節(jié)能降耗在機械設(shè)計加工中的運用分析

王帥，李長雨，宋亞頂

（濟寧中科先進技術(shù)研究院有限公司，山東 濟寧 272000）

我國工業(yè)建設(shè)發(fā)展的基礎(chǔ)就是機械設(shè)計加工行業(yè)，直接體現(xiàn)出國家的綜合實力。近年來我國機械加工領(lǐng)域取得顯著發(fā)展，在推進國內(nèi)工業(yè)化發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。但機械設(shè)計加工領(lǐng)域存在明顯的成本高、污染大等問題，實際發(fā)展時需要充分運用節(jié)能降耗措施，提高機械設(shè)計加工質(zhì)量，降低能耗，實現(xiàn)推進機械設(shè)計加工領(lǐng)域的健康發(fā)展。

1 機械設(shè)計加工現(xiàn)狀及節(jié)能降耗的必要性分析

節(jié)能降耗技術(shù)優(yōu)勢顯著，將其應(yīng)用到機械設(shè)計加工中，可以改善傳統(tǒng)機械運行的不足。節(jié)能降耗技術(shù)綜合各方面技術(shù)，如網(wǎng)絡(luò)科技、計算機、機械加工設(shè)計以及自動化控制等多個領(lǐng)域和科技，從而為制造企業(yè)提供更加智能化的控制服務(wù)，這對于提升管理人員的管理水平，提升工作效率具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1．1 現(xiàn)狀

在傳統(tǒng)的機械加工設(shè)計中，資源浪費、噪聲污染等問題非常嚴(yán)重，由于區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展不平衡，部分區(qū)域的機械化、環(huán)?；a(chǎn)水平較低，在很大程度上限制了我國制造業(yè)的健康發(fā)展。當(dāng)前制造工藝在機械加工中存在的問題主要體現(xiàn)在以下2個方面。

一方面，在制造業(yè)中，多數(shù)機械加工會產(chǎn)生很好的能耗，并且對周邊環(huán)境造成一定的不利影響。這種影響對于我國的生態(tài)環(huán)境發(fā)展也會造成一定的隱患，從長遠角度而言不利于我國機械加工設(shè)計業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。技術(shù)長期得不到革新，也會影響我國機械加工的進步，不利于我國工業(yè)生產(chǎn)水平和生產(chǎn)質(zhì)量的提升。高能耗不滿足國家提出節(jié)能減排理念，需要及時創(chuàng)新加工方式；另一方面，在傳統(tǒng)的機械加工中，由于制造工藝水平不高，因此在機械加工的過程中容易對周邊的環(huán)境造成破壞，加上相關(guān)部門的監(jiān)管制度不夠嚴(yán)格，導(dǎo)致機械加工產(chǎn)業(yè)存在較多的問題，不利于產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展，也不符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需要。機械加工過程中會產(chǎn)生諸多影響，如噪聲污染、廢氣、廢渣等，如果不能妥善處理，就會對生態(tài)環(huán)境造成不同程度的損壞，需要及時采取應(yīng)對措施，否則會嚴(yán)重的環(huán)境污染。

1．2 必要性

在機械加工設(shè)計行業(yè)，有許多設(shè)備的零部件相對復(fù)雜，如果采用傳統(tǒng)的方式進行機械設(shè)計，從設(shè)計工作開始到實物的呈現(xiàn)需要較長的周期，并且傳統(tǒng)的機械設(shè)計一旦出現(xiàn)修改，就會影響后續(xù)的數(shù)據(jù)。在使用節(jié)能降耗進行設(shè)計時，對于后期機械設(shè)備的設(shè)計具有非常重要的積極影響。比如，使用節(jié)能降耗中的軟件系統(tǒng)可以為機械設(shè)計的工作人員提供良好的裝配環(huán)境，從而更快速地完成零件的設(shè)計。

