導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇機械制造加工設備，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

電火花加工設備分為五大類：電火花穿孔成型加工機床；電火花線切割機床；電火花磨削螺紋加工機床；電火花表面強化機；電火花刻字裝置等。應用最廣、數量最多的是電火花線切割機床和電火花成型機床。盡管電火花加工機床類型較多，都包含四個基本部分。

1、脈沖電源

將工頻交流電或者直流電流轉換成具有一定頻率的單項脈沖電流的脈沖電源，是電火花加工用的脈沖電源，用來向電極的放電間會放出大量的對金屬產生蝕除的能力。脈沖電源在對技術的經濟指標有著很大的影響力，如，在對在對電火花加工的生產率、表面質量、加工精度、加工過程的穩定性和工具電極消耗等脈沖電源的種類有很多，可以分為RC、PLC線路脈沖電源，電子管、閘流管脈沖電源和晶體管、可控硅脈沖電源等三類。脈沖電源不一樣的它的脈沖寬度和在應用上是不一樣的，它是根據加工對象和需要加工的要求合理的選擇。

由兩個回路組成的充電回路RC線路，它是脈沖電源也是最基本路線，由直流電源E，充電電阻R（調節充電速度，同時限流防止電流過大轉變為電弧放電，又稱限流電阻）和電容器C組成；另一個回路是放電回路，由電容器C、工件電極和工具電極及放電間隙組成。電容器有時候會進行充電有的時候在放電，一弛一張，所以就會叫做張弛式脈沖電源。

在利用率上，RC線路脈沖電源其利用率比較低，是因為在許多地方電能轉換成了熱能；在生產率上，電容器放電的時間短，充電的時間遠遠的超過了放電的時間。RLC的出現是為了將RC線路脈沖電源的缺點彌補，是將有著空氣隙的鐵心電感L放入充電回路當中組成RLC。限流電阻R可以分為，一部分電阻用來作為限制短路電流，剩下的另一部分則作為電感L代替。雖然純電阻的電阻值在直流電路當中很小，但是在交流電和脈沖電流當中有著抵抗性，可以作為限流將因發熱使得消耗的電能大大的減少，因此RLC線路脈沖電源的在利用率上相比會比RC的線路高，能夠達到百分之八十到百分之九十之間，即使在實際的應用當中也能夠達到百分之六十到半分之八十之間。將電容器C在充電的時間大大的縮短也就是將脈沖間歇時間大大的縮短，也就是將脈沖率大大的提高。

RC、RLC線路脈沖電源它的電源為張弛式脈沖電源，線路安全可靠又簡單，在成本上的低價，在技術上的易懂好掌握。它的缺點是：對工具磨損的厲害，生產效率不高，在進行工作的時候其穩定能力差，（其中，RLC線路較RC線路電能利用率高，脈沖間歇系數較小），由于張弛式脈沖電源，它電容器儲存的電量教少使得放電的時間短，在生產量上很難到達高要求高標準，對機器的損耗也是非常的高的長脈沖，并且這樣的電源它自己并沒有單獨的形成和發生脈沖，只是依靠在電極間工作液對脈沖進行擊穿和消電離使得其能夠讓電流導通和切斷。若是間隙太過于狹窄，使得間隙當中電蝕產物受到的污染以及對外排除的狀況都能成為對脈沖參數的重要影響，脈沖的頻率、寬度、能量穩定性不強，并且通過限流電阻要和直流電始終接通的放電間隙，沒有開關原件的隔離所以放電這種情況能夠隨時發生，還能夠轉換為電弧放電。面多這些問題，經過分析研究，研發出能夠有著獨立的脈沖的電源，能夠互相之間沒有聯系的脈沖電源，如閘流管式、電子管式、晶閘管式、晶體管式等，這就會把電極間隙物理狀態參數變化對其的影響就會降到最低。

目前。因一些特殊要求出現了各種的多種的脈沖電源，這些脈沖電源的出現，能夠將脈沖的利用率大大的提高并能夠速度快、耗能低和在加工上能夠穩定持續工作等，這些脈沖電源，如高、低壓復合脈沖電源，多回路脈沖電源，自適應控制脈沖電源，高頻分組和梳形波脈沖電源等。

2、工作液及其循環過濾系統

電火花加工在工作液中進行。工作液需具有絕緣、壓縮通道、產生局部髙壓、冷卻、消電離等作用。

工作液循環過濾系統包括工作液（煤油）箱、電動機、泵、過濾裝置、工作液槽、油杯、管道、閥門以及測量儀表等。放電間隙中的電蝕產物不僅能夠自然擴散，還可以經過定期的抬刀以及在工具的使用過程當中附加的震動之外，一般多會采取強迫的手段進行循環的辦法將其排除，以免間隙中電蝕產物過多，引起已加工過的側表面間“二次放電”，影響加工精度。除此之外會有一部分的熱量被帶走。

為了保持工作液的干凈，不影響其加工的性能，就會進行過濾或者是凈化，具體辦法是：自然沉淀法。此法速度太慢，周期太長，只用于單件、小批量加工。介質過濾法。常用黃砂、木屑、棉紗頭、過濾紙、硅藻土、活性炭等為過濾介質，各有優缺點。但對中小形工件、加工用量不大時，一般都能滿足過濾要求，可就地取材，因地制宜。其中過濾紙效率較高，性能較好。高壓靜電過濾、離心過濾等。因技術上比較復雜，采用較少。

3、間隙自動調節系統

在電火花運作的過程當中，需要在工件和工具兩者之間需要有著一定的距離，也就是放電間隙。因為工件一直在受到腐蝕除，工具也會有著消耗破損，使得在間隙之間會不斷的將間隙拉大。要給工具電極及時的補進才能夠將繼續的工作。電火花加工機床的自動調節系統在加工過程中使工具慢慢進給，維持間隙在一個合理的平均放電間隙范圍內。

自動調節系統由由測量、比較和放大的環節和執行環節構成。測量環節測量與放電間隙成比例的參數。弛張式脈沖電源測量電流、電壓變化信號；獨立式脈沖電源檢測擊穿電壓和擊穿延時變化信號。把電參數傳給比較環節，測量參數與預先給定值比較，輸出控制信號。經放大器放大后傳輸給電-機械轉換器，使主軸運動調節放電間隙。

在電火花成形機床當中作為最重要的部件，主軸頭有著自動執行系統。對主軸頭其結構需要簡單，要求傳動鏈、傳動間熱變形都是需要短和小的，并且在精度和剛度上要有著足夠的應用，能夠滿足自動調節系統的高要求能夠承受高載荷的要求。由進給系統、導向防扭機構、電極裝夾及其調節環節是組成主軸頭的主要組成分，目前，我過在生產電火花成形機床采用的主軸頭，一般都采用液壓主軸頭。

參考文獻

[1]王先逵.機械制造工藝學（上冊）.北京：清華大學出版社，1989.

