1、机械制造与自动化设计中的节能设计理念分析摘要：机械自动化技术的应用与发展是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。就如何发展机械自动化的优势进行了阐述，并通过机械制造与自动化设计的过程进一步加深对节能设计理念的理解。 关键词：机械制造 自动化 节能设计 中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号： 前言 造企业发展的必然趋势，给机械制造业带来了巨大的飞跃。机械制造业对世界各国的工业生产都有着非常重要的作用，机械制造自动化技术水平不仅影响了机械制造行业的整体发展水平，也显示出了这个国家国民经济的提高程度与工业发展水平。 一、机械制造自动化的优势 1 生产能力和工作质量
2、高。机械制造自动化大多采用高精度、高灵敏度的机械化设备，由自动化控制系统进行生产过程的自动化控制，大大减少了因人为失误带来的产品质量不合格现象。在机械制造生产中，由自动化控制人员启动自动化控制系统，系统就会严格按照事先设定的生产流程进行自动化操作，大大提高了生产能力和生产效率，保证了最佳工作质量。 2.安全可靠性高。不论是自动化控制系统还是自动化设备，一般都自带事故报警、自动诊断处理等功能，当生产过程中遇到事故时，就减免了人身伤害的发生，提高了生产过程的安全性。另外，自动化设备多采用电子元器件，电子元器件相比于传统机械设备，它不存在机械磨损，使用寿命得到了大大提高，保证了自动化控制系统的可靠性
3、。 3 改善行业的劳动形式。随着机械制造自动化程度的不断增加，人们逐渐从繁重的体力劳动转化为高知识、高技术性的脑力劳动，机械制造的产品也愈趋向于技术密集型，在改变机械制造行业的劳动形式的同时，也大大促进工业现代化的发展。 4 节约能源消耗。节约能源是我国可持续发展的重要战略目标。机械制造自动化的应用，在节约人力资源的同时，也大大提高了能源的利用率。 5 自动化技术应用面广。抛开机械制造自动化产品不谈，针对产品生产过程中使用的自动化控制技术，包括自动校验、自动保护、自动报警、自动处理等，不仅仅适用于机械制造业，同样可以应用在工业、农业、建筑业等领域，其优势也同样显著。 二、机械制造自动化的发展方
4、向 1.机电一体化。机电一体化是 21 世纪机械制造产品发展的必然趋势，也是机械制造自动化的延伸。只有实现机电一体化，才能更好地提高生产效率和产品质量。 2.智能化。智能化的目标就是使机械设备生产能够更加自主，就像是拥有人工智能一样，机械设备不再是完全机械化的生产，它会拥有一定的思维能力，并作出正确的处理措施。 3.微型化。机械自动化控制系统属于微电子产品，微电子产品正朝着超大规模集成的微观领域发展，未来的机械自动化控制系统体积会更小，操作会更加灵活，能耗会更低。 4.绿色化。人类的经济发展不能以破坏环境为代价，环境破坏给人们带来的影响越来越被重视，未来的机械自动化在方便生活的同时也将最大程度
5、降低对环境的破坏。 5. 模块化。随着机械制造工业规模的不断扩大，涉及的设备种类、技术工种也越来越多，单独的企业或厂家往往不能完成整个机械生产流程。机械制造自动化流程就需要划分为大小不一的模块，分别由专业的部门或企业来完成，通过多方配合实现大规模的机械自动化生产。 三、机械制造自动化设计与节能 1 尽量选用低公害发动机 发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件，采用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型水冷增压柴油机能大大降低对环境的负荷。 2 液压系统的清洁和防渗漏与系统高效节能的设计保持传动液压油的清洁度对工程机械的液压传动非常重要，因此精心设计工程机械液压系统十分必要，这样就可去除
