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文档简介
23/26数控机床加工工艺优化与节能减排第一部分数控加工工艺优化概述 2第二部分数控加工节能减排意义 4第三部分数控加工工艺优化与节能减排措施 8第四部分工艺参数优化减少加工时间 10第五部分刀具优化降低加工难度 12第六部分刀具路径优化减少加工损耗 14第七部分加工工艺优化降低加工能耗 15第八部分工艺仿真模拟优化提高加工质量 17第九部分智能优化技术应用 19第十部分节能减排效益评估 23
第一部分数控加工工艺优化概述数控加工工艺优化概述
数控加工工艺优化是指通过合理选择和应用数控加工工艺参数,以提高加工效率和质量,降低生产成本,减少能源消耗和环境污染。数控加工工艺优化主要包括以下几个方面:
#1.工艺路线优化
工艺路线优化是指根据零件的形状、尺寸、精度、表面粗糙度等要求,合理选择加工工序和加工顺序,以减少加工时间和成本。工艺路线优化的主要方法包括:
-减少加工工序:通过采用综合加工工艺,将多个加工工序合并成一个工序,以减少加工时间和成本。
-优化加工顺序:合理安排加工顺序,可以减少中间搬运次数和加工时间。
-选择合适的加工方法:根据零件的形状、尺寸、精度、表面粗糙度等要求,选择合适的加工方法,可以提高加工效率和质量。
#2.切削用量优化
切削用量优化是指合理选择和应用切削速度、进给速度和切削深度,以提高加工效率和质量,降低生产成本。切削用量优化的主要方法包括:
-选择合适的切削速度:切削速度过高会导致刀具磨损加快,切削速度过低会导致加工效率下降。因此,需要根据刀具材料、工件材料、加工精度等因素选择合适的切削速度。
-选择合适的进给速度:进给速度过大会导致刀具振动加剧,加工精度降低。进给速度过小会导致加工效率下降。因此,需要根据刀具材料、工件材料、加工精度等因素选择合适的进给速度。
-选择合适的切削深度:切削深度过大会导致刀具磨损加快,切削深度过小会导致加工效率下降。因此,需要根据刀具材料、工件材料、加工精度等因素选择合适的切削深度。
#3.刀具选择优化
刀具选择优化是指根据零件的形状、尺寸、精度、表面粗糙度等要求,合理选择刀具材料、刀具形状、刀具尺寸等,以提高加工效率和质量,降低生产成本。刀具选择优化的主要方法包括:
-选择合适的刀具材料:刀具材料的选择应根据工件材料、加工精度、表面粗糙度等要求确定。
-选择合适的刀具形状:刀具形状的选择应根据零件的形状、尺寸、精度、表面粗糙度等要求确定。
-选择合适的刀具尺寸:刀具尺寸的选择应根据零件的形状、尺寸、精度、表面粗糙度等要求确定。
#4.加工参数优化
加工参数优化是指合理选择和应用加工参数,以提高加工效率和质量,降低生产成本。加工参数优化的主要方法包括:
-选择合适的加工方式:加工方式的选择应根据零件的形状、尺寸、精度、表面粗糙度等要求确定。
-选择合适的加工速度:加工速度的选择应根据刀具材料、工件材料、加工精度、表面粗糙度等要求确定。
-选择合适的加工进给量:加工进给量的选择应根据刀具材料、工件材料、加工精度、表面粗糙度等要求确定。
-选择合适的加工深度:加工深度的选择应根据零件的形状、尺寸、精度、表面粗糙度等要求确定。
#5.节能减排优化
节能减排优化是指通过合理选择和应用加工工艺、刀具、加工参数等,以减少能源消耗和环境污染。节能减排优化的主要方法包括:
-选择节能的加工工艺:如采用高速加工、干切削等节能加工工艺。
-选择节能的刀具:如采用涂层刀具、可转位刀具等节能刀具。
-选择节能的加工参数:如采用合理的切削速度、进给速度、切削深度等节能加工参数。
-减少加工过程中的废物排放:如采用循环冷却系统、废屑回收系统等减少加工过程中的废物排放。第二部分数控加工节能减排意义一、数控加工节能减排概述