篇2

中圖分類號：TD40 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）25-0051-02

煤炭作為社會發展和經濟發展的源動力，為人民的生產生活提供了能源支持，也成為了國民經濟的重要支柱之一，并且隨著經濟的發展，城市化進程的推進，人們對能源的需求量越來越大，作為最重要的能源，煤炭的需求量也日趨增大，對煤炭開采和生產的技術要求也越來越高。而煤炭開采過程中的機械設備是決定煤礦開采效率和開采效果的重要因素。對煤礦機電設備進行改造的目的是為了提高煤礦機械的安全性能、生產效率和適應市場的需求和煤礦實際生產的需求。例如當前煤礦支架的制造廠家如百花齊放，競爭十分激烈，要想取得產品優勢，占據市場份額，就必須對產品從安全性、穩定性、性價比等各個方面進行改造，提高產品的各項性能才能取得客戶的信賴。例如一些支架生產廠家通過改造液壓支架的靈活性和準確程度，提高了產品質量，使煤礦企業主或管理者更傾向于采購新型經過改造后的支架。

1 煤礦機械的應用與發展趨勢

我國許多煤炭企業的機電設備都是20世紀七八十年代的產品，這些設備有的已經超出了它的使用壽命，但有的企業為了節省費用，只能讓設備超期服役，設備上的許多安全部件已經老化失效，極有可能給安全生產埋下禍根。國家相關標準規范落后，強制標準的普及實施不夠，我國許多行業的標準及規范不能及時更新，導致機電設備的生產制造、安裝和使用中都缺少全面的安全保護。總體上講，我國煤炭裝備比較落后，機械化程度較低、自動化程度低，大型成套設備在我國煤礦企業中應用較少。尤其是中小型煤礦由于企業自身運營成本和自身經濟實力的限制，難以及時更新機械設備，導致設備老化嚴重，許多設備超期服役，而且由于維修、保養不到位，導致機械設備故障頻發，甚至不斷發生安全事故。在此情況下，我國煤炭開采的效率很低，大量優質煤礦資源浪費嚴重，制約了我國產能的進一步提高。國外的煤礦機械設備發展歷史悠久，自動化、集成化、大型化發展趨勢明顯，目前主要有以德國德伯特、美國久誼、德國艾克夫為第一集團的采礦設備制造公司，生產了多種型號的自動化、重型化工業產品，美國玖宜為澳大利亞巴塔那煤礦設計制作的自動割煤機和自動移動支架是自動化煤礦機械行業的極具現代化的工業產品。

2 我國煤礦機械加工改造與發展

我國的煤礦企業隨著多年的發展，也逐漸形成了區域性的產業，形成了一些比較具有競爭力的集團公司，這些大型的煤礦企業主要以央企、國企等為主，包括中國神華集團、兗州礦業集團、焦煤集團等大型集團公司。這些集團公司財力雄厚，加上人才較多與國內、國際大型的煤礦機械加工制造行業設備制造商有密切合作，因此設備裝備水平相對較高，但由于體制因素加上管理落后，設備老化程度嚴重。而國內的大部分中小型煤礦的裝備水平極低，生產工藝十分落后，許多個體煤礦和私人煤礦還采取人工的方式開采，這種原始的開采方式不僅效率極低，而且造成了大量的資源浪費。

目前，我國煤礦機械的產品改造與研發開始呈現出信息化、數字化、集成化的現代化趨勢。數字化、數控化作為現代煤礦機械的核心技術，在新產品中被廣泛應用。產品開發數字化的基本構思是利用數字對產品開發過程中的各種信息，包括圖形、數據、知識、技能等，進行定量表達、存儲、處理和控制，從而實現以快速市場響應和創新開發為目標的全局優化運算。機械加工制造中的計算機輔助設計、計算機輔助制造技術已經在煤礦機械加工制造領域被廣泛應用，同時產品開發中廣泛應用到了數字建模技術、仿真模擬和動態分析技術，提高了煤礦機械改造的效率、降低了改造成本。我國礦山機械制造公司對礦業機械中的焊接結構容易變形的問題進行了深入研究，解決了采礦機械的結構件在焊接后的變形矯正問題。工程師通過在結構件的頂板或底板中采取點狀加熱方式改善了焊接變形的問題，提高了采礦機械的機械加工精度，提高了設備的安全系數和可靠性。

3 我國煤礦機械設備管理

為使煤礦機電設備的管理工作由具備專業技術基礎的人員擔任，企業等設備歸屬單位應當加大對煤礦機電設備管理工作人員的人才培養機制和培養力度，通過多層次的專業培訓使煤礦機電設備管理人員的技術能力和綜合素養不斷提高，同時應當立足企業內部，挑選優秀的煤礦機電設備管理人才，并加以培養，好的煤礦機電設備管理人才能使煤礦機電設備發揮最大的功效，同時能夠減少不必要的能源消耗和浪費，并延長煤礦機電設備的使用壽命，使設備長時間處于良好的狀態。同時企業應當通過適當的引導，宣傳設備的安全操作規程和設備維修維護技巧。提高煤礦機電設備維修維護人員的綜合素養包括提高煤礦機電設備管理人員的維修技術水平、設備管理理念和設備維護的綜合素養。煤礦機電設備的技術性強，專業程度較高，因此煤礦機電設備的管理工作必須由具備專業技術能力的人員來承擔，煤礦機電設備的管理人員必須十分熟悉設備的功能、特點、保養規則和存在的缺陷等等技術要素，煤礦機電設備才能發揮其全部功效，提高勞動生產效率和無故障周期，降低煤礦機電設備的維護費用，同時保障使用者的安全和設備自身安全。

4 結語

總之，煤礦機械加工制造行業應當與時俱進，根據現代煤礦生產的實際需求不斷改進煤礦機械的安全性能和工作效率。同時煤礦機械管理人員應當科學管理、維修、保養煤礦機械設備，通過科學的設備管理，提高設備的工作效率，延長設備的使用壽命，發揮機械設備的潛力。

參考文獻

[1] 王浩黔.現代摩擦焊在煤礦機械加工的應用與探索

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二、煤礦機械加工制造行業設備的改造

(一)數控切割機的改造

在煤礦機械加工制造行業中，數控切割機是非常重要的機械設備，它能夠對結構原件進行一定程度的切割，從而使得原件更加符合設計的要求。原有的數控切割機的工作效率比較低，而且在對原件進行切割之后，還需要耗費很多人工對切割的廢料進行分揀。所以，切割工藝的效率比較低，無法進一步滿足煤礦企業的加工制造需求。在對數控切割機進行改造之后，其切割出的產品不僅能夠保證切割的弧度更加光滑，而且還能夠保證產品的質量和外觀;同時，在對數控切割機進行改造之后，可以進一步提高工人的工作效率，減少人工劃線和打磨等步驟，從而降低工人的工作量，進一步提高他們的工作效率。對數控切割機的改造是煤礦機械加工制造行業向著自動化方向邁進的重要一步，也為其他設備的改造提供了重要的參考。

(二)焊接機械設備的改進

焊接工藝是我國煤礦加工制造行業中的重要工藝，很多生產和加工的步驟都需要焊接機械設備的焊接。但是，原有的焊接機械設備在進行焊接的過程中，往往會由于元件的受熱不均勻，造成焊接點變形的現象出現，這也是煤礦機械加工制造行業發展過程中的重要難題。但是，隨著焊接機械設備的不斷改進，這一問題得到了有效的解決:在新型的焊接機械中主要是對焊接的火焰進行了矯正，使其能夠在焊接過程中對火力進行均衡分布，這樣焊接處受熱比較均勻，變形或者斷裂現象明顯減少，可以更好地保持焊接處的形狀，從而提高焊接點的質量。除此之外，當原來的焊接處出現變形的現象之后，還可以采用蜂窩加熱的方式或者是線性加熱的方式進行矯正，能夠更好地維護焊接處的形狀。通過大量的實踐驗證，這兩種變形矯正方式能夠有效地解決焊接點出現的變形現象。

(三)箱型井架的改造

隨著煤礦企業的不斷發展，焊接工藝和其他加工工藝都得到了有效的提高，再加上箱型井架原料質量的不斷提高，能夠促進箱型井架的不斷改造。在對箱型井架進行改造之后，不僅改變了箱型井架的結構，而且使得箱型井架的質量也得到了進一步提高。很多箱型井架采用了特大型的箱型結構件構成，其尺寸、重量和高度相比以前的井架都有了很大的提高，能夠更好地支持大型煤礦機械加工制造行業的需要;而且，由于加工工藝的不斷提高，使得箱型井架連接處之間的誤差比較小，能夠嚴格遵守設計過程中的各項參數，從而更好地保證了箱型井架的質量。

(四)煤礦機械設備自動化改造

隨著科學技術的不斷發展，煤礦企業中的機械設備也在向著自動化的方向改造，能夠更好地節約人力和物力資源，降低煤礦機械加工制造行業的生產產品。其中比較典型的改造示例為:目前很多煤礦企業的機械設備都可以進行智能設定、存儲和控制，不僅改變了傳統的操作流程，而且使得機械設備的自動化程度得到了進一步提高。同時，很多與煤礦機械設備自動化相關的技術正在不斷發展，例如:計算機技術和仿真技術等應用，能夠為煤礦機械設備的自動化發展提供更多的技術支持，從而不斷促進煤礦機械設備的改造和發展。

