節能降耗在機械設計加工中的運用分析

王帥，李長雨，宋亞頂

（濟寧中科先進技術研究院有限公司，山東 濟寧 272000）

我國工業建設發展的基礎就是機械設計加工行業，直接體現出國家的綜合實力。近年來我國機械加工領域取得顯著發展，在推進國內工業化發展方面發揮著重要作用。但機械設計加工領域存在明顯的成本高、污染大等問題，實際發展時需要充分運用節能降耗措施，提高機械設計加工質量，降低能耗，實現推進機械設計加工領域的健康發展。

1 機械設計加工現狀及節能降耗的必要性分析

節能降耗技術優勢顯著，將其應用到機械設計加工中，可以改善傳統機械運行的不足。節能降耗技術綜合各方面技術，如網絡科技、計算機、機械加工設計以及自動化控制等多個領域和科技，從而為制造企業提供更加智能化的控制服務，這對于提升管理人員的管理水平，提升工作效率具有非常重要的現實意義。

1．1 現狀

在傳統的機械加工設計中，資源浪費、噪聲污染等問題非常嚴重，由于區域經濟發展不平衡，部分區域的機械化、環保化生產水平較低，在很大程度上限制了我國制造業的健康發展。當前制造工藝在機械加工中存在的問題主要體現在以下2個方面。

一方面，在制造業中，多數機械加工會產生很好的能耗，并且對周邊環境造成一定的不利影響。這種影響對于我國的生態環境發展也會造成一定的隱患，從長遠角度而言不利于我國機械加工設計業的可持續發展。技術長期得不到革新，也會影響我國機械加工的進步，不利于我國工業生產水平和生產質量的提升。高能耗不滿足國家提出節能減排理念，需要及時創新加工方式；另一方面，在傳統的機械加工中，由于制造工藝水平不高，因此在機械加工的過程中容易對周邊的環境造成破壞，加上相關部門的監管制度不夠嚴格，導致機械加工產業存在較多的問題，不利于產業的進一步發展，也不符合我國可持續發展的戰略需要。機械加工過程中會產生諸多影響，如噪聲污染、廢氣、廢渣等，如果不能妥善處理，就會對生態環境造成不同程度的損壞，需要及時采取應對措施，否則會嚴重的環境污染。

1．2 必要性

在機械加工設計行業，有許多設備的零部件相對復雜，如果采用傳統的方式進行機械設計，從設計工作開始到實物的呈現需要較長的周期，并且傳統的機械設計一旦出現修改，就會影響后續的數據。在使用節能降耗進行設計時，對于后期機械設備的設計具有非常重要的積極影響。比如，使用節能降耗中的軟件系統可以為機械設計的工作人員提供良好的裝配環境，從而更快速地完成零件的設計。

同時還可以使用相鄰軟件的位置和形狀設計新的零件，非常方便快捷，從而有效降低單獨設計失敗帶來的問題。并且利用節能降耗還能進行動畫演示，從而更加直觀地幫助工作人員了解零件設計中存在的問題，便于及時調整，提升設計效率。當前，在工業經濟的推動下，機械加工設計行業涉及到的各類機械設備精度越來越高，而且對各個零件之間的匹配程度也提出了更好的要求，因此在裝配過程中需要重視設備的工作效率和工作質量。節能降耗的應用能夠幫助工作人員更加快速準確地了解各類零件出現的裝配問題。由于各類連接的裝備可以通過節能降耗呈現在系統的動態圖中，因此相關人員在查看設備的具體情況時，就變得更加直觀。