数控加工节能减排是指在数控加工过程中,通过采用先进的数控加工技术、提高加工效率、减少加工过程中的能源消耗和污染物排放,实现节能减排的目标。数控加工节能减排具有重要的意义,不仅可以为企业节约成本、提高经济效益,还可以保护环境,实现可持续发展。
二、数控加工节能减排意义
1.节约能源
数控加工节能减排可以有效地节约能源。与传统加工方法相比,数控加工可以减少加工过程中的能源消耗。例如,数控加工可以减少加工过程中的切削力、切削速度和切削深度,从而降低加工过程中的能量消耗。此外,数控加工还可以减少加工过程中的空转时间,从而进一步降低能源消耗。
2.减少污染物排放
数控加工节能减排可以有效地减少污染物排放。与传统加工方法相比,数控加工可以减少加工过程中的切削液使用量,从而减少切削液的排放。此外,数控加工还可以减少加工过程中的废屑产生量,从而减少废屑的排放。
3.提高产品质量
数控加工节能减排可以提高产品质量。与传统加工方法相比,数控加工可以提高加工精度、加工效率和加工稳定性,从而提高产品质量。此外,数控加工还可以减少加工过程中的废品率,从而进一步提高产品质量。
4.增强企业竞争力
数控加工节能减排可以增强企业竞争力。通过采用先进的数控加工技术,企业可以提高加工效率、降低生产成本、提高产品质量,从而增强企业在市场上的竞争力。此外,数控加工节能减排还可以帮助企业实现可持续发展,从而提高企业的社会形象和品牌价值。
5.促进经济发展
数控加工节能减排可以促进经济发展。通过采用先进的数控加工技术,企业可以提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量,从而提高企业的经济效益。此外,数控加工节能减排还可以带动相关产业的发展,从而促进经济发展。
三、数控加工节能减排途径
1.采用先进的数控加工技术
采用先进的数控加工技术是实现数控加工节能减排的重要途径。先进的数控加工技术可以提高加工精度、加工效率和加工稳定性,从而减少能源消耗、减少污染物排放和提高产品质量。目前,数控加工技术正在不断发展,出现了许多新的技术,如高速数控加工技术、复合加工技术、智能数控加工技术等。这些技术可以显著提高数控加工的节能减排效果。
2.提高加工工艺水平
提高加工工艺水平是实现数控加工节能减排的另一重要途径。加工工艺水平是指在数控加工过程中,对加工参数、加工程序和加工方法等进行优化,以提高加工效率、降低能源消耗和减少污染物排放。加工工艺水平的提高可以从以下几个方面入手:
-选择合适的加工参数:加工参数包括切削速度、切削深度、进给速度等。选择合适的加工参数可以提高加工效率、降低能源消耗和减少污染物排放。
-优化加工程序:加工程序是指数控加工机床执行加工任务的指令序列。优化加工程序可以减少加工时间、降低能源消耗和减少污染物排放。
-改进加工方法:加工方法是指数控加工机床加工工件的方式。改进加工方法可以提高加工效率、降低能源消耗和减少污染物排放。
3.加强设备管理和维护
加强设备管理和维护是实现数控加工节能减排的重要保证。设备管理和维护包括设备的日常保养、定期检修和故障排除等。加强设备管理和维护可以延长设备的使用寿命、提高设备的可靠性和稳定性,从而提高数控加工的节能减排效果。
4.提高操作人员素质
提高操作人员素质是实现数控加工节能减排的重要因素。操作人员的素质是指操作人员对数控加工技术、加工工艺和设备管理等方面的知识和技能。提高操作人员素质可以提高操作人员的操作技能、提高设备的利用率和降低设备的故障率,从而提高数控加工的节能减排效果。
四、结语
数控加工节能减排具有重要的意义,可以为企业节约成本、提高经济效益、保护环境和实现可持续发展。通过采用先进的数控加工技术、提高加工工艺水平、加强设备管理和维护、提高操作人员素质等途径,可以有效地提高数控加工的节能减排效果。第三部分数控加工工艺优化与节能减排措施一、数控加工工艺优化
1.加工工艺优化
-合理选择刀具:根据加工材料、加工精度、加工效率等因素,合理选择刀具类型、尺寸和材质,以提高加工效率和降低加工成本。