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新設備、新材料、新工藝、新技術的不斷運用，推動了經濟建設的迅速發展和科學技術的進步，機械設備的安全管理工作顯得尤其重要。機械制造加工企業就是追求優良的設備，良好的技術性能，及所生產的產品的品質，機械加工設備的責任和機械加工設備維修水映機械制造加工設備的使用狀況、原材料以及本身的損耗。機械制造加工設備進行安全管理減少消耗，以優質的工作效率，機器、材料、能源的低消耗為思路。以機械制造加工設備合理維修、養護，減少磨損，降低故障，達到最佳狀態。

一、基本原則及基本任務

1.基本原則

機械制造加工設備的安全管理與維修就是要把機械制造設備操作人員的安全意識放在首位；對于高精密的機械制造設備要隨時進行保養達到設備的最佳狀態。

2.基本任務

在企業內部建立操作流程、操作人員標準化管理體系，對設備進行標準化、常態化的維修養護。對操作人員制定機械制造加工設備的安檢、維修、養護工作，按照標準化操作進行生產。做到人人懂安全，人人講安全，人人都有安全意識，把危險消滅在萌芽狀態。安全、高效地制造出優質的產品。

二、故障分析

故障演變過程：任何事物的演變都有一個過程和原因，機械制造加工設備在使用過程中也難免會出現故障，在出現故障前，也會有一些不易察覺的表面現象。但是操作人員常年的使用設備會感覺的到。比如聲音、熱度、局部變形、運行速度、加工出來的產品誤差增大，出現異常現象都是設備故障的前兆。操作人員一定要對設備細心觀察，適時維修養護。現代機械制造加工設備的安全管理與維修已經進入了一個新的歷史階段，利用計算機信息管理等手段一改過去的啥時出現停機等致命故障再進行大修的方針，轉變成設備進行入廠時間、運行時間、更換時間的管理，在運行短時間內進行預防性小修，以避免出現致命性停機，造成費時、費力、費資的大修。

三、機械加工設備的管理和維修

加強點檢管理：加強對機械加工設備的管理和維護，掌握時間結點，把機械加工以預防性維護保養為主，把隱患消滅在萌芽狀態。機械加工設備的管理應以四個方面入手。①人。在機械制造業的生產中，人仍然是占主要的成分。在企業生產的所有人員中，責任心的高低對于企業制造產品的好壞有著重要的關系。如果企業中的生產人員，都能夠切實的履行自己的職責，做到安全生產，注重生產過程中的每一個細節部分，那么對于企業的效益也是大有裨益的。②機械。機械的生產制造，根據工廠的生產條件、工藝選對設備，保證生產安全。③原材料。原材料的選擇，保證生產產品的安全。④外界條件。主要包括機械加工時所有的工作流程和相關的工作順序。這些對于制造的質量保證也有著巨大的關系。

四、安全性設計的人性化

關于機械安全、在機床產品制造過程中，重視金屬切割、鍛壓和用電等安全，機床的安全設計是頭等大事，操作工人全面、牢固地掌握機床安全操作規程常識和機床保養維護知識；養成安全生產和文明生產的好習慣；養成良好的職業道德和嚴明的勞動紀律，敬業愛崗、吃苦耐勞、愛護設備。例如：機床使用的電源為380V，車削時卡盤與工件都是高速旋轉的，車刀與工件相接觸會產生鐵屑，稍有疏忽，就會發生人身事故。所以，安全尤為重要。必須先學習車間規章制度、機床安全操作規程，在實習過程中時刻把安全放在第一位，時時處處嚴格遵守安全操作規程和各項規章制度，嚴禁在車間打鬧、避免人身事故發生。開車前，傳動手柄、變速手柄位置是否正確，防止損壞機床，啟動后，應使主軸低速空轉1～2分鐘，使油散布到各需要之處，等車床運轉正常后才能工作。另外提供先進安全可靠的技術措施，運用新技術、新工藝、新材料，真正做到“治之于未亂，防患于未然。”以往新購買或檢修機器后，必須經過測試，預防、維護、定期檢查。機械加工設備在使用期間按照規定日常維護和維修，嚴禁帶病運行。

五、安全性設計的常態化

領導帶頭提高對安全管理重要性的認識，加大安全檢查力度，增強檢查人員和技術人員溝通。從教育入手，使員工增強安全意識，提高責任意識，創建一個安全生產環境，購置先進機器，引入高素質人才。當“工作的安全性”成為人們擇業和提高職業生活品質的重要因素時，要“以人為本”，要注重對人的保護。機械設備的安全性設計、措施，在科技發展中得到落實及完善。

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中圖分類號：TH122；TH16 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）25-0259-01

引言

機械設備制造標準化的實現極大的促進了機械制造行業的發展，同時也對于合理的掌控其品質有非常關鍵的意義。不過在具體的活動中，一些單位等都通常要用目前的標準中所沒有的裝置，而這些裝置目前相關部門并未有嚴格的規定闡述，所以，針對這種形式，廠家只可以結合顧客的需求進行設計和生產制造。對于生產單位來講，因為本身不具備對于此類裝置開展活動的設備，所以，此時唯一能做的就是結合目前的裝置開展活動，進而通過手工的方式對其組裝應用。很顯然在此過程中其品質必然會或多或少的存在一些問題。生產單位的生產水平以及工作者的具體素養等對產品的品質有著非常大的關聯。所以，要認真地做好其品質控制活動，只有認真的控制具體的步驟，才可以確保得到的商品合理。

1 機械設計標準控制的基本內容

現代化機械制造企業已經不適合再使用以前的機械設計標準，需要在之前標準的基礎上做出很大的更新，這是必須面臨的形勢。因為我國整體生產方式由粗獷開放型轉向細致加工型，朝著現代化方向更進，機械設計制造也應當面臨更高的要求，同時還要體現出環保理念。因此機械設計標準，主要通過兩個方面進行設計。

在機械設計及安全標準方面，樹立機械設計安全理念。首先就是保障設備安全及其科技先進性，使用符合或者過于國家標準的機械設備，引入科學方式進行維護，保證其機械裝備正常服役年限。其次，機械設備設計生產的原材料必須堅固可靠，預防在運行中可能對工作人員或設備自身產生傷害，提高機械設備的安全性。接著，設計師要重視對機械安全事故的評析，對發生過的機械事故案例整合學習，對機械設備之外的安全問題發出警示警告，對操作人員進行人性化、安全性提示。最后，機械設計需要體現以人為本的理念，需要不斷進行簡單化、智能化，避免工作人員在具體操作中出現使用疲勞的現象。

在機械設計綠色設計標準方面。現代企業設計必須具有環保理念，否則絕對不會長期持續發展下去，被政府或者其他綠色機械制造企業所取締。這也是我國現代市場競爭機制、資源整合的要求。綠色設計產品理念，也是現代化機械制造應當貫徹的機械設計標準。綠色設計在機械產品中分為三大類：（1）資源屬性綠色設計；（2）生態環境屬性綠色設計；（3）對人健康影響的基本屬性。綠色設計理念，貫穿機械設計的始終，在各個階段都有不同的綠色設計標準。

在物料準備階段，機械設計初期就必須體現綠色環保的觀念。選擇材料時，優選無公害、環境友好、沒有污染、能夠循環利用的材料。堅決抵制高污染原材料的使用。在結構設計階段，需要保障設計產品質量的前提下，對機械設計產品使用材料也應當體現出節約成本特點，降低物料使用量。具體的設計，壓縮機械設計產品的質量體積，極少零部件的使用，以保障質量、減少成本的策略實現結構設計的綠色環保。在機械制造階段，減少“三廢”排放，降低操作難度，提高對資源的利用率。在產品使用階段，通過對外包裝以及消費情況的控制，展現綠色設計理念。包裝方面除了便于搬運拆卸，還應減少使用包裝材料，對消費者，也應當提出環保使用的建議，在包裝上進行重點提醒。