2 機械設計加工中節能降耗的具體運用

機械設計加工領域中運用節能降耗措施，需要根據實際情況進行選擇，以保證機械設計加工質量，同時降低能耗問題，進一步實現提高機械設計加工質量與效率的目的。

2．1 網絡協同技術

針對傳統機械工程操作而言，不僅消耗時間、需要大量勞動力，而且產出效率低下。但是隨著現代科技發展，技術進步，網絡信息技術開始應用于日常生產生活各個領域，機械工程也不例外。將網絡信息技術和機械工程發展相融合，不僅大幅度提升農業生產效率，同時節約成本，提升現有資源的利用率，而且對農業發展產生極大推動作用。比如，在開展農機試驗時，相關工作人員可以借助計算機網絡協同技術，針對相關數據和操作進行實時監控，掌握其動態變化的基礎上，方便工作人員針對數據和結果展開分析和核對，針對異常情況能夠及時發現并糾正，提升實驗數據準確性的同時，加快試驗進度，確保農機性能的穩定提升。

2．2 模擬樣機技術

在傳統機械工程發展中，針對樣機的制作大多是按照圖紙設計要求進行組裝，在組裝完成后在對其現有性能進行多次試驗和設計改進，整個過程不僅消耗時間，而且需要花費大量精力，但有時付出和收獲還不一定成正比，導致機械性能一直無法取得預期效果。而且，針對試驗階段的樣機制作和設計而言，很多地方還不成熟，性能尚不穩定，這對實驗及操作人員生命安全造成一定威脅。但是模擬樣機技術完全不存在上述隱患，并且能夠針對上述問題進行有效回避。模擬樣機技術不僅能針對現有數據展開模擬和分析，同時通過電腦驗算以及反復實驗，針對各項數據缺陷進行完善，最終設計出最完美的方案，實現樣機性能的有效提升，甚至在整個實驗過程中，針對其中的風險進行有效規避，而且還能幫助設計者尋找最佳替代材料，降低設計制作成本，全面提升機械工程的研發效率。

行業標準化發展對于我國整個機械行業發展都是至關重要的，這樣能夠有效提高產品設計效率，沒有必要將精力發費在解決這些問題上。好的產品一定是分工完成的，單靠一家企業和公司是不現實，模塊化生產更有利于我國機械行業規模化發展，讓企業把更多精力放在產品與研發上。而且隨著行業聯系不斷加深，各個企業都有技術優勢，其他企業在制造相關模塊時，在成本和技術方面沒有優勢可言，通過購買其他公司相同模塊，不僅能夠提高生產效率，還能夠有效降低成本，從而實現更好發展。

2．3 評價系統

在現代機械工程研發過程中，還需要針對整個機械產品的使用效果進行系統、科學且有效的評價，如此才能推進機械工程的快速發展，實現環境保護和經濟效益的全面提升。因此，針對整個研發過程而言，必須設計一套完整的、具有針對性的評價系統，能夠按照機械工程發展需求推進研發過程及結果，并對此展開有效評價，保證機械工程研發成果的基礎上提升研發效率，提高研發速度。

另外，整個評價系統的設置一定要科學，能夠解決當前機械工程發展所面臨的實際問題。對此，相關工作人員在針對研發系統進行更新以及完善時，一定要遵循機械生產效率以及綠色環保理念，對所有指標進行有效融合，得到一個完整且有效的評價體系標準，確保各項評價指標的科學性以及客觀性，推動機械工程逐漸向綠色發展指標靠攏。這就需要設計人員考慮各方面因素，完善設計評價系統，在保證設備功能的基礎上引入評價系統，降低設備能耗。

2．4 合理應用CAD技術

在機械設計過程中，建模是核心的環節，建模的質量好壞直接影響最終產品的質量，這也是設計師需要關注的重點內容之一。就以汽車產品的設計為例，汽車產品的模型設計非常重要，而實際模型與圖紙的差別較大，就需要進行返工，這種傳統的設計方式一旦出現返工問題，就會增加設計成本。借助CAD技術，可以充分利用三維建模的模塊，通過旋轉、平移或者鏡像操作等方式，實現模型的快速構建。

