機(jī)械加工工藝節(jié)能降耗探討

蓋立東

（大慶石油管理局有限公司裝備制造分公司，黑龍江 大慶 163000）

傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)展中，機(jī)械加工領(lǐng)域一直注重加工的質(zhì)量、進(jìn)度等問題，而節(jié)能降耗問題卻一直沒有引起關(guān)注，這是因?yàn)橄鄬?duì)于熱工以及冷作設(shè)備來說，機(jī)械加工在能耗方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，機(jī)械加工設(shè)備本身是一種標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，因此能耗也具有一定的標(biāo)準(zhǔn)，所以沒有在這方面花費(fèi)更多的精力和時(shí)間進(jìn)行研究。但是，實(shí)際上傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝中還存在很多的方面可以進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而起到節(jié)能降耗的目的。

1 機(jī)械加工工藝節(jié)能降耗的現(xiàn)狀分析

在機(jī)械加工行業(yè)中，企業(yè)更注重的是車間在機(jī)械加工中的能力、質(zhì)量等因素，卻往往忽視機(jī)械加工中需要的能源問題。一直以來，機(jī)械加工在設(shè)備的應(yīng)用中都習(xí)慣于標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品個(gè)體，而這種情況下機(jī)械加工的能耗是一個(gè)固定值，加工的工藝形式也比較單一，大部分的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝都已經(jīng)成熟，所以不會(huì)產(chǎn)生大量的資源能源浪費(fèi)。

從機(jī)械加工的工人方面來看，企業(yè)對(duì)工人的考核指標(biāo)為，生產(chǎn)機(jī)械的能力，或者生產(chǎn)零件的個(gè)數(shù)以及質(zhì)量。沒有企業(yè)將機(jī)械操作耗能的控制納入工人考核中。所以在機(jī)械加工過程中，工人習(xí)慣于用最簡(jiǎn)單、最高速的方式進(jìn)行機(jī)械加工，注重的是加工產(chǎn)品的質(zhì)量以及工藝，導(dǎo)致在生產(chǎn)過程中為了提速、提量，不惜采用小馬拉大車的方式進(jìn)行生產(chǎn)，進(jìn)而造成能源的浪費(fèi)?；蛘咂髽I(yè)為了提升生產(chǎn)速度和數(shù)量，對(duì)加工設(shè)備進(jìn)行私自調(diào)整，利用大能耗設(shè)備生產(chǎn)一些并不適合的小零件，造成資源的浪費(fèi)。

2 機(jī)械加工中能源浪費(fèi)的影響因素

2.1 不同設(shè)備能耗

機(jī)械加工過程中涉及很多不同的機(jī)械設(shè)備，雖然同一種機(jī)械設(shè)備可以生產(chǎn)不同的零件，但是在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，需要考慮到零件的尺寸、規(guī)格、材料等多方面的影響因素，選擇最合理的機(jī)械設(shè)備。而部分工人在生產(chǎn)中為了方便，或者自身的生產(chǎn)知識(shí)、技能有限，在機(jī)械的選擇中存在失誤，雖然最后能夠生產(chǎn)出標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，但是能耗消耗量卻相差很多。以汽車擋板的加工為例，傳統(tǒng)的工藝中利用小型的折彎?rùn)C(jī)，生產(chǎn)一塊板的時(shí)間一般為30min，而機(jī)械的額定功率為10kW，所以30min 的耗電量為5kW 時(shí)。但是部分工人為了追求產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量，沒有利用小型設(shè)備生產(chǎn)，而是采用“薩瓦尼尼柔性生產(chǎn)線”進(jìn)行生產(chǎn)，這種方式每10min 就可以生產(chǎn)一塊擋板，但是這種機(jī)械的額定功率為300kW，所以耗能量達(dá)到50kW 時(shí)，由此可見，采用不同的設(shè)備造成的能耗相差非常大。

