機械加工節能降耗對經濟的影響

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摘要：伴隨著近些年機械加工領域的持續性發展，關于機械加工的技術研究不斷增多，同時關于能源節省等方面的研究也在不斷深入。機械加工過程屬于一個復雜的過程，涉及到的能源消耗影響因素也非常多，想要在機械加工期間做到節能降耗必須從不同方面著手。對此，本文簡要分析機械加工中節能降耗的管理及技術措施，希望能夠為相關工作者提供幫助。

b機械加工；節能降耗；管理措施；技術措施

機械設備可以很大程度直接體現企業的現代化發展水平以及綜合管理水平，在企業生產與管理工作中所占據的地位以及重要性較高，會直接決定企業的綜合生產質量、產量、成本以及能源消耗量等。機械加工過程會直接決定企業的生產效率，同時還會決定企業的節能降耗水平，對于企業的綜合經濟利益的影響比較突出。對此，探討機械加工中節能降耗的管理及技術措施具備顯著實踐性價值。

一、機械加工中的節能問題及價值

一直以來在機械加工領域都存在一些錯誤或者是不正確的認知問題，其中節能降耗問題屬于最為典型的認知相關性問題。因為機械加工期間的能耗普遍低于熱工設備以及大型冷作設備的能源消耗，因為在人們的傳統理念當中，機械加工設備屬于標準化系列的產品，其運用的能耗接近于“常數”，并且機械加工過程中并沒有一個標準的模式，所以在機械加工期間能耗問題存在著比較大的發展與研究空間[1]。在機械加工的編制期間，人們普遍只能夠獲得滿意的產品，同時提高對于產品加工性與公益性的重視度，但是忽略了產品本身在加工過程中的能源消耗問題。尤其是對于一些非批量生產的機械加工項目而言，該問題顯得非常明顯，這一類企業在機械生產期間對于加工工藝合理性以及可行性的研究比較深入，在這一基礎前提之下生產期間的不同工種之間的能力平衡，相對而言也就是對不同設備的工序之間的能力平衡，此時便需要注重工藝方案的最佳化的選擇。在具體的加工過程中，生產管理人員經常會資助的調整加工設備，此時整個加工工藝的平衡、最佳特性會被打破，此時打破的思路絕對與節能降耗無直接關系，所以必然會導致機械加工過程中節能降耗的問題不斷加重。目前來看，機械加工過程中節能降耗對于企業的經濟效益具備顯著的影響。機械加工在節能方面進行適當的改進可以促使整個生產過程的經濟效益得到顯著提升。在某研究中，出于對機械加工進行節能改進目的，在加工過程優化之后整體投資成本以及后續的加工成本得到了顯著降低。從經濟性指標角度來看，需要通過總成本折現值以及實際年平均發電量實現電費成本的單位計算，在機械加工周期內每年的現金流量可以通過電價、運行維護費用、組件的壽命進行計算，整體提升價值較高，提升率在20%左右。

二、機械加工中影響能耗的主要因素

目前來看，機械加工過程中能源消耗的問題相對比較突出，其涉及的因素并不相同，整體來看可以劃分為內不同設備的能耗以及同類型設備不同型號之間的能耗問題。對于同種工件以及同一種加工工序而言，不同的設備在具體的生產加工成果方面可能相差不大，質量都可以滿足基礎要求，但是整體能耗卻有著比較大的差異。例如，某一個生產廠家生產鑄鐵件與護板時，背面按照外緣需要加工一圈寬度與高度分別30mm、5mm的凸緣，在以往的工藝技術中主要是采用龍門刨上刨平，整體加工時間在每塊4小時左右。但是假設將這一工件放在立銑上進行加工，其工序操作只需要每塊30min。在對單件的電能消耗問題進行分析后認為，以額定功率替代實際功率計算后，龍門刨的功率為52kW左右，而立銑的功率為13kW左右，同時耗電量差異超過30倍。對此，在設備更改之后整個機械加工的效率得到了顯著地提升，同時電能消耗量也得到了有效地控制，這也是非常典型的一個案例，從這一案例來看編織工藝期間必須做好設備選擇，能耗問題非常突出。對于同類型設備的不同型號角度來看，也存在比較突出的機械加工能耗問題。在一般的機械加工過程中，普遍存在同類型設備不同的型號機器，例如立銑設備比較常見的就有X53T與6H12，對于一些工件相對比較小的加工任務兩種設備都可以直接進行加工。對此，在具體加工中，為了更好地平衡設備的加工負擔與爭搶加工時間方面，往往會將小工件排在大設備當中，或者是大小兩種設備同時使用，此時便會形成一種比較高的能源浪費問題。通過具體分析，在兩臺設備比較方面，X53T與6H12設備的功率分別為13.8kW與8.8kW，所以兩種設備必然會存在比較大的能源消耗差異，所以在設備選擇過程中需要根據具體的工件特征選擇最佳的設備，尤其是對于一些小工件原則上應當只能夠選擇小設備，而不能使用大設備，從而規避不必要的能源浪費問題。