2 機械制造質量控制措施

2.1利用高精度的加工設備

目前，越來越多加工機床采用了可靠性比較高的傳感器檢測機構以及越來越先進的控制結構，讓加工的精度有效地提高，并且在加工過程當中能夠實時的檢測加工的狀態并修正和補償誤差。這樣就可以有效地對零件的質量進行改善，讓零件的精度提高，讓零件尺寸的分布范圍減少。但由于購置這些加工設備的費用非常昂貴，我國很多企業還沒有使用這些加工設備的條件。

2.2工序產品的檢查與控制

在進行機械產品制造的過程中，一定要加強對機械制造產品的工序的檢查與控制，一般情況下，機械制造產品的基本工序都是由鑄造、鍛造、加工、焊接、組裝等有效工序組成的，在進行機械制造加工的過程中，一定要對各項工序的生產要求和質量加以控制，保障各項工序都符合機械制造產品的生產要求，在生產前，要對各項工序的步驟加以核驗，對各個工序的生產機械進行核對，保障生產參數與實際的生產需求一致，如果發現問題，及時解決，以免造成嚴重的后果。

與此同時，在進行機械制造加工的過程中，一定要對加工過程中的各項生產過程進行監督檢查，檢查機械加工人員是否按照加工程序進行機械產品的加工，是否保障每一項加工工序在合格后才進行下一步的工作，尤其是一些重要零部件的生產是否符合圖紙設計和加工需求，在檢查的過程中，要對各個工序進行抽檢、復檢，確保不合格的零部件不能流入到機械制造過程中，不合格的零件經檢修合格后才可使用，要根據制造單位的需求進行整改，這樣才能夠保障機械制造產品的質量。

2.3設備主要部件組裝的精度控制

設備的組裝的精度一般都是由部件的組裝精度進行控制的。部件組裝時要求零件清洗干凈，配備必要的組裝工具，為了確保部件的組裝精度，甚至還需要組裝的外部環境也要清潔，有必要時重要部件組裝還要在恒溫的環境下進行。對于部件來說，組裝完成之后，要進行檢測。在公司以前的設備制作中，屏面加工設備的主軸傳動部件、行列式加工設備的工作臺、屏封接面加工設備的主軸和研磨臂等都作為重要部件，對其組裝精度進行檢測、控制，包括旋轉部位的徑向跳動、端面跳動的數據，工作臺上的滾輪間距等。

2.4設備整體組裝的質量控制

在完成所有零部件加工后，將各分散的部件進行組裝，形成完整的臺套設備。但在組裝過程中，組裝的精度是影響設備質量的主要因素，甚至會導致設備無法正常使用。因此，在組裝設備零部件時，特別注意清潔零部件的外部雜質，包括鐵屑、焊渣、粉塵、油漬等。此外，設備組裝完畢后，應當對組裝質量進行檢驗，確認設備是否符合技術要求。比如空載試機、負載試機、聯動試機，并根據實際生產進行調節運行參數，確保設備的良好運行。

3 結語

產品的質量控制可以分成三個部分，分別是產品檢驗、制造過程的質量控制以及產品工藝的設計改進。產品的檢驗工作并不能夠讓機械制造的質量得到提升，只能夠發現不及格的產品；而制造過程的質量控制可以讓產品達到設計標準，符合設計要求，從而讓使用的要求得到滿足；產品工藝設計的改進能夠讓機械制造的缺陷有效的減少，減少對制造過程中控制盒質量監測的依賴。綜上所述，要想讓機械產品符合使用要求，首先要做好設計，其次是在制造過程中做好質量控制工作，而檢驗則是讓產品質量得到保證的重要手段。

參考文獻

[1]蔣云飛.機械制造技術研究[J]機械制造業的發展，2014，（8）.

[2]張明翠.于國富.呂英俊等.淺談先進制造技術與機械制造工藝特征及對策分析[J].軍民兩用技術與產品，2015，（14）：133-134.

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引言

機械制造一定程度彰顯著一個國家的生產力水平，因此長期以來機械制造工藝與精密加工行業都得到國家社會的熱點關注。現代機械加工工藝分別有：典型零件加工工藝、機器裝配工藝基礎、機床夾具設計基礎及工藝過程質量控制等，其中以控制流程與工藝生產為典型現代機械加工工藝。在精密加工技術方面，精密加工技術受環境、機床、刀具及工藝等重要影響，由此表明了現代制造工藝與精密加工技術是相互交叉的[1]。

1.機械制造與精密加工技術概述

1.1現代機械制造工藝的優勢

現如今科學技術飛速發展，為機械制造與精密加工技術研發創造了良好的契機，現代機械制造工藝表現出綜合性強、全面性強及競爭性強等多種優勢。其中，綜合性強表現于伴隨科學技術的推陳出新，現代機械制造工藝與精密加工技術相互間不同先進技術相輔相成的結合應用，大量的工業制成品都呈現出強有力人性化的特征；全面性強表現于自機械制造內容出發，現代機械制造技術已經囊括了制造環節、包裝設計、產品研發、產品銷售及售后服務等多個全面步驟，現代企業正常運營受每一個步驟緊密聯系程度直接影響；競爭性強表現于現代機械制造市場競爭已由國內范圍市場競爭轉變成國際范圍市場競爭，一個企業乃至一個國家若想要在現在機械制造競爭中占據有利位置，就務必要不斷提升自身工業制成品的市場競爭優勢[2]。

1.2精密加工技術分類

現如今信息技術飛速提升，不同社會領域均被科學技術一定程度涵蓋，機械制造也不例外，不同種類的精密加工技術被廣泛應用于現代機械制造中。這些精密加工技術分別包括，精密切削技術、微細加工技術、超精密研磨技術、模具成型技術以及納米技術等[3]。

2.精密超精密加工技術在微機械制造中的應用

當前一些企業為了達到企業發展的目的，不惜以耗費大量能源作為代價，從而導致資源過多的浪費及生態環境嚴重破壞。為了解決這一問題，我國頒布了關于制造行業開展綠色改革的相關政策，以滿足可持續發展戰略前提開展技術更新，即提升現如今機械制造工藝技術迫在眉睫。

2.1微型加工設計制造技術

2.1.1主軸部件

微型加工設備中以微型主軸為重要的核心部件，支承元件部分通過選取高精度氣體靜壓軸承、高精度微小滾動軸承等，驅動元件部分選取自裝式微小直流電極確保主軸回轉的高精度與高轉速，同時需要令主軸各系統元件轉化成有限元模型，有限元分析主軸系統動靜態狀況，在這一前提條件下，采用優化設計原理對主軸系統展開結構優化設計，以達到主軸不僅能夠符合性能要求，還能夠維持經重量、低耗能的目的。

2.1.2進給部件

雙向進給部件同樣是微型加工設備中一個重要的部件。通過應用常規滾珠絲杠定位方案，能夠將定位精度處于0.1μm。另一種可行方案為選取二維X-Y微動工作臺，驅動元件選取雙向壓電陶瓷，作用于制動彈性步驟，結合位移提升理念促使位移提升，達到雙向各100μm行程微量進給的目的，定位精度同樣為0.1μm[3]。

2.1.3導軌部件

微型加工設備重要的部件還有進給導軌部件，通過選取液體靜壓導軌、氣體靜壓導軌等導軌部件，能夠有效確保進給導軌的精度。

2.1.4微細切削與磨削

為了確保微細切削環節測量開展的有效性，應當開發引用一組一體化微小刀架，這一刀架不僅應當附帶夾持刀具功效，還應當有著微切削刀測量的作用，以對切削環節展開實時的監管控制。在一體化微小刀架應用前提下，開展一體化微小刀架精密切削銅、鋁等金屬的實驗，結合加工實踐行為，考核、測評微型加工設備的整體性能情況。另一方面還可以采用超精密磨床、ELID技術對微小部件開展超精密磨削測驗[4]。

2.2微型裝配

根據微小部件的屬性特征，對其定位裝置及裝夾展開研究分析，以展開精確定位控制系統研究[5]。

3.結束語

總而言之，現代機械制造工藝內容十分豐富，千變萬化，本次文章僅僅分析了其中一部分內容，就大局觀角度出發，現代機械制造工藝存在三大重點構成因素，分別是效率顯著提升的加工水平全面脫離傳統的加工機制；完全現代機械化加工技術，有效脫離人力輸出前提；生產流水線促進促進加工速率提升，加快了現代機械制造率，這三大重點因素屬于現代機械制造工藝不可或缺的步驟。而在精密加工技術應用方面，其是一種環節具體化操作，現代機械制造工藝與其整體環節是呈現相輔相成關系的，因此若想要實現機械制造工藝與精密加工技術應用的可持續發現，就務必要利用其相互促進這一點。

參考文獻：

[1]陸雪君，王愛玲. 淺談現代機械制造工藝與精密加工技術[J].城市建設理論研究（電子版），2012，（30）：116-118.

