淺談機械加工工藝的節(jié)能降耗控制問題

【摘要】在機械加工工藝過程中，通過對設(shè)備的合理選用、改進和調(diào)整工序、合理地選用和設(shè)計工裝及科學地組織批量生產(chǎn)，可以獲得節(jié)能降耗的明顯效果。

【關(guān)鍵詞】節(jié)能；機械加工藝

一、機械加工工藝節(jié)能問題分析

長期以來，在機械加工領(lǐng)域存在著一個被人們忽視的問題，就是機械加工藝過程中的節(jié)能降耗問題。這是因為機械加工設(shè)備的能耗往往遠遠低于熱工設(shè)備和大型冷作設(shè)備的能耗，同時也由于在人們的傳統(tǒng)觀念中，機加設(shè)備是標準化系列化的產(chǎn)品（設(shè)備），其運行能耗近乎接近“常數(shù)”，而且機加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。

在機加工藝的編制過程中，人們往往只從得到滿意的產(chǎn)品質(zhì)量出發(fā)，注重產(chǎn)品的加工性和工藝性，而忽視了本產(chǎn)品加工過程中的能耗問題。特別是在非批量產(chǎn)品的機械加工工廠中，這種問題尢為突出。這類工廠的工藝編制中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(chǎn)中各工種間的能力平衡，相應也就對不同的設(shè)備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(chǎn)管理人員經(jīng)常擅自調(diào)整加工設(shè)備，臨時平衡設(shè)備負荷，這一系列的“平衡”、“調(diào)整”過程中，很少有把節(jié)能降耗作為主要因素考慮的，無形之中難免造成很大的能源上的浪費。

二、生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的明顯影響能源消耗的情況

（一）選用不同的設(shè)備能耗不同

同一種工件、同一工序選用不同的設(shè)備可得到同樣滿意的質(zhì)量結(jié)果，但他們的能耗可能卻十分懸殊。如：某廠有一種碎渣機內(nèi)護板，鑄鐵件，背面沿外緣有一圈30mm寬、5mm高的凸緣要求加工。過去的老工藝始終是排在72425龍門刨上刨平，每塊工時4小時。但是如果把這個工件排在X53T立銑上加工，工時最多只需30分鐘。計算一下單件耗電量，均以額定功率代替實際功率計算，龍門刨的功率為52.45kW，4小時耗電209.8kWh；立銑的功率是13.38kW，30分鐘耗電6.69kWh。加工一件產(chǎn)品龍門刨的耗電量是立銑的31倍。改換設(shè)備可提高效率，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，編制工藝選擇設(shè)備時考慮能耗是十分必要的。

（二）同類設(shè)備，型號不同能耗不同

在一般的工廠中，往往同類設(shè)備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設(shè)備上都能加工，因此在實際生產(chǎn)中，為了平衡設(shè)備負荷或在搶任務等情況下，或是把小工件排在大設(shè)備上，或是大小設(shè)備同時使用，這樣無形中造成很大浪費。拿上述兩臺設(shè)備比較，X53T功率是13.8kW，6H12功率是8.8kW，使和兩利設(shè)備能耗比是8：5，因此在選擇設(shè)備時，能使用小設(shè)備的，絕不可使用大設(shè)備，以避免造成不必要的浪費。

三、降低能耗的具體措施

（一）適當使用工裝可大大降低加工能耗

在生產(chǎn)過程中常有這樣的產(chǎn)品，既可使用通常的方法加工，又可使用工裝進行加工。有時工藝人員忽視了這個問題，隨之帶來了能源浪費。例如：有一種管板，管板中鉆7個直徑為42.5mm的孔，孔中刮兩道3.5mm×0.8mm的環(huán)形槽。最初的工藝編制是：①劃孔線；②鉆直徑為42.5孔，設(shè)備Rh75鉆床；③鏜3.5×0.8 槽，設(shè)備T68鏜床，鏜床單件工時10小時。鏜床屬精大稀設(shè)備，成本高，設(shè)備功率是9.7kW，10小時耗電97kWh。后來，我們考慮到這個因素，征得設(shè)計部門同意，將兩道槽的尺寸標注調(diào)換方向，然后采用專用工裝刮槽器，直接在Rh75鉆床加工 3.5×0.8槽，加工完成工時僅用40分鐘。Rh75鉆床功率13.8Kw，功率雖然大于鏜床，但加工單件耗電僅為9.3kWh。使用工裝單件耗電僅為不使用工裝的1/10。

（二）適當調(diào)整工序間順序可降低能耗

工藝安排往往有一種傳統(tǒng)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(guī)，對工序進行適當調(diào)整，可能得意想不到的節(jié)能效果。如：有一種閥門用螺釘，因直徑較小，工藝安排先在小六角車成，然后再轉(zhuǎn)6H12立銑加工六方，立銑單件工時3分鐘，每根料出10件，共30分鐘。在生產(chǎn)中，操作者提出革新，先將圓鋼銑成六方，然后車成。這樣不僅小六角車床加工方便，還可節(jié)省一道去毛工序，而且銑一根條料僅用工時10分鐘，少用工時20分鐘，節(jié)2/3。每根條料可節(jié)省電能5.9kWh。

（三）合理增加工序亦可降低能耗

增加工序給人們感覺應該是增加能耗，但如工序增加合理卻可能大大提高生產(chǎn)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，然后再車成三通，這樣6H12銑床增加工時5分種，但車床CA6140卻減少工時15分鐘。CA6140功率是7.84kW，6H12功率是 8.8kW，加工單件節(jié)省電能1.23kWh，類似的例子還有很多。因此，我們只要擴展一下思維，對工藝進行合理的改進，便會產(chǎn)生很可觀的節(jié)能效果。

（四）把單件生產(chǎn)變成批量加工，可降低能耗

在非專業(yè)化工廠中，絕大多數(shù)產(chǎn)品是單件小批量生產(chǎn)。

這樣組織生產(chǎn)，工人在機床上的加工步驟均按單件的加工方法進行，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。如果在生產(chǎn)組織中，我們可以把單件產(chǎn)品或批量很小而長期生產(chǎn)的產(chǎn)品改為批投放組織生產(chǎn)，或把幾臺不同產(chǎn)品的相同另件合并下料。如：工廠產(chǎn)品中，一些特殊材質(zhì)的螺栓、螺母量較少，但工廠可根據(jù)階段性用量合并成批投料，大大提高了生產(chǎn)效率，明顯的降低能耗。

四、結(jié)語

以上只是筆者在生產(chǎn)中所遇到的與節(jié)能降耗有關(guān)的問題。實際上，在我們機械加工行業(yè)具體工藝的實施過程中，與節(jié)能降耗（也應包括節(jié)約材料）有關(guān)的因素確實還很多，關(guān)鍵在于我們工程技術(shù)人員和生產(chǎn)管理人員，在實際工作在應從工藝編制，設(shè)備、工裝的合理選用，工序的編制，設(shè)備、工序的調(diào)整到生產(chǎn)批量的安排等各個具體環(huán)節(jié)，除了保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)周期外，還要把節(jié)能降耗作為處理每個工作環(huán)節(jié)的重要因素加以考慮。如果我們在處理機加工藝全過程的每個環(huán)節(jié)中，都始終把節(jié)能降耗作為保證生產(chǎn)周期、保證生產(chǎn)質(zhì)理的指導思想，那么我們機械行業(yè)還是有相當大的節(jié)能潛力可挖的。

參考文獻

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