6、油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质，减少液压元件故障与磨损、延长常用液压元件的使用寿命，降低液压油的更换频率，延长换油间隔时间，减少对周边作业环境的污染。 四、环保型材料的使用与节能 1 设计尽量采用可再生、可回收的材料和资源，降低资源消耗 在机械制造与自动化的材料选取时，应当尽量选用可回收、易分解、能再生，而且在加工过程中不会产生对环境有害的“三废”的材料，作为机械零件的材料。 2 在设计中尽量利用长寿命、低能耗、轻重量的设计原则 通常来看，延长产品的寿命就等于减少了机械生产的产量和报废量，这无疑降低了原材料的消耗;降低产品的能耗也就是减少了对环境的污染;减轻产品的重量当然也就再生产中减少了材
7、料资源的消耗。另外，在设计中还要考虑到减少环境负荷的层面，让设计符合通用标准，实现机械构件的通用性，为此在设计中要从综合性考虑设计对象的具体功能，将结构强度、尺寸标准、材料选取综合的权衡，从而实现节能目标。 3 尽量考虑采用低环保负荷，并保证零件报废后的处理污染最小，综合成本最小化的材料机械制造与自动化设计中尽量不要使用氟利昂、含氯橡胶、树脂和石棉等材料。如非主要部位的零件应当尽量采用工程塑料或非金属材料，在设计中尽量开发和使用新型的环保材料，还要减少重金属的使用。 五、合理的设计制作工艺保证节能 1 优化或改进产品设计 （1） 前面已经提到了设计的优化，可见一般情况下，机构越简单，涉及的产品
8、零件越少就可以在制造过程中减低能耗。另外，零件本身的形状对于制造过程中的能耗也有影响。所以应当发挥零件设计的优化的作用，即保证产品的基本性能的情况下，尽可能的简化零件、减小体积、优化产品的结构减少零件数量。 （2） 根据生产的条件选用合理的材料，在前面已经详细的表述了材料选取的原则和实现的目的，在这里再次强调材料的适应性，即考虑实际生产过程不同材料对能源消耗的差异来选择低能耗的材料。 2 设计低能耗的工艺流程 对于同一种零件或者产品，在实际的生产过程中可以采用不同的工艺进行加工，但是不同的加工工艺消耗的能源是不同的，合理的设计加工工艺可以减少加工载荷的波动，即利用合理的工艺设计让设备达到最佳的
9、运行载荷，尽量的让设备处在满负荷运转，避免出现能量的浪费。因此在保证生产效率和制造质量和经济性等前提下，降低制造工艺能耗。（1） 选择正确的加工方式 在一个零件的多种加工方式中，应当选择适合现场设备的最佳加工方式。例如：锻压，可以是冷锻压、温锻压、热锻压。其中冷锻和温锻的能量利用效率高于热锻压，但是冷锻压的工艺要求往往会造成环境的危害，所以采用温锻压将优于冷锻和热锻。 （2） 选择合理的工艺参数 在确定加工方式后，恰当的工艺参数就是节能的另一个重要因素，如毛坯形状和加工余量等。比如对于直径相差较大的阶梯轴类零件,可以采用直径棒料作毛坯,也可以采用精锻毛坯,但在毛坯制备方面所消耗的能量却相差很大
10、,因此应综合考虑,优化选择。 （3） 选用可以节能的冷却工艺 在机械制造与自动化的过程中一般都需要使用到冷却液，因此在加工中冷却液的选择也是工艺性节能的重点考虑层面。在原则上应尽量少用或者不用油冷却。 （4） 进行合理工序改进和设计 在节能设计时,不仅要正确选用合理的节能工艺,还应合理地安排加工工序。 结束语 机械制造自动化作为先进技术的重要组成部分，既是机械制造业的重点应用技术，又是机械制造技术的发展方向。近年来，我国机械制造自动化技术得到了快速发展，机械制造的总规模和产品的总产量不断增加，中国已成为世界前三的机械制造强国。 参考文献 1 周开彦.浅析机械制造中数控技术的应用J. 科技创新导报. 2012(05) 2 柯拥军.机械制造与自动化技术的应用研究J. 企业技术开发. 2012(17)