CAD技術的應用有效解決了傳統建模設計中三維難處理的問題。三維建模設計的體系較多，比如圓柱、立方和曲面等。在機械設計人員開展工作的過程中，根據不同的模型進行拆解或者裝配，就能順利完成建模任務。對于相對復雜的零件，機械工程師還需要使用二維零件的繪制圖進行輔助處理。因此，在機械設計的過程中，合理利用三維建模技術，能夠最大限度提升設計的質量，有效避免返工問題的出現，節約成本的同時，還能進一步提升機械產品的設計水平和設計效率。實際中需要根據實際情況進行選擇，切實發揮CAD技術的優勢，降低設計過程中的能耗，實現綠色化的發展。

2．5 融入智能化技術

在機械設計加工中節能降耗技術的應用需要重視操作系統的穩定可靠性。企業需要根據自身的生產情況積極對系統進行優化改進，提升對故障識別的靈敏性，并定期對操作系統軟件進行更新維護，從而形成完善的系統維護管理制度。在實際操作方面，企業需要重視結合自身的實際需要，對操作系統的性能進行積極優化和改進。

在節能降耗技術應用的過程中，需要依托良好的網絡環境做好數據的分析、控制和收集等工作。智能終端以及間隔層作用的發揮都需要光纖的連接，電氣自動化生產的過程中還需要以來完善的控制程序，這些程序的輸入也需要光纖傳輸的連接，從而提升反應速度。對于企業而言，需要重視軟件和硬件的更新換代，從而重視數據交換工作，保證通訊質量，充分發揮現代信息技術和網絡技術的便利條件，更好地為高質量的生產服務。機械設計加工中節能降耗技術的應用需要重視與智能終端技術的有效融合，通過光纖實現與設備之間的相互連接。智能終端在實際的應用過程中需要對數據進行收集和分析，并利用相互配合的方式有效滿足信號的測試和接收方面的要求。另一方面，在具體的應用過程中，還可以充分利用跳閘雙重保護的措施，提升生產的可靠性與穩定性以及智能化水平，促進制造系統與電氣系統的有效連接，確保產品能夠更好地滿足市場的需求。

3 機械設計加工節能降耗技術發展趨勢分析

機械設計加工領域運用節能降耗技術，需要綜合考慮各方面因素，對其技術發展趨勢進行分析，整體呈現出智能化、網絡化及高效化方向，具體如下。

3．1 智能化方向發展

作為工業制造的主力技術以及重要發展和研究對象，機械自動化技術在人工智能等技術的推動下，智能化水平不斷提升。在智能制造中，借助專用程序實現對人行為的模仿。由此發展而來的無人機駕駛、自動駕駛、自動操作技術等，都是借助人機交互功能的研發，還能提供更加精準的服務。這就需要根據實際情況進行選擇，實現提高機械設計加工智能化水平的目的。

3．2 網絡化方向發展

作為未來機械生產制造的主要研究方向，網絡化發展備受關注。借助網絡科技，在進行遠程監控的基礎上，實現對電力設備、機械運行以及運營管理等方面的高效管控，從而進行有效的溝通和數據交換，這對于優化資源配置，提升運營效率，改善運行的安全性都具有重要意義。

3．3 高效化方向發展

隨著科學技術進步與發展，節能降耗技術將與其他技術融合，實現提高技術性能的目的。節能降耗技術將會主動融入計算機、機械學等內容，持續擴大應用范圍，控制生產成本，提高企業效益。同時，新型系統中節能降耗技術充分滿足生產需求的，簡化生產指令，節約生產時間，促進產品性能提升，達成提高生產效率的目的。

4 結語

總而言之，在機械設計加工中應用節能降耗理念已成為必然，追求技術革新的過程中提高機械設計的節能化水平。利用節能降耗理念，可以提高機械加工設計質量，充分滿足人們對機械設備的使用要求，推進機械加工設計行業健康發展。這就需要綜合考慮各方面因素，制定合適的節能設計方案，進一步推進行業技術水平的提升。