同時還可以使用相鄰軟件的位置和形狀設(shè)計新的零件，非常方便快捷，從而有效降低單獨設(shè)計失敗帶來的問題。并且利用節(jié)能降耗還能進行動畫演示，從而更加直觀地幫助工作人員了解零件設(shè)計中存在的問題，便于及時調(diào)整，提升設(shè)計效率。當(dāng)前，在工業(yè)經(jīng)濟的推動下，機械加工設(shè)計行業(yè)涉及到的各類機械設(shè)備精度越來越高，而且對各個零件之間的匹配程度也提出了更好的要求，因此在裝配過程中需要重視設(shè)備的工作效率和工作質(zhì)量。節(jié)能降耗的應(yīng)用能夠幫助工作人員更加快速準(zhǔn)確地了解各類零件出現(xiàn)的裝配問題。由于各類連接的裝備可以通過節(jié)能降耗呈現(xiàn)在系統(tǒng)的動態(tài)圖中，因此相關(guān)人員在查看設(shè)備的具體情況時，就變得更加直觀。

2 機械設(shè)計加工中節(jié)能降耗的具體運用

機械設(shè)計加工領(lǐng)域中運用節(jié)能降耗措施，需要根據(jù)實際情況進行選擇，以保證機械設(shè)計加工質(zhì)量，同時降低能耗問題，進一步實現(xiàn)提高機械設(shè)計加工質(zhì)量與效率的目的。

2．1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同技術(shù)

針對傳統(tǒng)機械工程操作而言，不僅消耗時間、需要大量勞動力，而且產(chǎn)出效率低下。但是隨著現(xiàn)代科技發(fā)展，技術(shù)進步，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)開始應(yīng)用于日常生產(chǎn)生活各個領(lǐng)域，機械工程也不例外。將網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和機械工程發(fā)展相融合，不僅大幅度提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，同時節(jié)約成本，提升現(xiàn)有資源的利用率，而且對農(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生極大推動作用。比如，在開展農(nóng)機試驗時，相關(guān)工作人員可以借助計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)同技術(shù)，針對相關(guān)數(shù)據(jù)和操作進行實時監(jiān)控，掌握其動態(tài)變化的基礎(chǔ)上，方便工作人員針對數(shù)據(jù)和結(jié)果展開分析和核對，針對異常情況能夠及時發(fā)現(xiàn)并糾正，提升實驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的同時，加快試驗進度，確保農(nóng)機性能的穩(wěn)定提升。

2．2 模擬樣機技術(shù)

在傳統(tǒng)機械工程發(fā)展中，針對樣機的制作大多是按照圖紙設(shè)計要求進行組裝，在組裝完成后在對其現(xiàn)有性能進行多次試驗和設(shè)計改進，整個過程不僅消耗時間，而且需要花費大量精力，但有時付出和收獲還不一定成正比，導(dǎo)致機械性能一直無法取得預(yù)期效果。而且，針對試驗階段的樣機制作和設(shè)計而言，很多地方還不成熟，性能尚不穩(wěn)定，這對實驗及操作人員生命安全造成一定威脅。但是模擬樣機技術(shù)完全不存在上述隱患，并且能夠針對上述問題進行有效回避。模擬樣機技術(shù)不僅能針對現(xiàn)有數(shù)據(jù)展開模擬和分析，同時通過電腦驗算以及反復(fù)實驗，針對各項數(shù)據(jù)缺陷進行完善，最終設(shè)計出最完美的方案，實現(xiàn)樣機性能的有效提升，甚至在整個實驗過程中，針對其中的風(fēng)險進行有效規(guī)避，而且還能幫助設(shè)計者尋找最佳替代材料，降低設(shè)計制作成本，全面提升機械工程的研發(fā)效率。

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展對于我國整個機械行業(yè)發(fā)展都是至關(guān)重要的，這樣能夠有效提高產(chǎn)品設(shè)計效率，沒有必要將精力發(fā)費在解決這些問題上。好的產(chǎn)品一定是分工完成的，單靠一家企業(yè)和公司是不現(xiàn)實，模塊化生產(chǎn)更有利于我國機械行業(yè)規(guī)?；l(fā)展，讓企業(yè)把更多精力放在產(chǎn)品與研發(fā)上。而且隨著行業(yè)聯(lián)系不斷加深，各個企業(yè)都有技術(shù)優(yōu)勢，其他企業(yè)在制造相關(guān)模塊時，在成本和技術(shù)方面沒有優(yōu)勢可言，通過購買其他公司相同模塊，不僅能夠提高生產(chǎn)效率，還能夠有效降低成本，從而實現(xiàn)更好發(fā)展。