[2]仲健維. 淺談精密加工在機械制造中的應用[J].黑龍江科技信息，2010，（12）：214-215.

篇7

機械制造需要必要的加工設備，但是一般的機械制造廠中的金屬切削機床工作量很大，它的工作量大約是機械工程量總量的50%.機械加工設備的性能會直接關系到機械制品的質量，而機械制品又與國民經濟和物質文化成正比，所以必須對機械加工設備予以重視。

1機械加工設備管理常見的問題

1.1管理環節薄弱

一般而言，機械制作是為了達到一定的經濟目的，所以，機械制造企業并不重視加工機械的維修和管理。不但相關管理方面的制度有所欠缺，而且，機械制造企業中缺少素質較高的專業管理人員，使得相關機械的壽命大大降低，開展維護管理比較難，且對企業的效益非常不利。

1.2沒有合理地使用機械加工設備

在機械的實際生產中，因為生產管理人員機械知識欠缺，將一些機械加工設備用在了不該用的地方，一些機械之間并不匹配，最終影響了機械的正常工作。并且很多機械生產人員在生產操作時沒有按照相關的機械加工規范標準進行，使得加工設備出現故障的概率大大提高。就目前而言，機械加工企業中的很多人員都沒有參加過相關的專業培訓，專業素質比較低，其中一些人員雖然參加了培訓，但是因為所培訓的內容并不適用，也不能發揮應有的作用。這些情況都使機械加工設備不能順利、正常地開展工作，最終出現了較多的故障。

1.3沒有保養好機械加工設備

因為機械加工企業都側重抓經濟效益，而忽視了機械設備的管理和保養，使得企業員工在使用機械時也忽視了機械的維護和保養。企業中的很多員工都覺得機械加工設備保不保養都無所謂，只要不出現很大的問題就行。在某些時候就算知道設備需要維護保養，但是因為想趕工，還是出現了機械設備超負荷工作的現象。

2機械加工設備的維修和管理對策分析

2.1加強機械設備的日常維護和檢查

要保證機械設備的正常工作，就一定要做好平時的維護與檢查包括：①做好設備的保養，結合維修計劃清理設備，并及時更換已破損的零件設備；②注意每隔一段時間對相關機械進行檢修，要制訂一個科學而合理的檢修計劃，并在實際開展檢修時根據實際情況進行規劃，確保定期實施設備停產和檢修；③在設備運行的過程中開展維修，即在設備開展工作的過程中進行檢修，比方說在設備正常工作時將信號指示燈進行更換等；④臨時性的停機檢修，即當機械設備發生突發故障時，必須停機對其進行檢修，看問題到底出在哪里；⑤對設備進行適當的調整，主要就是指微調設備中的部分零件，比方說調整電機傳動皮帶的張力等。除了做好平時的檢修工作以外，還要重視常規檢查工作，例如，檢查機械設備是不是能在一定的時間里完成既定的生產數量，能不能滿足相關的額定技術性能；檢查機械有沒有出現升溫過快、振動或者漏油等非正常的情況，確保機械加工設備能夠正常、穩定地運行。

2.2構建完善的維修保養體系

2.2.1制訂健全的機械保養和維修制度

在實際生產過程中，一定要結合機械設備實際狀況和生產需要，盡量確保機械加工設備具有較長的使用壽命，使得維修機械在生產與作業上可以實現平衡。通過科學的調整措施，確保編制出完善而合理的維修進度計劃。編制時，一定要充分考慮生產因素的影響作用，并在此基礎上每隔一段時間進行必要的保養，制訂科學合、理的修理計劃。如果是生產旺季，一定要將保養工作穿插在其中，可以根據實際情況延后或者提前。

2.2.2成立相關的機械設備組

成立相關的機械設備組，并確保配套足夠的維修人員。所采購的配件會直接關系到維修成本以及工作進度等，所以在選擇配件時，一定要充分結合具體情況，指派專業技術過硬、具有較強組織能力的人員進行相關的配件采購與機械維修。

2.3提高維護修理人員的素質

企業必須組建高素質的機械加工設備維護修理隊伍，并將高學歷的專業人員吸引進來，最終保證企業設備維修工作得以順利、快速地開展，確保機械設備的工作性能滿足相關的標準規范。

2.3.1對維修人員的要求

首先，維修人員必須熱愛機械設備的修理工作，對修理工作有一種特殊的喜愛。其次，他們必須具備一定的車、鉗、銑設備操作經歷，而且，其中需要一項工種技能要達到至少高級工水平。再次，必須有吃苦耐勞的工作精神，還要有團隊合作精神。最后，相關人員必須對企業生產產品的性質及工作流程有深刻的認識，還要熟知裝配工藝方面的知識。

2.3.2強化專業技能培訓

根據各車間生產設備的性質、規模要求，選擇一定數量、年齡結構合理的人員配制，建立適合本企業生產設備維護所需的培訓機制，聘請專業技術人員和具有多年設備維修經驗的專家授課。建立穩定的培訓機制，實行嚴格的管理，制訂嚴謹的授課教學程序、完善的考評制度以及科學、靈活的激勵制度。從企業對設備管理的實際出發，結合不同生產車間的具體情況，實行一定的獎勵辦法，使這項工作扎扎實實地展開。

2.4做好相關設備的管理工作

應該完善車間設備的管理機構。制訂有針對性的管理規章制度，做到責任到人。針對各設備的工作條件和性質使用正確的方式，確保劑量適當，并結合工作實際，定期修改補充。相關的技術人員的現場經驗必須豐富，專業知識必須扎實，且要經過相關的知識培訓。做好維護工作，預防設備發生漏油事故。做到定點、定時、定質、定量、定人進行作業，并控制好入庫、發放與加油等環節，切實做好設備管理工作。同時，要加強治漏技術攻關，最大限度地避免能源浪費和對環境的污染，以確保安全、文明生產的良好環境.綜上所述，要將機械加工設備的性能發揮到最好，就一定要做好相關設備的維修與管理工作，不但要落實好相關的使用維修管理規定，還要結合企業的實際情況，優化管理制度，提升機械操作和維修人員的專業技術素養，并做好平時的維修管理工作，借助先進的診斷技術將機械的病損問題消滅在萌芽狀態。

作者:韋力 單位:廣西機電職業技術學院

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前言

在工業繁榮發展的過程中，工業領域發生了一場變革，主要集中在國防領域、航空領域、醫療領域以及電子領域，這些領域在變革的過程中，對精密微小零件的要求越來越高，為了充分的滿足要求，在進行微小零件加工時，應用了微機械，由此也促使現代裝備加工向著微小化的方向發展。超精密微機械制造技術作為有效的微小零件加工技術，在工業中得到了廣泛的應用。