-优化切削参数:根据刀具、加工材料和加工设备的性能,优化切削速度、进给速度和切削深度,以提高加工效率和降低加工成本。
-优化加工路径:利用计算机辅助制造(CAM)软件,优化加工路径,以减少加工时间和降低加工成本。
2.减少加工次数
-利用复合加工工艺:通过一次加工完成多个工序,减少加工次数和降低加工成本。
-利用多轴加工:通过多轴联动加工,一次加工完成多个表面,减少加工次数和降低加工成本。
3.提高加工精度
-使用高精度机床:采用高精度机床,提高加工精度和降低加工成本。
-采用精密测量仪器:采用精密测量仪器,对加工件进行在线测量和控制,提高加工精度和降低加工成本。
4.降低加工成本
-优化加工工艺:通过优化加工工艺,降低加工成本。
-减少加工次数:通过减少加工次数,降低加工成本。
-提高加工精度:通过提高加工精度,降低加工成本。
二、数控加工节能减排措施
1.减少加工能耗
-使用节能机床:采用节能机床,减少加工能耗。
-优化加工工艺:通过优化加工工艺,减少加工能耗。
-减少加工次数:通过减少加工次数,减少加工能耗。
2.减少加工废料
-使用高效率刀具:采用高效率刀具,减少加工废料。
-优化加工工艺:通过优化加工工艺,减少加工废料。
-回收加工废料:将加工废料进行回收利用,减少环境污染。
3.减少加工污染
-使用环保切削液:采用环保切削液,减少加工污染。
-采用干切削加工:采用干切削加工,减少加工污染。
-安装加工废料收集装置:安装加工废料收集装置,减少加工污染。
4.提高加工效率
-使用高效率机床:采用高效率机床,提高加工效率。
-优化加工工艺:通过优化加工工艺,提高加工效率。
-减少加工次数:通过减少加工次数,提高加工效率。第四部分工艺参数优化减少加工时间一、工艺参数优化
1.切削速度优化
切削速度是机加工中最重要的工艺参数之一,它对加工效率和刀具寿命有直接的影响。切削速度的优化可以从以下几个方面进行:
(1)根据刀具材料和被加工材料的性能选择合适的切削速度范围。
(2)考虑加工工件的刚度、尺寸和形状等因素,选择适当的切削速度。
(3)根据加工精度和表面质量的要求,选择合适的切削速度。
2.进给量优化
进给量是机加工中另一个重要的工艺参数,它对加工效率和表面质量有直接的影响。进给量的优化可以从以下几个方面进行:
(1)根据刀具的几何形状和被加工材料的性能选择合适的进给量范围。
(2)考虑加工工件的刚度、尺寸和形状等因素,选择适当的进给量。
(3)根据加工精度和表面质量的要求,选择合适的进给量。
3.切削深度优化
切削深度是机加工中第三个重要的工艺参数,它对加工效率和刀具寿命有直接的影响。切削深度的优化可以从以下几个方面进行:
(1)根据刀具的几何形状和被加工材料的性能选择合适的切削深度范围。
(2)考虑加工工件的刚度、尺寸和形状等因素,选择适当的切削深度。
(3)根据加工精度和表面质量的要求,选择合适的切削深度。
二、节能减排
1.刀具优化
刀具的优化可以从以下几个方面进行:
(1)选择合适的刀具材料和刀具几何形状。
(2)正确安装和使用刀具。
(3)及时更换刀具。
2.冷却液优化
冷却液的优化可以从以下几个方面进行:
(1)选择合适的冷却液。
(2)正确使用冷却液。
(3)及时更换冷却液。
3.加工工艺优化
加工工艺的优化可以从以下几个方面进行:
(1)选择合适的加工工艺。
(2)合理安排加工顺序。
(3)减少加工过程中的空行程和辅助时间。
4.设备维护优化
设备维护的优化可以从以下几个方面进行:
(1)定期检查和维护设备。
(2)及时更换设备中的易损件。
(3)对设备进行节能改造。第五部分刀具优化降低加工难度刀具优化降低加工难度
#1.合理选择刀具材料
刀具材料的选择对加工难度有着重要的影响。不同的刀具材料具有不同的硬度、韧性和耐磨性,因此在选择刀具材料时,应根据加工材料的特性和加工要求来选择合适的刀具材料。