2.2 設(shè)備型號(hào)能耗

在機(jī)械加工中，即使采用同一種設(shè)備，但是如果設(shè)備的型號(hào)不同，產(chǎn)生的能耗也會(huì)存在一定的差別。機(jī)械加工企業(yè)會(huì)存在多臺(tái)同種類型的加工設(shè)備以滿足不同需求的加工要求。同時(shí)這些設(shè)備的功率大小一般不同，會(huì)根據(jù)生產(chǎn)量進(jìn)行調(diào)配。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，工藝師會(huì)以生產(chǎn)零件的規(guī)格以及工序要求等為基礎(chǔ)，合理地利用不同功率加工設(shè)備，不至于造成能源浪費(fèi)。但是車間為了爭(zhēng)搶任務(wù)、提升生產(chǎn)速度，會(huì)利用一些大功率的設(shè)備生產(chǎn)一些小零件，或者將大、小功率的設(shè)備同時(shí)開啟生產(chǎn)同一種小工件，這種情況必然會(huì)造成大功率設(shè)備的耗能增加。比如，對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的小工件，利用立式刨床就可以加工，龍門刨床雖然也可以加工，但是耗損的能量相當(dāng)于立式刨床的幾十倍，如果沒有從耗能的角度合理的選擇工序，必然會(huì)加大能量消耗。

3 機(jī)械加工工藝節(jié)能降耗的對(duì)策

3.1 利用工裝降低能耗

機(jī)械加工過程中，傳統(tǒng)的加工方式中涉及的工藝復(fù)雜，工序以及加工方式比較多，所以對(duì)能源的消耗也比較大。但是，如果利用工裝的方式，就可以大大地降低能耗，而且有利于生產(chǎn)效率的提升。而利用工裝需要調(diào)動(dòng)工藝師的工作積極性，加強(qiáng)對(duì)傳統(tǒng)工藝中不良的問題進(jìn)行研究，并以此為基礎(chǔ)開發(fā)新的工藝路線以及工裝，而不是對(duì)傳統(tǒng)工藝的簡(jiǎn)單套用。以游梁式抽油機(jī)生產(chǎn)中的十字尾軸承座加工為例，在制造過程中，需要在軸承座上鏜出相互垂直的兩個(gè)孔及其端面，用于安裝軸承與十字?jǐn)[軸。軸承座是鑄件，為了便于鑄造成型，外輪廓有錐度，這使加工時(shí)安裝固定、基準(zhǔn)定位產(chǎn)生較大難度，通過車床、銑床加工出便于安裝定位的基準(zhǔn)輪廓，再用鏜床加工十字孔與端面，整個(gè)生產(chǎn)過程過于煩瑣；但是經(jīng)過工藝師的改良后，在生產(chǎn)中可以利用工裝夾具，在制造的過程中不需要其他輔助，直接在鏜床上即可以完成加工操作滿足設(shè)計(jì)要求，縮短工藝路線，提升生產(chǎn)效率，同時(shí)可以節(jié)能40%左右。

3.2 調(diào)整工藝路線降低能耗

我國(guó)大部分的機(jī)械加工企業(yè)在工藝路線的選擇以及工藝序卡中都需要嚴(yán)格根據(jù)公益標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編制，這種工藝生產(chǎn)方式已經(jīng)比較成熟，因此，在應(yīng)用的過程中存在很多的優(yōu)勢(shì)，但是隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)工藝以及生產(chǎn)效率和質(zhì)量要求方面的提升，使得這種傳統(tǒng)的工藝形式無(wú)法滿足當(dāng)前的生產(chǎn)要求。機(jī)械加工設(shè)備不斷地進(jìn)行更新，如果工藝路線和工藝序卡不及時(shí)更新，必將會(huì)限制機(jī)械加工行業(yè)的生產(chǎn)。比如，傳統(tǒng)工藝中，一個(gè)零件的生產(chǎn)需要經(jīng)過銑床、刨床以及磨床等多個(gè)工序才能完成。但是通過機(jī)械技術(shù)和設(shè)備的創(chuàng)新，只需要將胚料直接加入加工設(shè)備中，并根據(jù)要求合理的設(shè)定加工程序，就可以直接完成產(chǎn)品的生產(chǎn)要求。一個(gè)設(shè)備的耗能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于多種設(shè)備的能耗，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的節(jié)約。