1 超精密加工的特點

超精密加工技術興起于20世紀60年代，具備非常高的加工精度，隨著超精密加工的發展，加工尺寸的精度已經達到了納米級。在超精密加工技術不斷發展完善的過程中，具備了越來越多的特點，具體說來，主要包含以下幾個方面：第一，“進化”加工原則，“進化”加工有兩種方式，一種是直接式，一種是間接式，在直接式進化加工中，所使用的設備及工具精度都比工件的精度低，經過相應的加工工藝以及特殊工藝裝備處理之后，完成工件的加工，一般來說，單件、小批量工件的生產適合用此種形式的進化加工，而在間接式進化加工中，在直接式的基礎上進行，從而將第二代工作母機生產出來，之后，工件的加工借助母機來完成，在批量生產中，此種方式非常適合[1]；第二，微量切削機理，此種切削機理有別于傳統的切削機理，在進行切削工作時，在晶粒內進行而且晶粒要比背吃刀量大；第三，廣泛的應用新方法，隨著工件加工技術的發展以及加工要求的提升，傳統切削和磨削方法的局限性逐漸的顯露出來，其加工精度已經達到了極限，而超精密加工在應用了特種加工、復合加工等新方法之后，超越了精度極限，促使加工精度越來越高；第四，形成綜合制造工藝，工件的加工需要滿足一定的加工要求，基于此，在進行加工時，工件的材料、加工方法、設備、工具、測試手段等都需要進行綜合的考慮，這樣才能保證工件加工的質量，由此一來，工件加工的復雜程度就變得很高，加工難度也比較大，超精密加工技術中將這些因素綜合起來，形成了綜合制造工藝；第五，與高新技術產品緊密結合，超精密加工技術在加工的過程中，使用的設備價格都比較昂貴，因此，基本不會形成系列，通常是針對某一個特定的產品來進行設計，這就需要與高新技術產品緊密結合，提升設計的科學性，保證加工的質量與精度；第六，與自動化技術聯系緊密，超精密加工技術在進行加工時，與自動化技術相結合，在控制、檢測等方面實現了自動化，減少工作人員的使用，避免了人的因素的影響，提升了加工的質量[2]；第七，加工與檢測一體化，在超精密加工中，精密檢測是必不可少的一個環節，具備關鍵性的作用，通常來說，在加工的工程中就實現了精密檢測，提升了加工與檢測的效率。

2 超精密微機械制造技術

2.1 微機械加工設備技術

對于超精密微機械制造技術，國內外都非常重視其發展，并且在研究的過程中都取得了比較好的成就。在微機械加工設備技術方面，國外的各國中，日本的技術水平是處于領先水平的，其所研制出來的超高精密微機械加工機床，實現了3D復雜自由曲面的加工，這樣一來，在超精密微機械工件切削加工中，面臨的難題便迎刃而解。除日本外，國外很多國家的微機械加工設備技術都已經發展的比較好，比如德國，在微切銑削技術的研究方面，取得了比較大的進展，在淬火鋼、硬鋁材料的微型零件中，就可以利用此種技術進行切削，同時，德國的研究人員還研制出來微小型的加工系統，這樣一來，在進行微小零件加工時，大型機械無法完成的事情就可以利用這個微小型的加工系統來完成。此外，德國還對單個零件的生產從經濟性及生辰兩個方面進行了研究，從而研制出來小型化設備，在小批量零件生產中得到了很好地應用。

同國外相比，國內的研究成果比較少，盡管如此，我國在微機械加工設備技術方面的研究好是取得了一定的效果。對于此項技術的研究，多是由我國的大學來進行，研究的主要方向便是微小制造系統以及微小切削技術，現如今，已經取得了一定的研究成果。哈爾濱工業大學經過大量的研究之后，生產出了微小型超精密三軸聯動數控銑床，在這個機床中，采用了直徑比較小的進口刀具，實現了微小切削[3]；而在北京理工大學的研究中，研制出了微小型的車銑加工系統，在進行微小型零件加工時，所具備的定位精度非常好，已經與國際的水平持平。此外，我國在進行研究的過程中，還開發出了微摩擦磨損測試儀，此測試儀同時還具備微小型切削功能，經過我國多年的研究，為超精密微機械制造技術的發展奠定了堅實的基礎。

2.2 微切削加工技術

在微切削加工技術中，不止加工零件、刀具要實現微小化，整個加工過程同樣需要實現微小化，這是微切削加工技術發展過程中所必須要解決的一個問題，基于此，在進行研究的過程中，要研究整個微切削過程，對微切削機理進行深入的理解并準確的把握，進而有效的將微切削加工的參數、工藝等確定，提升微切削加工系統設計的科學性，最終促使加工出來的工件和工具具備非常高的精度，而且使用壽命也比較長[4]。實際上，切削形成的過程是一個動態的過程，而且具備非線性的特征，通過對這個過程科學的研究，可以有效地提升切削力預測的準確性。在微切削過程中，具備切削極限，如果切削的深度并未達到最小的切削極限，那么切削形成就會比較困難，因此，在切削時，要準確的確定最小的切削極限。對于不同的零件材料來說，所具備的最小切削極限是不相同的，為了準確的對其進行確定，就需要建立起相應的模型，要保證構建的模型適應每種零件材料。此外，刀具刃口、刀具變形、刀具磨損等因素也會對最小切削極限產生影響，在進行確定時，還需要綜合考慮這些方面的因素，以便于提升確定的準確性進而有效的提升微切削的有效性，促進切削形成。

3 結束語

在當前工業領域發展的過程中，超精密微機械制造技術是一項十分重要的技術。對于此項技術的研究，國內外都十分的重視，均已經研制出了相應的微機械制造設備以及微小型加工系統，從而很好地完成了微小零件的加工，促進了工業領域的發展。我國與國外的研究相比，還存在很大一段差距，而這差距也正是未來我國超精密微機械制造技術發展的方向，隨著該項加工技術不斷地發展完善，其將會具備非常廣闊的應用及發展前景。

參考文獻

[1]王麗濱，楊暢.淺談我國機械制造技術的現狀與未來[J].企業導報，2013（1）.

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加強企業能效評價、提高制造系統能量效率已成為制造業的當務之急。例如，美國能源部專門設立了以提高制造企業生產過程的能量效率作為首要目標的工業評價中心(industrialassessmentcenters，IAC)。該中心依托美國29所高校，與美國工業部門聯手，已在15000多家美國企業中實施了工業能源審計和工業評價建議項目[3]。

機械制造業是制造業的重要組成部分。但過去人們總認為單臺機械設備能量消耗不大，特別是與鋼鐵、化工等流程領域的設備相比較，能耗相對較小，因而學術界對其重視不夠，導致其研究不夠。

近年來，隨著機械制造業能源消耗問題和環境影響問題的日益嚴峻，學術界和企業界均對機械制造業能量消耗問題進行了重新分析和認識。以機床為例，多篇文獻的分析結果均表明[4]：機床量大面廣，能量消耗總量巨大，并且有效能量利用率很低，因而節能潛力很大。不僅如此，美國麻省理工學院Gutowski[5]的研究結果表明，機床能量消耗所帶來的CO2等的環境排放也是令人震驚的。

因此，近年來，機械制造系統能效評價問題引起了學術界的廣泛重視。如2009年9月，在愛爾蘭都柏林大學召開了第26屆國際制造會議(internationalmanufacturingconference，IMC26)，將“能源效率與低碳制造”作為會議主題，提出“為了確保制造業創新與發展，必須準確評價制造過程與系統的能量消耗狀況”[6]。2011年8月，第28屆IMC會議再次強調能量消耗優化對可持續發展的重要性，并設有一個能量監控和分析的分會場，專門討論制造過程的能量消耗評價和改善研究[7]。此外，第18屆CIRP生命周期工程國際會議論文集《制造可持續性的全球本土解決方案》中提出，將能效分析作為制造可持續性實現的重要技術手段[8]。2010年10月26日，國際標準化委員會(ISO)了《Environmentalevaluationofmachinetools—Part1：Energy-savingdesignmethodologyformachinetools(ISO14955-1)》的草案，并于2012年4月30日了投票稿；由此可以預見，不久的將來，機床的能耗指標將成為機床產品的一個重要評價指標[9]。

