技术与产品，2018,22(14):252-253.

[2]吴芳.浅谈节能设计理念在机械制造与自动化中的应用[J].山东工业技术，2018(10):70-71.

[3]谢海.浅谈机械加工生产外协管理的特点及控制措施[J].中国管理信息化，2018，21(10):102-103.

作者：于浩华 郭艳 林颖慧 单位：滨州渤海活塞有限公司