2．3 評價系統(tǒng)

在現(xiàn)代機械工程研發(fā)過程中，還需要針對整個機械產(chǎn)品的使用效果進行系統(tǒng)、科學(xué)且有效的評價，如此才能推進機械工程的快速發(fā)展，實現(xiàn)環(huán)境保護和經(jīng)濟效益的全面提升。因此，針對整個研發(fā)過程而言，必須設(shè)計一套完整的、具有針對性的評價系統(tǒng)，能夠按照機械工程發(fā)展需求推進研發(fā)過程及結(jié)果，并對此展開有效評價，保證機械工程研發(fā)成果的基礎(chǔ)上提升研發(fā)效率，提高研發(fā)速度。

另外，整個評價系統(tǒng)的設(shè)置一定要科學(xué)，能夠解決當(dāng)前機械工程發(fā)展所面臨的實際問題。對此，相關(guān)工作人員在針對研發(fā)系統(tǒng)進行更新以及完善時，一定要遵循機械生產(chǎn)效率以及綠色環(huán)保理念，對所有指標(biāo)進行有效融合，得到一個完整且有效的評價體系標(biāo)準(zhǔn)，確保各項評價指標(biāo)的科學(xué)性以及客觀性，推動機械工程逐漸向綠色發(fā)展指標(biāo)靠攏。這就需要設(shè)計人員考慮各方面因素，完善設(shè)計評價系統(tǒng)，在保證設(shè)備功能的基礎(chǔ)上引入評價系統(tǒng)，降低設(shè)備能耗。

2．4 合理應(yīng)用CAD技術(shù)

在機械設(shè)計過程中，建模是核心的環(huán)節(jié)，建模的質(zhì)量好壞直接影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量，這也是設(shè)計師需要關(guān)注的重點內(nèi)容之一。就以汽車產(chǎn)品的設(shè)計為例，汽車產(chǎn)品的模型設(shè)計非常重要，而實際模型與圖紙的差別較大，就需要進行返工，這種傳統(tǒng)的設(shè)計方式一旦出現(xiàn)返工問題，就會增加設(shè)計成本。借助CAD技術(shù)，可以充分利用三維建模的模塊，通過旋轉(zhuǎn)、平移或者鏡像操作等方式，實現(xiàn)模型的快速構(gòu)建。

CAD技術(shù)的應(yīng)用有效解決了傳統(tǒng)建模設(shè)計中三維難處理的問題。三維建模設(shè)計的體系較多，比如圓柱、立方和曲面等。在機械設(shè)計人員開展工作的過程中，根據(jù)不同的模型進行拆解或者裝配，就能順利完成建模任務(wù)。對于相對復(fù)雜的零件，機械工程師還需要使用二維零件的繪制圖進行輔助處理。因此，在機械設(shè)計的過程中，合理利用三維建模技術(shù)，能夠最大限度提升設(shè)計的質(zhì)量，有效避免返工問題的出現(xiàn)，節(jié)約成本的同時，還能進一步提升機械產(chǎn)品的設(shè)計水平和設(shè)計效率。實際中需要根據(jù)實際情況進行選擇，切實發(fā)揮CAD技術(shù)的優(yōu)勢，降低設(shè)計過程中的能耗，實現(xiàn)綠色化的發(fā)展。

2．5 融入智能化技術(shù)

在機械設(shè)計加工中節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用需要重視操作系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性。企業(yè)需要根據(jù)自身的生產(chǎn)情況積極對系統(tǒng)進行優(yōu)化改進，提升對故障識別的靈敏性，并定期對操作系統(tǒng)軟件進行更新維護，從而形成完善的系統(tǒng)維護管理制度。在實際操作方面，企業(yè)需要重視結(jié)合自身的實際需要，對操作系統(tǒng)的性能進行積極優(yōu)化和改進。