綜上所述，機械制造系統的能效評價研究已經在國際上興起。但是，現有的研究還比較分散，且由于機械制造系統具有涉及面廣和制造過程復雜等特點，因此機械制造系統的能效評價中的許多問題還有待解決。因此，本文在多年研究的基礎上，參考國內外大量文獻，對機械制造系統能效評價的特點、研究現狀及發展趨勢進行了綜述。

1機械制造系統能效評價的特點

制造系統能效評價包括制造系統能量消耗狀態及能量消耗過程的分析評價以及在此基礎上對能量效率的評價。

機械制造系統是由切削加工、壓力加工、鑄造、焊接、特種加工、熱處理、覆蓋層、裝配與包裝和其他等9類工藝[10]及其相應設備構成的將原材料(含半成品)轉變為產品或半成品的輸入輸出系統。從能量消耗的角度看，機械制造系統是由機床(切削加工機床、壓力加工機床)、鑄造設備等機械設備及其相應的工藝過程為能量消耗主體的制造系統。

機械制造系統能耗主體構成的多樣性及復雜性、能量消耗狀態及能量消耗過程的動態變化性及隨機性、機械產品的生命周期能耗特性等多方面原因，使得機械制造系統能效評價相對于化工、冶金等制造系統的能效評價要復雜和困難得多。因此，首先對機械制造系統能效評價的復雜特點進行分析。

1.1機械制造系統能量消耗的多能量源特性

機械制造系統涉及多種機械設備，其中加工設備就有九大類，輔助設備也有運輸設備、檢測設備、照明設備等多種，每種設備又由多個能量消耗源組成。以普通車床為例，普通車床包括主傳動系統、冷卻系統、刀架快速移動系統、照明和信號燈系統等。而數控機床就復雜得多，如YD31125CNC6數控滾齒機包括主傳動系統、進給系統、液壓系統、靜壓系統、沖屑系統、冷卻系統等多個能量消耗系統，每個能量消耗系統又由多個能量消耗源組成，見表1。機械制造系統能量消耗的多能量源特點意味著能效的深化評價需面向多能量源進行。

表1YD31125CNC6數控滾齒機能量源下載原表

表1YD31125CNC6數控滾齒機能量源

1.2機械制造系統能量消耗狀態及能量效率的層次分布特性

機械制造系統是產品生產的復雜載體，跨越產品、車間、任務、制造單元和生產設備等不同層次，每個層次的能量消耗都有其基本特征。如設備層能耗是機械制造系統的主體，而車間層除了加工設備消耗能量以外，一些輔助設備也要消耗能量。對于產品能耗而言，則要考慮從原材料準備，零部件生產，產品組裝、使用到回收處理等所有階段的產品全生命周期過程能耗。機械制造系統能量消耗狀態的層次分布情況如圖1所示。因此，機械制造系統能量消耗狀態以及能量效率也存在層次分布特性。

圖1機械制造系統能量消耗狀態的層次分布

圖1機械制造系統能量消耗狀態的層次分布下載原圖

1.3機械制造系統能量消耗過程及瞬態能量效率的復雜多變性

某一時段內機械制造系統的能量消耗呈現復雜的動態變化特性。僅以其中的機床能量消耗過程為例：圖2所示為某機床加工一個簡單工件的能量消耗過程，其工序參數見表1。可以看出，機械加工設備的能量消耗變化體現在以下三個方面：一是機床啟動過程的功率變化；二是不同加工工序能量消耗規律各異；三是每道加工工序的輸入功率隨時間發生的變化。機械加工設備能耗過程的動態變化直接造成機械制造系統能耗過程及其瞬態能量效率復雜多變。

1.4機械制造系統能量消耗及能效評價的產品生命周期過程特性

機械產品的能量消耗貫穿于產品從原材料準備到零部件生產，產品組裝、運輸、使用和回收處理的整個生命周期，如圖3所示。機械產品(例如汽車、機床等)在生命周期各階段均需能量支撐；同時，機械制造產品在生命周期不同階段的能量消耗特性大不相同，需要對每個階段的能量特性進行深入分析。因此，機械制造系統能效評價需考慮產品生命周期全過程的能量消耗和能量效率問題。

2機械制造系統的能效評價的研究現狀

2.1機械制造系統能效評價內容的研究現狀

現有的機械制造系統能效評價的研究內容可以歸結為三類：一是機械制造系統總體能效評價；二是產品能效評價；三是機械設備和工藝能效評價。

2.1.1機械制造系統總體能效評價

機械制造系統總體能效評價是對機械制造系統的綜合能量消耗效率進行評價，一般以生產企業的整體能耗作為研究對象。比較成功的制造系統能效評價實踐是美國IAC的評價體系。IAC的評價內容[3]包括：能量和廢棄物成本評價、電能評價、熱能評價、能源的原動機評價、冷卻系統評價、供熱通風與空氣調節系統評價和廢棄物評價等。

中國國家質檢總局和國家標準化委員會共同的《企業能量平衡通則》和《綜合能耗計算通則》為企業進行能量評價提供了一種框架體系[12]，通過計算綜合能耗、單位產值綜合能耗、產品單位產量綜合能耗、產品單位產量可比綜合能耗等指標來分析企業的能效水平[13]。

2.1.2產品能效評價

產品能效評價是指對產品的生產和生命周期過程的能量消耗效率進行評價。產品能效評價應面向從原材料準備到零部件制造、產品裝配再到產品回收利用的產品全生命周期過程。產品能量包括直接能量和間接能量兩類，其中，直接能量是指產品制造過程各種加工工藝消耗的能量；間接能量是指加工產品所需物料的內含能[14]。不同地區能源制備過程有所不同，造成能源內含能不同，因此，對產品能效評價有必要考慮全球制造背景下能源內含能對制造過程和原材料選擇的影響[15]。

2.1.3機械設備和工藝能效評價

機械設備和工藝能耗是機械制造系統能量消耗的主體，其能量消耗過程及能效評價也最為復雜，是目前國際上研究的熱點問題。機械設備和工藝能效評價是對設備運行過程的能量分布和能量利用率以及加工工藝的有效產出率等指標進行分析評價。一般認為，機械加工設備能耗分為固定能耗和可變能耗[16-18]；有效能量占設備總能量的比重可能會較低，如圖4所示。而且，不同的加工參數和刀具路徑會影響機械加工過程的能量消耗[19-22]，不同加工工藝的能耗特性呈現不同態勢[23]。

對機械設備和工藝進行能效評價時，能量數據的獲取是關鍵。常用的數據獲取方法是在線監測[24-25]。雖然在理論研究中，可以通過加工實驗得到能耗分析所需數據，但是往往一臺設備的能量構成分析就需要基于十幾組甚至幾十組實驗，這在工程應用上缺乏可行性。數據獲取困難成為阻礙企業有效實施能效評估的主要障礙之一[26]。

2.2機械制造系統能量效率評價指標的研究現狀

機械制造系統的能量效率評價指標包括瞬時能量效率指標和過程能量效率指標。

2.2.1瞬時能量效率指標

瞬時能量效率是指機械制造系統在某一時刻的有效能量變化率與輸入能量變化率的比值。對于主要消耗電能的機械制造系統，其瞬時能量效率為有效輸出功率與輸入功率的比值。例如，對于金屬切削機床，有效能量一般理解為直接對工件進行切削加工的能量，其瞬時能量效率為

式中，Pc(t)為切削功率；Pt(t)為總輸入功率。

2.2.2過程能量效率指標

機械制造系統過程能量效率是指某個制造過程或某個時間段的有效能量或有效產出與輸入能量的關系。可見，過程能量效率指標包括有效能量和有效產出兩種定義法。

(1)有效能量定義法。

機械制造系統過程能量效率的有效能量定義是指某個制造過程或某個時間段的有效能量與系統消耗能量的比值。例如，一個工件的切削加工過程的能量效率E可定義為工件加工過程的有效能量和消耗總能量的比值[23]，即

