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摘要：机械加工作为制造业的主要生产过程，机床是机械加工制造过程的重要耗能制造资源。为应对全球气候变暖，提高制造业发展的可持续性，针对机械产品零件的机械加工制造过程能耗进行优化对于节约能源，实现低碳制造具有重要意义。
关键词：机械加工制造；能耗优化；方法
1 机械加工制造能耗优化的原因
机械加工制造行业作为我国工业里必不可缺的一环，带来巨大利益的同时需要消耗大量的资源。不仅是中国，地球现在的石油与煤炭储量随着国际能源的竞争逐年递减，价格作为商品要素也相对增高。作为我国的传统重工业，改革开放后的机械加工制造行业大幅度带动我国经济发展，相应的问题也逐渐凸显。高新技术被不断开发的同时，我国绝大多数的工业领域依然使用着最为原始传统的手艺，因而很难在对能源进行使用的过程中实现循环利用，发挥出能源的全部价值，造成很多不必要的浪费，给可持续发展这个诉求设下不小的限制。我国长时间缺乏污染治理和污染物处理等方面的相关经验，相关部门更应重视这些问题，并且出台一些政策，帮助该行业技术升级。
2 机械加工制造过程中现存问题
2.1能源浪费
当前我国很多机械加工制造企业在发展过程中，一直沿用传统的生产工艺和方法。这些传统方法不仅无法满足当前机械加工的生产质量和效率要求，而且还会导致能源在其中的整体消耗比例非常大。与此同时，我国众多机械加工制造企业当前所使用的生产工艺手段，与其他国家相比，仍然处于比较落后的状态。这样不仅会直接导致自身的生产质量无法达到一定标准和要求，而且还无法实现对能源的可回收利用，这样就会导致能源大量消耗的问题无法得到有效处理。
2.2机械加工制造行业对环境造成的影响
在针对机械加工制造行业能源消耗问题进行分析的时候，与相关数据统计结果进行结合分析，发现煤炭、石油以及天然气这三大能源是维持机械加工制造行业发展的基础，也就是说这些能源与其具有密不可分的联系。通过对实际情况进行调查分析和研究，发现机械加工制造过程中，基本上所有的生产环节都离不开这三种能源的利用。但是能源与机械产品相互之间的转化，必然会产生大量的污染物，这些污染物将会对环境造成严重的影响。特别是在燃烧一些化石燃料的时候，会释放出大量的二氧化碳等有毒有害气体。这些污染物、有毒有害气体如果无法得到及时有效的治理，那么将会直接渗入到空气当。这样不仅会导致酸雨等一些恶劣天气的出现，而且还会对生态系统造成严重的影响，导致生态系统出现严重的紊乱现象，进而对整个环境造成严重污染。
2.3能源价值快速增长对机械加工制造带来的负担影响
近年来，我国机械加工制造行业在发展过程中，由于各种能源和人工价值普遍有明显的提升，所以机械加工制造行业要想维持传统的生产方式，就必须要不断增加前期的成本投入。也就是说在生产过程中，要利用高额的成本费用，推动机械加工制造行业的生产和运作。这种方式的出现，对一些中小型机械制造企业而言，将会造成严重的影响，甚至在无形当中，还会导致我国机械加工制造行业的发展受到严重的阻碍和制约。
3 机械加工制造过程能耗优化措施
3.1 通过革新工艺设备进行能耗优化
（1）合理使用工装
在机械加工制造的过程中，加工方式多种多样。在对一些细节加工较难操作的零件制造过程中，会采用制作工装的方式帮助进行加工生产，从而提升加工制造工作的效率。针对这一情况，工装的使用必须合理。首先，确保工装数量合理。在机床的加工制造过程中，一些工厂会采购大量的工装让操作人员进行使用，帮助进行机械加工，但是这就会造成工装数量和操作人员数量的不匹配，引起浪费。