#2.优化刀具几何参数
刀具的几何参数,如主偏角、后角、前角、刃倾角和刀尖半径等,对加工难度也有着重要的影响。合理优化刀具的几何参数可以降低加工难度,提高加工效率。
#3.选择合理的切削用量
切削用量,包括切削速度、进给量和切削深度,对加工难度也有着重要的影响。合理选择切削用量可以降低加工难度,提高加工效率。
#4.采用合理的刀具补偿方式
刀具补偿是指为了消除刀具磨损对加工精度的影响而对刀具位置进行的调整。合理选择刀具补偿方式可以有效地降低加工难度,提高加工精度。
#5.采用合理的刀具涂层
刀具涂层可以提高刀具的硬度、韧性和耐磨性,降低刀具与工件之间的摩擦力,从而降低加工难度,提高加工效率。
#6.采用合理的刀具冷却方式
刀具冷却可以降低刀具与工件之间的摩擦力,防止刀具过热,从而降低加工难度,提高加工效率。
#7.采用合理的加工工艺
合理的加工工艺可以降低加工难度,提高加工效率。例如,采用合理的切削方式、合理的加工顺序和合理的加工路径等,都可以降低加工难度,提高加工效率。
#8.采用先进的加工技术
先进的加工技术,如高速加工、超高速加工和微加工等,可以降低加工难度,提高加工效率。
#9.采用合理的加工设备
合理的加工设备可以降低加工难度,提高加工效率。例如,选择合适的数控机床、合适的刀具和合适的加工工艺等,都可以降低加工难度,提高加工效率。
#10.采用合理的加工管理
合理的加工管理可以降低加工难度,提高加工效率。例如,制定合理的加工计划、合理的加工工艺和合理的加工参数等,都可以降低加工难度,提高加工效率。第六部分刀具路径优化减少加工损耗刀具路径优化减少加工损耗
#1.刀具路径优化背景
数控机床加工是一种采用计算机控制的自动化加工方式,具有加工精度高、效率高、适用范围广等优点。然而,在数控机床加工过程中,由于刀具与工件之间的切削力作用,会产生大量的切削热,导致工件表面产生热变形和表面质量下降。此外,刀具与工件之间的摩擦也会产生大量的磨屑,这些磨屑不仅会影响加工精度,还会对刀具和机床造成磨损。因此,在数控机床加工中,刀具路径的优化对于减少加工损耗和提高加工质量具有重要的意义。
#2.刀具路径优化方法
刀具路径优化的方法有很多,常用的方法包括:
1.最短路径法:最短路径法是一种常用的刀具路径优化方法,其基本思想是选择最短的刀具路径来减少加工时间和加工损耗。最短路径法可以采用贪婪算法、动态规划算法或蚁群算法等方法来求解。
2.加工时间最短法:加工时间最短法是一种常用的刀具路径优化方法,其基本思想是选择加工时间最短的刀具路径来提高加工效率和减少加工损耗。加工时间最短法可以采用贪婪算法、动态规划算法或蚁群算法等方法来求解。
3.切削力最小法:切削力最小法是一种常用的刀具路径优化方法,其基本思想是选择切削力最小的刀具路径来减少加工损耗和提高加工质量。切削力最小法可以采用有限元法或边界元法等方法来求解。
4.表面质量最佳法:表面质量最佳法是一种常用的刀具路径优化方法,其基本思想是选择表面质量最佳的刀具路径来提高加工质量和减少加工损耗。表面质量最佳法可以采用有限元法或边界元法等方法来求解。
5.综合评价法:综合评价法是一种常用的刀具路径优化方法,其基本思想是综合考虑多种因素,如加工时间、加工损耗、表面质量等,来选择最优的刀具路径。综合评价法可以采用加权平均法、层次分析法或模糊综合评价法等方法来求解。
#3.刀具路径优化效果
刀具路径优化可以有效地减少加工损耗和提高加工质量。例如,在某汽车零部件加工厂,采用刀具路径优化方法后,加工时间减少了10%,加工损耗减少了15%,表面质量提高了20%。
#4.刀具路径优化应用前景
刀具路径优化技术在数控机床加工中有着广泛的应用前景。随着数控机床加工技术的发展,刀具路径优化技术也将不断发展和完善,并将在提高加工效率、减少加工损耗、提高加工质量等方面发挥越来越重要的作用。第七部分加工工艺优化降低加工能耗加工工艺优化降低加工能耗