式中，E為能量效率；Ec為有效能量；Et為系統消耗能量；T為系統運行時間。

(2)有效產出定義法。

過程能量效率的有效產出定義又稱“比能”定義。比能(specificenergyconsumption，SEC)RSEC是系統消耗能量與系統有效產出的比值，即

式中，Ei為輸入能量；Eo為輸出能量；Oe為有效產出，包括有效經濟、物質產出量(如材料切除體積、產品個數等)。

3機械制造系統能效評價的發展趨勢

(1)機械制造系統能效評價指標完整體系的建立。

機械制造系統是產品生產的復雜載體，跨越產品、車間、任務、制造單元和生產設備等不同層次，每個層次的能量消耗都有其基本特征。機械制造系統的能效評價也應具有明顯的層次性，可分為產品層、車間層、任務層、制造單元層和設備層；每個層次都有其能效指標或指標體系。而且，考慮到制造過程能量消耗的不確定性，對其能效評價要符合過程特性，即，既要分析機械制造系統能量消耗狀態，又要評價其能量消耗過程。進一步講，針對過程能量效率評價，結合有效能量指標和比能指標，從不同角度反映機械制造系統的能效。

(2)機械制造系統能效評價基礎數據庫的建立。

機械制造系統能量消耗指標的計算需要基于大量基礎數據，特別是各種工藝和各種設備及其各種狀態的能耗基礎數據，這就需要建立機械制造系統能效評價的基礎數據庫。基礎數據庫的建立需要基于大量實驗，包括各種設備在各種加工條件下的空載實驗和加工實驗，工作量巨大。基礎數據庫的建立將為能量效率的深度評價和生產設備的節能性運行、工藝路線節能性優化、工藝參數節能性優化等節能措施分析奠定基礎。

(3)機械產品和制造任務能量消耗的定額化。

通過機械制造系統能量消耗評價，建立各種制造任務的能量消耗定額，可為企業高效節能生產戰略決策提供基礎數據，也可為政府和行業制定能耗定額標準、強化節能措施提供基礎數據。所謂能量消耗定額是指在一定的條件下，為生產單位產品或完成單位工作量，合理消耗能源的數量標準。科學的能量消耗定額能夠反映制造過程中能源消耗的客觀規律，是能源利用率考核和提高的依據。由前文所述機械制造系統能量消耗的四大特點可知，機械產品和制造任務的能量消耗定額問題特別復雜，尚有待深入研究。

(4)機械制造系統能效評價的標準化。

機械制造系統能效評價過程的標準化包括能量消耗邊界劃分的標準化和評價方法及評價流程的標準化。邊界劃分對能量效率分析影響很大，同一制造任務，由于分析邊界不一樣，計算出來的能量消耗量會有數量級的區別。目前雖然已有一些典型產品和加工工藝的能量消耗量參考數據，但是對邊界的劃分不統一，給工業企業應用帶來不便。此外，一套標準的能效評價方法及評價流程有助于能效評價推廣，方便廣大企業開展能效自我評價和優化。

(5)機械制造系統能效評價和提升的信息化支持平臺的開發。

機械制造系統能效評價和節能優化運行涉及信息量大，模型、過程和方法復雜，因此，需要信息化平臺的支持。平臺的底層模塊應包括數據庫、知識庫、方法庫；中間層模塊應包括各種應用模塊，如能效評價支持系統、生產設備的節能性運行方法及支持系統、工藝路線節能性優化方法、工藝參數節能性優化方法及支持系統等；頂層模塊應有交互式的友好操作界面，能夠支持各種具體應用。

4結論

(1)機械制造系統能效評價具有能量消耗的多能量源特性、能量消耗狀態及能量效率的層次分布特性、能量消耗過程及瞬態能量效率的復雜多變性、能量消耗及能效評價的產品生命周期過程特性四大特點。

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1.前言

自動化的設計制造是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感檢測技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，在多功能、高質量、高可靠性，低能耗的意義上實現特定功能價值并使整個系統最優化的系統工程技術，在現在工業生產中有著重要的應用。

2.機械制造及自動化技術概論

2.1 機械制造及自動化技術基本理論

任何制造過程都是由若干工序組成的。而在一個工序中，又包含著若干種基本動作。如傳動動作、上下料動作、換刀動作、切削動作以及檢驗動作等。此外，還有操縱和管理這些基本動作的操縱動作，如開動和關閉傳動機構的動作等。這些動作可以手動來完成，也可以用機器來完成。當執行制造過程的基本動作是由機器（機械）代替人力勞動來完成時這就是機械化。在一個工序中，如果所有的基本動作都機械化了，并且使若干個輔助動作也自動化起來，而工人所要做的工作只是對這一工序作總的操縱和監督，就稱為工序自動化。

2.2機械制造自動化的主要內容和作用

機械制造過程中的自動化技術主要有：

（1）機械加工自動化技術，包含上下料自動化技術，裝夾自動化技術、換刀自動化技術、加工自動化技術和零部件檢驗自動化技術等。

（2）裝配自動化技術，包含零部件供應自動化技術和裝配過程自動化技術等。

（3）質量控制自動化技術，包含零部件檢測自動化技術、產品檢測自動化和刀具檢測自動化技術等。

（4）物料儲運過程自動化技術，包含工件儲運自動化技術、刀具儲運自動化技術和其它物料儲運自動化技術等。

3.機械制造及自動化技術發展歷史和方向

機械化生產最早開始于19世紀末期，而在20世紀中葉的時候，開始出現了自動化車床；1947年，美國福特汽車公司采用了機械加工自動化線，標志了機械制造自動化及自動化技術進入大規模應用階段，到了20世紀80年代開始計算機集成制造系統，至此機械自動化技術進入一個新時代。

隨著計算機及軟件技術的高速發展，機制制造及其自動化的將向著智能化，系統化的方向發展，具體表現在：

（1）機電一體化：機電一體化就是機械自動化的發展和延伸，傳統的機械產品只有向機電一體化方向發展，才是機械工業發展的唯一出路。

（2）智能化：智能化是21世紀機械自動化技術發展的一個重要發展方向，使機械制造具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得更高的控制目標。

（3）模塊化：模塊化是一項重要而又艱巨的工程。研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機械自動化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。

（4）網絡化：20世紀90年代，計算機技術的突出成就是網絡技術。利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統，使人們在家里充分享受各種高技術帶來的便利和快樂。

（5）微型化：微型化興起于20世紀80年代末，指的是機械自動化向微觀領域發展的趨勢。

（6）環保化：工業的發達給人們生活帶來了巨大的變化。一方面，物質豐富，生活舒適：另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。

（7）人格化：未來的機械自動化更加注重產品與人的關系，機械自動化的人格化有兩層含義。一層是機械自動化產品的最終使用對象是人，另一層是模仿生物機理、研制各種機械自動化產品.

4.機械制造及自動化技術的應用研究

柔性加工是機械制造及自動化技術的一個重要應用。柔性制造系統是由計算機控制系統和物流系統連接起來并具有一系列自動化加工設備和輔助設備，加工對象、工藝過程、工序內容和生產節拍等可自動調整的高度自動化制造系統。

柔性制造系統（FMS）是數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統等組成的自動化制造系統，包括多個柔性制造單元，能根據制造任務或生產環境的變化迅速調整，適用于多品種、中小批量生產。軟性制造系統是由加工系統、物理系統和控制與管理系統3大部分組成軟性制造系統是一個復雜的、大型制造控制系統，其硬件主要包括：

（1）兩臺以上的數控機床或加工中心以及其他加工設備，包括測量機、清洗機、動平衡機、各種特種加工設備等。

（2）一套能自動裝卸的運輸系統，包括刀具儲運和工件及原材料儲運。具體結構可采用傳輸帶、有軌小車、無軌小車、搬運機器人、上下料托盤站等。

（3）一套計算機控制系統及信息通信網絡。

柔性制造是高新技術產業的一個重要應用系統，在技術研究，產品開發等領域起著重要的作用。

5.總結

機械制造及其自動化技術有著較長的發展基礎和里程，整個技術隨著計算機、軟件和信息技術的發展，而快速更新，向著智能化、系統化方向發展，得到了廣泛的重視與應用。柔性制造系統，是機械制造及自動化的一個重要應用領域，帶來了巨大的經濟效益。