在節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用的過程中，需要依托良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境做好數(shù)據(jù)的分析、控制和收集等工作。智能終端以及間隔層作用的發(fā)揮都需要光纖的連接，電氣自動化生產(chǎn)的過程中還需要以來完善的控制程序，這些程序的輸入也需要光纖傳輸?shù)倪B接，從而提升反應(yīng)速度。對于企業(yè)而言，需要重視軟件和硬件的更新?lián)Q代，從而重視數(shù)據(jù)交換工作，保證通訊質(zhì)量，充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的便利條件，更好地為高質(zhì)量的生產(chǎn)服務(wù)。機械設(shè)計加工中節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用需要重視與智能終端技術(shù)的有效融合，通過光纖實現(xiàn)與設(shè)備之間的相互連接。智能終端在實際的應(yīng)用過程中需要對數(shù)據(jù)進行收集和分析，并利用相互配合的方式有效滿足信號的測試和接收方面的要求。另一方面，在具體的應(yīng)用過程中，還可以充分利用跳閘雙重保護的措施，提升生產(chǎn)的可靠性與穩(wěn)定性以及智能化水平，促進制造系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)的有效連接，確保產(chǎn)品能夠更好地滿足市場的需求。

3 機械設(shè)計加工節(jié)能降耗技術(shù)發(fā)展趨勢分析

機械設(shè)計加工領(lǐng)域運用節(jié)能降耗技術(shù)，需要綜合考慮各方面因素，對其技術(shù)發(fā)展趨勢進行分析，整體呈現(xiàn)出智能化、網(wǎng)絡(luò)化及高效化方向，具體如下。

3．1 智能化方向發(fā)展

作為工業(yè)制造的主力技術(shù)以及重要發(fā)展和研究對象，機械自動化技術(shù)在人工智能等技術(shù)的推動下，智能化水平不斷提升。在智能制造中，借助專用程序?qū)崿F(xiàn)對人行為的模仿。由此發(fā)展而來的無人機駕駛、自動駕駛、自動操作技術(shù)等，都是借助人機交互功能的研發(fā)，還能提供更加精準(zhǔn)的服務(wù)。這就需要根據(jù)實際情況進行選擇，實現(xiàn)提高機械設(shè)計加工智能化水平的目的。

3．2 網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展

作為未來機械生產(chǎn)制造的主要研究方向，網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展備受關(guān)注。借助網(wǎng)絡(luò)科技，在進行遠程監(jiān)控的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對電力設(shè)備、機械運行以及運營管理等方面的高效管控，從而進行有效的溝通和數(shù)據(jù)交換，這對于優(yōu)化資源配置，提升運營效率，改善運行的安全性都具有重要意義。

3．3 高效化方向發(fā)展

隨著科學(xué)技術(shù)進步與發(fā)展，節(jié)能降耗技術(shù)將與其他技術(shù)融合，實現(xiàn)提高技術(shù)性能的目的。節(jié)能降耗技術(shù)將會主動融入計算機、機械學(xué)等內(nèi)容，持續(xù)擴大應(yīng)用范圍，控制生產(chǎn)成本，提高企業(yè)效益。同時，新型系統(tǒng)中節(jié)能降耗技術(shù)充分滿足生產(chǎn)需求的，簡化生產(chǎn)指令，節(jié)約生產(chǎn)時間，促進產(chǎn)品性能提升，達成提高生產(chǎn)效率的目的。

4 結(jié)語

總而言之，在機械設(shè)計加工中應(yīng)用節(jié)能降耗理念已成為必然，追求技術(shù)革新的過程中提高機械設(shè)計的節(jié)能化水平。利用節(jié)能降耗理念，可以提高機械加工設(shè)計質(zhì)量，充分滿足人們對機械設(shè)備的使用要求，推進機械加工設(shè)計行業(yè)健康發(fā)展。這就需要綜合考慮各方面因素，制定合適的節(jié)能設(shè)計方案，進一步推進行業(yè)技術(shù)水平的提升。