三、機械加工中節能降耗的管理及技術措施

（一）合理選擇工裝在機械加工生產過程中經常涉及一些具備比較突出特征的產品，其不僅可以使用常規的加工方式，也可以采用工裝方式進行加工[2]。例如，在機械加工一種42.5mm孔洞的管板時，孔中需要刮2道3.5mm×0.8mm的環形槽。在最初通過分析后認為工藝方式可以先做孔線，并實行42.5直徑的孔洞鉆出，此時設備采用Rh75的鉆床。之后再鏜3.5×0.8的槽，加工設備選用T68鏜床，鏜床的工件加工時間為7個加工任務10小時。鏜床因為屬于大型且稀有的設備，所以整體加工成本比較高，再加上設備的功率達到9.7kW，10小時的整體耗電量約為97kwh。通過分析后認為，可以將兩道槽的尺寸標注以方向調換之后，采用專用工裝掛槽器進行施工，直接應用Rh75鉆床實現3.5×0.7槽的加工，整個加工過程只需要40分鐘，因為設備本身的功率為13.8kW，功率雖然超過了鏜床，但是加工單件的電能消耗只有9.3kwh。以某機械加工項目項目，該項目采取了上述所提出的節能降耗的思路并采取了相應的策略，促使整個機械加工生產效率得到了顯著地提升。在方案改進之后能源消耗降低了10%左右，同時經濟效益的提升約為8%，整體經濟效益較高，同時在生產期間的人工成本有所下降，整體經濟價值較高。

（二）適當調整加工工序工藝的安排一般是基于傳統習慣或者是按照慣例進行設計，在具體的工藝方面需要嚴格根據某一個工藝的標準進行。但是，如果打破常規并對工序進行適當的調整，其可以更好地實現節能降耗的目的。例如，在閥門用螺釘方面，因為這一種工件本身的直徑比較小，所以在工藝設計方面往往會先設計小六角車程，之后再采用立銑的方式進行六方加工，立銑的單間工件時間一般在3分鐘左右，并且每一根料可以出10件，所以整體時間約為30分鐘。在生產期間，出于節能降耗的需求，可以對整個加工工序進行調整，可以先將圓鋼銑工成為六方之后再進行車成加工。這樣的加工方式不僅可以更好地應用于小六角車的加工，同時還可以實現去毛這一工序的節省，促使原料加工時間顯著縮短，同時也間接達到了電能使用的控制需求。除了在調整工序之后實現部分工序減少從而達到減耗的目的，也可以借助適當增加工序的方式實現能源消耗的控制。一般而言，增加工序會給人一種提升能源消耗的問題，但是如果工序增加的合理，雖然增加了一道工序但是也可以有效提升整個加工的效率，從而間接達到節能減耗的目的。例如，在某種三通加工期間，來料為長方形的毛坯，工藝主要是安排CA6410的車床以一次性的方式完成加工。但是在加工中增加銑床工序，便可以將毛坯銑床成為凸字形的，此時再借助車成加工成為三通。借助這樣的方式雖然增加了銑床這一工序，增加的工序加工時間約為5分鐘，但是車床CA6410的加工減少工序時間達到15分鐘，再加上CA6410的功率是7.84kW，所以綜合來看單件的加工節省能源消耗減少約為1.23kwh。這一類的例子還有非常多，只需要在加工中適當拓展思維并針對功耗問題進行分析便可以保障合理性的節能，以達到高質量、高效率以及低成本的加工。

（三）增加批量生產在一些非專業化的工廠當中，大多數的產品都是以單件以及小批量方式進行生產，這一種生產方式不僅會導致工件加工方案的設計難度提升，同時在具體生產期間因為頻繁的更換加工方式，導致無法流水加工，同時工人在機床上的加工步驟需要基于單件的具體加工方式要求進行調整，所以無法形成組加工，必然會導致加工整體成本提升，能源消耗提高[3]。對此，在生產組織期間應當盡可能將一些單件產品以批量方式進行生產，并維持一種長期性生產方式，并基于批量投放、組織生產的方式進行改革，將以往不同產品的相關零件以合并方式進行下料并生產，從而達到節能降耗的加工目的。在某機械加工企業中，以往的加工方式主要是以單件分批方式進行加工，在增加批量生產技術措施之后，整體經濟效益提升約為15%，但是能源節省率超過了30%。經濟效益提高突出。

四、結語

企業領導人員需要提高關于機械加工的技術研究，并基于機械加工過程中涉及的能源消耗項目以及控制環節進行針對性地研究探討，采取高效率的生產技術措施提高機械加工過程中的能源消耗控制能力，真正體現節能降耗的管理工作高水平，促使企業可以持續性穩定發展。

參考文獻：

[1]孟海龍.淺談機械加工企業安全生產管理的現狀及改進措施[J].軍民兩用技術與產品，2018,22(14):252-253.

[2]吳芳.淺談節能設計理念在機械制造與自動化中的應用[J].山東工業技術，2018(10):70-71.

[3]謝海.淺談機械加工生產外協管理的特點及控制措施[J].中國管理信息化，2018，21(10):102-103.

作者：于浩華 郭艷 林穎慧 單位：濱州渤海活塞有限公司