機(jī)械加工工藝的節(jié)能降耗問題研究

朱研明

【摘 要】在機(jī)械加工工藝過程中，通過對設(shè)備的合理選用、改進(jìn)和調(diào)整工序、合理地選用和設(shè)計(jì)工裝及科學(xué)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(jī)械加工工藝

【中圖分類號】TH162 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）03-0081-01

一、機(jī)械加工工藝節(jié)能問題分析

長期以來，在機(jī)械加工領(lǐng)域存在著一個被人們忽視的問題，就是機(jī)械加工藝過程中的節(jié)能降耗問題。這是因?yàn)闄C(jī)械加工設(shè)備的能耗往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于熱工設(shè)備和大型冷作設(shè)備的能耗，同時(shí)也由于在人們的傳統(tǒng)觀念中，機(jī)加設(shè)備是標(biāo)準(zhǔn)化系列化的產(chǎn)品（設(shè)備），其運(yùn)行能耗近乎接近“常數(shù)”，而且機(jī)加工藝雖然不能說有標(biāo)準(zhǔn)的模式，起碼說是比較成熟的，沒有太深奧的文章可做。

在機(jī)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(jī)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(yīng)也就對不同的設(shè)備進(jìn)行工序間能力平衡，從而放棄最佳工藝方案。而且在工藝實(shí)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(shí)平衡設(shè)備負(fù)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(fèi)。

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(jī)內(nèi)護(hù)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(shí) 4 小時(shí)。但是如果把這個工件排在 X53T 立銑上加工，工時(shí)最多只需 30 分鐘。計(jì)算一下單件耗電量，均以額定功率代替實(shí)際功率計(jì)算，龍門刨的功率為52.45kW，4 小時(shí)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(shí)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(shí)際生產(chǎn)中，為了平衡設(shè)備負(fù)荷或在搶任務(wù)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(shí)使用，這樣無形中造成很大浪費(fèi)。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(shí)，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(fèi)。

三、降低能耗的具體措施

（一）適當(dāng)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(jìn)行加工。有時(shí)工藝人員忽視了這個問題，隨之帶來了能源浪費(fèi)。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(shí) 10 小時(shí)。鏜床屬精大稀設(shè)備，成本高，設(shè)備功率是 9.7kW，10小時(shí)耗電 97kWh。后來，我們考慮到這個因素，征得設(shè)計(jì)部門同意，將兩道槽的尺寸標(biāo)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(shí)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(dāng)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(shí)要嚴(yán)格遵守某一工藝標(biāo)準(zhǔn)不可逾越。但如果打破常規(guī)，對工序進(jìn)行適當(dāng)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(shí) 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(shí)10分鐘，少用工時(shí) 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(yīng)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(shí) 5 分種，但車床CA6140 卻減少工時(shí) 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(kuò)展一下思維，對工藝進(jìn)行合理的改進(jìn)，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(jī)床上的加工步驟均按單件的加工方法進(jìn)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(shí)，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)束語

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(shí)際上，在我們機(jī)械加工行業(yè)具體工藝的實(shí)施過程中，與節(jié)能降耗（也應(yīng)包括節(jié)約材料）有關(guān)的因素確實(shí)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(shí)際工作中應(yīng)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(jī)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(dǎo)思想，那么我們機(jī)械行業(yè)還是有相當(dāng)大的節(jié)能潛力可挖的。從某種意義上講，對某些機(jī)械加工行業(yè)和部門來說，如果把節(jié)能降耗工作切實(shí)貫徹到生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中去，其節(jié)能效果可能要比一些熱工設(shè)備的節(jié)能效果還要顯著。所以此項(xiàng)工作值得我們?nèi)ミM(jìn)一步研究和探索。

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