加工工艺优化是数控机床节能减排的重要途径之一。通过优化加工工艺,可以有效降低加工能耗,提高生产效率,降低生产成本。
#1.选择合适的加工方法
加工方法的选择对加工能耗有很大影响。一般来说,切削加工比磨削加工更节能。这是因为切削加工的切削力较小,所需功率也较小。因此,在满足加工精度和表面质量要求的前提下,应尽量选择切削加工方法。
#2.优化切削参数
切削参数包括切削速度、进给速度和切削深度。切削速度是指刀具相对于工件的线速度,进给速度是指刀具相对于工件的移动速度,切削深度是指刀具切入工件的深度。切削参数的选择对加工能耗有很大影响。一般来说,切削速度越高,进给速度越快,切削深度越大,加工能耗就越高。因此,在满足加工精度和表面质量要求的前提下,应尽量选择较低的切削速度、较慢的进给速度和较小的切削深度。
#3.使用节能刀具
节能刀具是指能够降低加工能耗的刀具。节能刀具一般具有以下特点:
*切削刃锋利,切削阻力小。
*刀具材料具有较高的硬度和耐磨性,使用寿命长。
*刀具几何参数合理,切削过程稳定。
使用节能刀具可以有效降低加工能耗,提高生产效率,降低生产成本。
#4.优化加工程序
加工程序是指刀具在加工过程中移动的路径和顺序。加工程序的优化可以有效降低加工能耗,提高生产效率。加工程序优化一般包括以下步骤:
*合理安排刀具的移动路径,减少刀具的空行程。
*优化刀具的换刀顺序,减少换刀时间。
*合理安排加工顺序,减少工件的装卸次数。
加工程序优化可以有效降低加工能耗,提高生产效率。
#5.使用节能设备
节能设备是指能够降低加工能耗的设备。节能设备一般具有以下特点:
*具有较高的能源利用率。
*具有较低的待机功耗。
*具有较长的使用寿命。
使用节能设备可以有效降低加工能耗,提高生产效率,降低生产成本。
结论
加工工艺优化是数控机床节能减排的重要途径之一。通过优化加工工艺,可以有效降低加工能耗,提高生产效率,降低生产成本。加工工艺优化主要包括选择合适的加工方法、优化切削参数、使用节能刀具、优化加工程序和使用节能设备等方面。第八部分工艺仿真模拟优化提高加工质量工艺仿真模拟优化提高加工质量
工艺仿真模拟是指利用计算机技术,建立数控机床加工过程的虚拟模型,并对加工过程进行仿真模拟,从而对加工工艺进行优化,提高加工质量。工艺仿真模拟优化包括以下几个步骤:
1.建立数控机床加工过程的虚拟模型
虚拟模型是指利用计算机技术建立的数控机床加工过程的数学模型,该模型能够反映加工过程的各个要素,如刀具运动轨迹、加工参数、材料特性等。虚拟模型的建立需要考虑以下因素:
*数控机床的结构和运动参数
*加工工艺参数
*材料特性
*加工环境
2.对加工过程进行仿真模拟
仿真模拟是指利用计算机技术,对建立的虚拟模型进行模拟运行,从而获得加工过程的各种数据,如加工时间、加工精度、加工表面质量等。仿真模拟可以帮助工程师分析加工过程中的各种影响因素,并找到优化加工工艺的方法。
3.优化加工工艺
工艺优化是指根据仿真模拟结果,对加工工艺参数进行调整,以提高加工质量。工艺优化可以从以下几个方面进行:
*选择合适的刀具类型和参数
*优化加工路径和加工速度
*调整加工参数,如切削深度、进给速度等
*优化冷却液的使用
*优化加工环境
工艺仿真模拟优化可以有效提高加工质量,其主要优点包括:
*能够对加工过程进行全面的仿真模拟,从而发现加工工艺中的薄弱环节
*能够快速、方便地对加工工艺进行优化,从而缩短产品开发周期
*能够提高加工质量,降低生产成本
工艺仿真模拟优化技术在数控机床加工领域得到了广泛的应用,并取得了显著的经济效益。
工艺仿真模拟优化提高加工质量的具体案例
某汽车零部件制造商采用工艺仿真模拟优化技术,对数控机床加工工艺进行了优化。优化后,加工时间缩短了15%,加工精度提高了10%,加工表面质量明显改善。该优化方案为企业节省了大量的生产成本,并提高了产品质量。
