探讨机械设计制造及其自动化的节能设计思想

探讨机械设计制造及其自动化的节能设计思想

王宽

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摘要：机械制造、自动化技术的应用，可以转变传统人力生产，逐渐实现机械化生产，提升工作效率与效益，降低制造成本。但是，工厂规模持续扩大，应用大量的机械自动化设备，再加上传统设备的能源消耗多。早期机械制造设备，只关注自动化操作，忽视节能设计。所以，对于机械制造的能耗问题，制定标准的节能设计目标，推广到机械设计自动化中，完善自动化技术。通过此种方式，能够弥补资源消耗问题，同时降低能源使用量，增加生产效益，促进机械制造自动化发展。

关键词：机械设计制造；自动化；节能设计

1节能设计理念的显著特点

在国民经济迅速发展的同时，产业的迅速发展也导致了巨大的能耗，因此，在产业发展的进程中，节能和环境保护是一个非常重要的问题。当前，节能设计思想越来越受到人们的重视，并在各行各业中得到了广泛的运用，特别是在工业制造领域，在机械制造与CAD中融合环保理念，不但可极大地提升机械的制造与利用效率，更可利用先进的节能技术，进一步降低能耗。这也是未来机械制造和自动化发展的一个趋势。以高速增长的汽车业为例，就是将能源节约与环境保护的概念与车辆的设计与生产相结合而产生的。从而，对机械的制造与加工能够有效地降低对环境的污染，降低机动车的尾气中的污染物，从而达到节能、环保、节能的目的。

2节能设计思想在机械设计制造及自动化中的应用

2.1材料选择

在制造机械自动化设备时，优先选择环保型材料，以满足低功耗、低排放标准。材料选择时，不能一味关注低功耗，还要关注材料的实用性、耐用性，比如耐久力、弹性、硬度等指标、材料筛选和分析后，选择环保型材料。为了展示出节能设计理念，应当关注设备回收问题。例如，回收再利用设备与材料等。材料选择时，深入分析机械制造、自动化设备。传统设备材料选择时，常常要考虑设备制造问题，不太重视节能设计，选用高功耗材料。不仅会缩短运行寿命，还会影响设备的回收利用，增加企业与工业的资源浪费。比如，使用PETE塑料作为制造材料，可以实现回收利用，设备高温融化后，开展切粒、切碎处理，实现合成使用。

2.2产品的结构与功能优化

在机械产品的生产过程中，其不仅要具备较高的性能，同时也需要保证其具备较强的质量，以及较高的安全性和稳定性。因此，在机械产品的生产过程中，应当对其结构进行合理设计。通常情况下，可以将机械产品分为三种类型：一是具有较强韧性的机械产品；二是具有较强硬度的机械产品；三是具有较强刚性的机械产品。在实际的生产过程中，应当根据产品的不同类型与生产工艺进行有效结合，从而在实际生产过程中降低设备的能源消耗。同时，应当对机械设备进行合理配置，保证机械设备能够适应各类工作任务，减少在机械设备方面的资源投入。

2.3提高机械设备的自动化程度

在实际的机械设备制造过程中，应当注重对自动化技术的应用，提高生产效率。因此，企业需要应用现代信息技术。通过现代信息技术的应用，降低人力资源成本和能源消耗。例如，可以通过运用计算、单片机控制系统等方式实现对机械设备的自动化控制。此外，应当注意对机械制造及其自动化技术的创新。例如，可以通过对数控技术、柔性制造系统等技术的应用提升机械设备制造及其自动化技术水平。并且要做到充分利用计算机、数控机床等现代化设备。首先，在实际的生产过程中，通过运用先进设备能够有效保证工作效率和质量。例如，在机械制造过程中，可以利用数控机床对零件进行加工和处理；在建筑施工过程中可以利用数控系统来控制施工进程；在汽车制造过程中可以利用数控系统来控制汽车运动部件和整车等；在电子信息行业中可以利用数控系统来实现对各种产品质量和产量的检测与控制等。其次，应当重视对柔性制造系统技术的应用，柔性制造系统是一种能够实现生产过程自动化、智能化和柔性化的现代生产制造系统。其主要特点是功能高度集成化，生产方式灵活。柔性制造系统通过利用各种传感器、控制单元及计算机等进行信息交换和处理，从而实现了设备之间、设备与环境之间以及生产过程之间信息交互和控制管理功能。例如，在当前机械制造过程中被广泛使用的数控机床就是典型的自动化技术。但是通过分析可以发现，在实际使用数控机床时存在一定问题。如在数控机床工作过程中会产生大量热能和噪声等问题。因此，在实际使用时应当采取相应措施进行改善。综上所述，机械设计制造及其自动化技术在节能设计思想下得到了广泛应用，不仅能够有效减少人力资源成本、提高生产效率、降低能源消耗，而且还能够保证机械设备运行稳定性、安全性，同时还能够在很大程度上减少污染。因此，应当重视对该技术的应用研究，只有这样才能进一步提高我国工业生产效率和质量水平、降低能源消耗、减少污染排放。

2.4运用虚拟设计技术

虚拟设计是一种在产品设计阶段使用计算机等工具对产品进行模拟仿真的技术。通过虚拟设计，设计者可以对产品进行全面的模拟，包括性能、成本、制造工艺等方面，以提高设计的准确性和科学性。虚拟设计可以帮助设计者更好地理解产品的特点和功能，优化设计方案，减少设计错误和试验成本，提高产品的质量和竞争力。虚拟设计还可以为产品的实际生产提供参考，为之后的生产过程打下基础。机械设备自动化技术是一种通过计算机等设备对机械设备进行自动控制的技术。通过机械设备自动化技术，可以实现机械设备的自动运行、自动停止、自动维修等功能，提高机械设备的效率和安全性。机械设备自动化技术可以通过传感器、执行器和控制系统等组成，实现对机械设备的监测、控制和调节。这种技术可以提高生产效率，减少人力成本，降低事故风险，提高机械设备的可靠性和稳定性。机械设备自动化技术在工业生产中得到广泛应用，可以提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量。

2.5设计低能耗的工艺流程

针对同一种产品或者零部件，设计生产过程时，需要选择不同加工工艺。但是，不同加工工艺的能源消耗不同。科学设计加工工艺，可以减少加工载荷波动，通过合理的工艺设计，确保设备达到最佳运行载荷，使设备处于满负荷运转，减少能量浪费。在确保生产效率、制造质量的同时，降低制造工艺的能耗。第一，选择正确的加工方式。针对同一个零件的多种加工方式，必须选择适宜设备的加工方式。第二，选择适宜的工艺参数。明确加工方式后，合理的工艺参数属于节能要素，比如加工余量、毛坯形状等。针对直径差异较大的零件，使用直径棒料为毛坯，也可以使用精锻毛坯。然而，毛坯制备的能量消耗差异大，需要综合考虑后再选择。第三，选择节能型冷却工艺。在机械制造与自动化中，需要使用冷却液。在加工过程中，冷却液使用属于工艺节能的标下。在具体设计与制造中，应当减少或者不用冷却液。第四，改进和设计工序。节能设计过程中，不仅要选择正确的节能工艺，还要注重加工工艺的优化安排。

3结语

综上所述，随着节能环保理念的推广，机械制造自动化也要落实节能环保思想。在融入节能理念后，可以提升机械设计制造与自动化技术水平，为国家、社会发展提供技术支持。该项技术的应用，可以节约资源与能源，保护生态环境，还可以推广节能环保理念，实现可持续发展战略。

参考文献

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