1. 研究目的与意义（文献综述）
改革开放以来，我国汽车工业无论是在整车开发还是零部件的开发上，都取得了前所未有的进步。汽车工业是我国耗能巨大的行业之一，可以说，充足的能源保障是我国汽车工业迅猛发展的必要条件。进入本世纪以后，中国能源消耗量跃居世界第一，大概占世界能源消耗总量的20%，其中汽车工业占据了相当大的比重。然而有资料表明，我国人均资源数量占有量已不到世界人均占有量的50%[1]。可以说，随着汽车工业的发展以及中国制造2025的发展战略，如何在生产过程中节约能耗成为我国汽车工业发展的重要课题[2]。考虑到传统燃油车的生产线基本稳定，在汽车生产过程中实现节能的改良目标相对困难，本文着眼于在汽车零部件制造过程的节能。数控加工的零件大部分有四个特点：一是精度要求高，二是批量生产，三是表面粗糙度小，四是轮廓形状较复杂[3]。所以多数汽车零部件都是由数控机床加工而来。本文选用轮毂轴承单元作为代表，研究其车削过程的能耗。轮毂轴承的主要作用是准确引导轮毂转动和承重。既有横向载荷要求又有径向载荷要求，是汽车非常重要的零部件。轮毂轴承单元是由轮毂外法兰和内圈组成的零件，其加工工艺已经较为成熟，是比较典型的数控加工汽车零部件。
本文的目的是研究数控机床加工汽车轮毂单元过程中的耗能情况，建立数控机床不同工作过程能耗模型，对汽车轮毂外法兰车削生产过程中的能耗进行有效评估。自主编程开发能耗计算模块，并将模块应用到数控系统中，加工汽车某零部件以验证模块的正确性。
近年来，越来越多的国家意识到节能减排的重要性，国内外在能耗评估方面的研究投入比重不断加大[4]。刘妍妮将数控机床各能耗单元分为与负载有关和与负载无关两大类，用纯数学物理模型计算推导出各能耗单元的能耗表达式[1]。但是该模型的参数较难取得，因此徐敬通将整机能耗分解为：主传动系统空载能耗、进给系统空载能耗、辅助系统能耗和切削能耗五个部分。并基于统计和经验给出了参数更易获取和测量的数学模型[5]。倪川皓更进一步，提出了切削能耗计算的两种参数易于获取的数学模型：一是用去除功率计算，二是用切削加工参数计算[6]。li突破了传统计算切削能耗的方法，建立了各种切削条件下的功率测量经验模型，并且能够为给定的工艺参数提供可靠的能耗预测[7]。聂海平用visual c#2008作为开发工具，开发出面向数控系统多能耗信息系统，构建了人机交互界面[1]。he提出可以通过适当选择机床来优化用于工件的机加工操作的能量，并且可以通过优化工件的操作顺序来减少用于非机加工操作的机床的闲置能量。[8]
2. 研究的基本内容与方案
本文研究的基本内容：(1)查阅文献，了解数控机床主要耗能部件、影响因素、能耗计算方式及能耗大小与不同的加工状态之间的关系；(2)建立数控机床待机及不同加工过程能耗模型，对数控机床能耗进行有效评估。(3）学习并熟悉国产数控机床hmi界面设计框架，掌握国产数控系统二次开发接口使用方法。(4)将数控机床能耗计算模块集成到国产数控系统上。（5）了解轮毂轴承单元加工工艺，重点是数控加工工艺部分。（6）实际加工轮毂轴承单元外法兰并用能耗监测模块记录车削过程能耗数据，对比电表读数验证模块的正确性。
3. 研究计划与安排
1-2（7 学期第18-19周） 确定毕业设计选题、完善毕业设计任务书(相关参数)、校内外资料收集
3（8 学期第1周） 方案构思、文献检索、完成开题报告
4～5（8学期第2-3周） 外文翻译、资料再收集
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 聂海平.一种面向数控机床多能耗部件的能耗信息系统设计与实现[d].四川:电子科技大学,2019.
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