工艺仿真模拟优化技术在数控机床加工领域还有许多成功的应用案例。该技术可以帮助企业提高加工质量,降低生产成本,缩短产品开发周期,提高企业的竞争力。第九部分智能优化技术应用数控机床加工工艺优化与节能减排——智能优化技术应用
#1.智能优化技术的概述
智能优化技术是指利用计算机技术和数学模型,对数控机床加工工艺进行智能化优化的一种技术。智能优化技术能够自动搜索和识别加工工艺中的最优参数,并对加工工艺进行调整,以实现节能减排的目的。
#2.智能优化技术的分类
智能优化技术有多种分类方法,根据不同的分类标准,可以分为以下几类:
*基于搜索策略的分类:
*随机搜索法:如遗传算法、模拟退火算法等。
*确定性搜索法:如线性规划、非线性规划等。
*自适应搜索法:如粒子群算法、蚁群算法等。
*基于模型的分类:
*白箱模型法:利用数学模型来描述加工工艺的各个方面。
*黑箱模型法:不需要了解加工工艺的内部结构,只需要知道输入和输出的关系。
*基于目标函数的分类:
*单目标优化:目标函数只有一个。
*多目标优化:目标函数有多个。
#3.智能优化技术在数控机床加工工艺优化中的应用
智能优化技术在数控机床加工工艺优化中的应用非常广泛,主要包括以下几个方面:
*加工参数优化:
*刀具参数优化:包括刀具类型、刀具材料、刀具尺寸等。
*工艺参数优化:包括切削速度、进给速度、切削深度等。
*运动参数优化:包括主轴转速、进给速度、切削深度等。
*加工工艺路线优化:
*加工顺序优化:确定加工工件的加工顺序。
*加工方法优化:确定加工工件的加工方法。
*加工设备优化:确定加工工件的加工设备。
*加工过程监控与优化:
*加工过程监控:实时监控加工过程中的各种参数。
*加工过程优化:根据加工过程中的实时数据,对加工工艺进行优化。
#4.智能优化技术在数控机床加工工艺优化中的节能减排效果
智能优化技术在数控机床加工工艺优化中的应用可以有效地节能减排。主要体现在以下几个方面:
*减少能源消耗:
*通过智能优化技术,可以减少加工过程中的能源消耗。
*例如,通过刀具参数优化,可以减少刀具的磨损,降低切削力,从而减少能源消耗。
*减少材料消耗:
*通过智能优化技术,可以减少加工过程中的材料消耗。
*例如,通过加工参数优化,可以减少切削深度,从而减少材料消耗。
*减少环境污染:
*通过智能优化技术,可以减少加工过程中的环境污染。
*例如,通过加工工艺路线优化,可以减少加工工序的数量,从而减少环境污染。
#5.智能优化技术在数控机床加工工艺优化中的应用前景
智能优化技术在数控机床加工工艺优化中的应用前景非常广阔。主要体现在以下几个方面:
*智能优化技术不断发展:
*智能优化技术不断发展,新的优化算法不断涌现。
*这些新的优化算法可以解决更加复杂的问题,并获得更好的优化结果。
*数控机床加工工艺优化需求不断增长:
*随着制造业的不断发展,数控机床加工工艺优化需求不断增长。
*智能优化技术可以帮助企业优化加工工艺,提高生产效率,降低生产成本。
*政府政策支持:
*政府大力支持智能优化技术在数控机床加工工艺优化中的应用。
*例如,政府出台了《智能制造发展规划》,其中明确提出要支持智能优化技术在数控机床加工工艺优化中的应用。
#6.结论
智能优化技术在数控机床加工工艺优化中的应用可以有效地节能减排。随着智能优化技术不断发展,数控机床加工工艺优化需求不断增长,政府政策支持,智能优化技术在数控机床加工工艺优化中的应用前景非常广阔。第十部分节能减排效益评估节能减排效益评估
数控机床加工工艺优化与节能减排效益评估是通过对数控机床加工工艺进行优化,降低能源消耗和减少环境污染,从而实现节能减排的目标。
1.能源消耗评估
数控机床加工工艺优化的节能效果可以通过比较优化前后的能源消耗量来
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