3.3 盡量采用批量加工模式

批量生產(chǎn)加工相對(duì)于單件生產(chǎn)加工來說，對(duì)能耗的損耗更小。通過對(duì)機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)的分析可知，一些小型的生產(chǎn)加工企業(yè)或者家庭作坊相對(duì)于大型的加工企業(yè)來說，單一工件的耗能高出很多，造成這種情況的原因?yàn)樾⌒鸵约凹庸ぷ鞣皇降钠髽I(yè)接單量少，而且都是比較簡(jiǎn)單的單件加工模式，導(dǎo)致生產(chǎn)加工的能耗大。而大型企業(yè)采用的則是批量化的生產(chǎn)方式和流水化的作業(yè)形式，進(jìn)而增加工時(shí)和耗能。因此，企業(yè)在生產(chǎn)組織中，可以將一些單件但是需要長(zhǎng)期生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行批量投產(chǎn)，或者與專業(yè)企業(yè)合作生產(chǎn)。

3.4 加強(qiáng)生產(chǎn)管理，降低能耗

機(jī)械加工中設(shè)備開始運(yùn)轉(zhuǎn)就會(huì)產(chǎn)生耗能，所以企業(yè)生產(chǎn)中必須要減少機(jī)械空轉(zhuǎn)的情況。產(chǎn)品加工完成后要立即斷電，工人下班前需要對(duì)水電情況進(jìn)行檢查，并及時(shí)斷水?dāng)嚯?，為了保證有效地落實(shí)斷水?dāng)嚯姽ぷ?，可以安排專職人員進(jìn)行檢查。包括機(jī)械生產(chǎn)完成后，是否已經(jīng)斷電，設(shè)備各內(nèi)部操作器件是否已經(jīng)歸位，各操作按鍵是否歸位到空擋。同時(shí)在設(shè)備的采購(gòu)過程中，就需要提升降低能耗的意識(shí)，對(duì)機(jī)械的噪音、能耗等進(jìn)行考察，不可單純地由于價(jià)格的優(yōu)勢(shì)就盲目地選擇能耗大、噪音大的機(jī)械。噪音大的機(jī)械往往會(huì)存在設(shè)計(jì)或者生產(chǎn)方面的缺陷，因此，在使用中會(huì)存在耗能的情況，而且噪音小的工作環(huán)境，有利于操作工人的工作，提升工作效率，保證工作質(zhì)量和進(jìn)度，減少返工率，也是有效的節(jié)能降耗方式。

3.5 合理安排工序順序

在機(jī)械加工過程中，會(huì)存在一種慣性的工序形式，操作工人和工藝師習(xí)慣于某一種工藝順序后會(huì)一直沿用。但是除了一些不可隨意更改的工藝順序外，適當(dāng)?shù)馗淖児に図樞驎?huì)收到非常好的節(jié)能效果。比如，閥門螺釘?shù)纳a(chǎn)，這種螺釘?shù)闹睆叫。诠に嚨陌才派蠒?huì)先用小六角進(jìn)行車工，然后用6H12 立銑進(jìn)行加工，立銑加工一個(gè)工件的時(shí)間為3min，一個(gè)料可以生產(chǎn)出10 個(gè)工件，耗時(shí)30min。但是，如果在工序的安排上先對(duì)圓鋼進(jìn)行銑床加工成為六方，然后再進(jìn)行車工的工序。加工更方便，同時(shí)不需要經(jīng)過去毛工序，一個(gè)料的用時(shí)僅為10min，通過減少耗時(shí)降低能源消耗。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，傳統(tǒng)的機(jī)械加工中，過于注重加工的數(shù)量和質(zhì)量，忽視加工節(jié)能降耗作用，導(dǎo)致在機(jī)械加工中需要額外支出大量的耗能成本，而且造成嚴(yán)重的能源浪費(fèi)，不利于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的落實(shí)，因此，當(dāng)前的機(jī)械加工中還需要加強(qiáng)對(duì)加工工藝節(jié)能降耗的重視，通過改良工藝，調(diào)整工序，批量生產(chǎn)以及加強(qiáng)管理等方式降低能耗，提升加工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約能源。