机械加工的节能减耗
机械加工的节能减耗 长期以来，在机械加工领域存在着一个被人们忽视的问题，就是机械加工 工艺过程中的节能降耗问题。这是因为机械加工设备的能耗往往远低于热工设备 和大型冷作设备的能耗，同时也由于在人们的传统观念中，机械加工设备是标准 化系列的产品（设备），其运行能耗近乎接近“常数”，而且机械加工工艺虽然不 能说有标准的模式，起码说是比较成熟的，没有太深奥的文章可做。在机械加工工艺的编制过程中，人们往往只从得到满意的产品质量出发， 注重产品的加工性和工艺性，而忽视了本产品加工过程中的能耗问题。特别是在 新产品试制的机械加工中，这种问题尤为突出。这类产品的工艺编制首先要考虑 的是工艺的合理性、可行性，在此前提下考虑生产中各工种间的能力平衡，相应 也就对不同的设备进行工序间能力平衡，从而放弃最佳工艺方案。而且在工艺实 施过程中，生产管理人员经常擅自调整加工设备，临时平衡设备负荷，在一系列 的“平衡”、“调整”过程中，很少有把节能降耗作为主要因素考虑的，无形之中造 成很大的能源浪费。在生产中经常遇到的几种明显影响能源消耗的情况及降低能 源消耗的具体措施，有以下几种。
1影响能耗的情况 1.1不同种类的设备能耗不同同一种工件、同一工序选用不同的设备可得 到同样满意的质量结果，但他们的能耗却十分悬殊。图1所示的材料为铸钢件的 轴瓦盖,两排紧固孔的上下面都需要加工。过去的老工艺是把工件排在72426龙门 刨上刨平，单件工时4h。但是如果把这个工件排在X53T立铣上加工，工时最多 只需30min。计算一下单件耗电量（均以额定功率代替实际功率），龙门刨的功 率为52.45kW，4h耗电209.8kWh；
立铣的功率是13.38kW，30min耗电6.69kWh。
加工一件产品，龙门刨的耗电量是立铣的31倍。改换设备可提高效率，大大降低 耗电量，这是一个典型的例子。从这个例子可以看出，编制工艺选择设备时考虑 能耗是十分必要的。
1.2同类设备，型号不同能耗不同在一般的企业中，往往同类设备都有不 同型号的几台，如立铣X53T、6H12等。有些稍小的工件在两种设备上都能加工， 因此在实际生产中，为了平衡设备负荷或在抢任务等情况下，或是把小工件排在 大设备上，或是大小设备同时使用，这样无形中会造成很大浪费。以上述两种设 备比较，X53T的功率是13.8kW，6H12的功率是8.8kW，使用两种设备能耗比是 8∶5，因此在选择设备时，能使用小设备的，绝不使用大设备，以避免造成不必要的浪费。
2降低能耗的措施 2.1适当使用工装在生产过程中常有这样的产品，既可使用通常的方法加 工，又可使用工装进行加工。有时工艺人员忽略了这个问题，即造成了能源浪费。
在图2所示的管板中钻7个直径为42.5mm的孔，孔中刮两道3.5mm×0.8mm的环形 槽。最初的工艺编制是先划孔线再用Z3080钻床钻直径为42.5孔，最后用T68镗床 镗3.5×0.8槽，镗床单件工时10h，镗床属精大稀设备，成本高，设备功率是9.7kW， 10h耗电97kWh。后来，考虑到加工能耗因素，征得设计部门同意，将两道槽的 尺寸标注统一基准，然后采用专用工装刮槽器，加工单件耗电仅为9.3kWh。使 用工装单件耗电仅为不使用工装的1/10。由此看来，适当使用工装可大大降低加 工能耗。在工艺编制过程中应尽量使用专用工装，同时对设计进行工艺性把关， 使之便于加工，便于使用工装，以利于降低加工能耗。
2.2适当调整工序间顺序工艺安排往往有一种传统性或按惯例办事，有时 要严格遵守某一工艺标准不可逾越。但如果打破常规，对工序进行适当调整，可 能得到意想不到的节能效果。例如，加工一种阀门用螺钉，因直径较小，工艺安 排先在小六角车成，然后再转6H12立铣加工六方，立铣单件工时3分钟，每根料 出10件，共30min。在生产中，操作者提出革新，先将圆钢铣成六方，然后车成。
这样不仅小六角车床加工方便，还可节省一道去毛工序，而且铣一根条料仅用工 时10min，少用工时20min，每根条料可节省电能5.9kWh。
2.3合理增加工序增加工序一般给人们的感觉应该是增加能耗，但如果工 序增加合理却可以大大提高生产效率，从而降低能耗。如有一种三通，来料是锻 造长方形毛坏，工艺安排CA6410车床一次车成。如果增加一道铣床工序把毛坏 铣成凸字形，然后再车成三通，这样6H12铣床增加工时5min，但车床CA6140却 减少工时15min。CA6140功率是7.84kW，6H12功率是8.8kW，需用系数按0.2计 算，加工单件节省电能0.246kWh。类似的例子还有很多，只要扩展一下思维， 对工艺进行合理的改进，便会产生很可观的节能效果。
2.4把单件生产变成批量加工在新产品试制中，绝大多数产品是单件小批 量生产。这样组织生产，工人在机床上的加工步骤均按单件的方法进行，既无法 成组加工，也无法流水加工，势必增加单位加工工时，从而增加能耗。在生产组 织中，可以把单件而长期生产的产品改为批投放组织生产，或放给专业加工企业 合作。如工厂产品中，螺栓螺母某些部件用量较少，但专业加工企业合并成批投料，工艺手段专一，可以大大提高生产效率，明显降低能耗。
3结语 以上只是在生产中所遇到的与节能降耗有关的问题。实际上，在机械加工 行业具体工艺的实施过程中，与节能降耗（也包括节约材料）有关的因素确实还 很多，关键在于工程技术人员和生产管理人员在实际工作在应从工艺编制，设备、 工装的合理选用，工序的编制，设备、工序的调整到生产批量的安排等各个具体 环节把关。除了保证产品质量和生产周期外，还要把节能降耗作为处理每个工作 环节的重要因素加以考虑。如果在处理机加工艺全过程的每个环节中，都始终把 节能降耗作为保证生产周期、保证生产质量的指导思想，那么机械行业还是有相 当大的节能潜力可挖的。从某种意义讲，对某些机械加工行业和部门来说，如果 把节能降耗工作切实贯彻到生产的各个环节中去，其节能效果可能要比一些热工 设备的节能效果还要显著。所以此项工作值得我们去进一步研究和探索。