所以要确保工装数量的合理。其次，对工装进行新工艺路线的研发设计。在未来的发展中，机械加工必然会越来越复杂，这时进行新工艺工装的设计就显得尤为重要。新工装的开发是在原有工装工艺上进行相应的优化改善，从而提升作业效率，进一步减少能耗。
（2）对机械加工与制造所运用的机床设备进行革新
按照以往的机械加工与制造流程，机械生产企业往往在真正投入生产之前就对机械的加工与制造任务进行提前安排与划分，且通常按照从上到下的顺序对工作任务进行分配，机械的加工与制造通常会分配给基层的车间，由相对稳定且高效的机械加工与制造机床负责完成，且每个生产与加工的过程通常需要在多台机床的辅助下完成，这样的生产与经营模式自然也就对机床的数量和质量提出了较高的要求，首先，机械加工与制造企业要根据原材料的数量和种类以及企业对成品的要求对机床进行正确的挑选，防止大材小用的现象出现，与此同时，机械加工与制造企业还要提高对于机床使用环节的重视程度，除了正确掌握机床的使用方法，还要在生产的过程中总结出一套真正适合自身生产与经营的机床使用流程，保证能源能够充分流向机械加工与制造的每一个流程。
（3）对工艺路线进行合理的调整
在工人进行机械加工制造的过程中，都是依照企业制定的作业标准进行操作，其中工艺路线和规范标准都是固定的，但是这些工艺路线都是较为传统的标准，没有进行相应的创新和改良，不能充分满足现今社会对机械加工的需求。针对现阶段机械加工制造的发展而言，越来越多的机械加工技术和设备进入人们的视野，想要实现机械加工制造业的持续发展，必须要对传统的工艺路线进行合理的调整。首先，可以在制造生产的过程中，尽可能地使用新式技术和工艺，帮助进行加工制造；其次，采用最新的数控机床等设备，提升硬件基础水平；最后在实际的加工制造過程中，使用的工艺路线尽可能简单便捷。在机械加工制造中实现上述几点操作，能够在很大程度上减少能耗，节约资源，提升作业效率。
（4）采用批量流水线的方式进行加工生产
在机械加工制造生产中，一些零件或者小型部件的加工生产过程是单件进行的，或者是由小型生产商进行制造。这种情况，就会造成机械加工制造的效率得不到提高。采用批量流水线的生产方式在相同的时间内，会有更高的生产效率以及更高的经济收益。因此在进行生产制作的准备阶段，可以先对制造的机械零件进行适用性分析，将之前的单件生产方式，改为批量流水线生产方式，最后再进行零件的组装操作。通过这种方式提高生产效率，减少生产资源成本，降低能耗。
3.2 从能量转化的角度降低能耗
能量从煤炭、石油以及天然气等形式完全释放出来的过程是一个化学变化的过程，化石燃料完成一系列的化学变化的过程中必然会产生不少的能量损失，无论是将热量从燃料中释放出来还是将热能转化为机械能，能量必然是逐层递减的，因此，机械生产部门可以从能量转化的过程入手，分析每个环节由于能量转化而导致的能量消耗，运用合理方法降低能量流动过程中能量不必要的损耗，运用机械建模等方式进行反复试验，寻找出能耗最低、浪费最少的机械加工与制造方案。
结语
综上所述，优化机械加工制造过程十分重要，尤其是在现今环境污染严重，资源损耗巨大的背景下，此优化方法更具有独特的现实意义。该文介绍了优化机械加工制造过程的必要性，并且对机械技工制造过程的能耗问题进行定量分析和计算模型的假设，最后提出几点具体的优化措施，希望能推进机械制造业朝着低能耗绿色的制造方向发展，真正解决现今机械制造的能耗问题。
参考文献：
[1]潘媛.基于IMPACT2002+的机械加工过程绿色评价与优化模型研究[D].武汉：武汉科技大学，2018.
[2]吴磊.面向能耗的数控加工刀具直径及工艺参数集成优化模型与方法研究[D].重庆：重庆大学，2017.
[3]沈欢.多工艺路线柔性作业车间能耗优化调度方法及其支持系统研究[D].重庆：重庆大学，2017.