談綠色制造工藝技術在機械加工中的應用

周廷

【摘 要】目前，機械產品在制造過程中會產生大量的廢氣排放在空氣當中，造成環(huán)境污染嚴重。隨著我國社會的發(fā)展以及技術水平的不斷提高，人們對于環(huán)保意識的不斷加強，這也就促使了機械制造技術向綠色方向發(fā)展。本文主要介紹了綠色制造工藝技術在機械產品加工制造中的應用，旨在達到節(jié)約能源的效果，起到保護環(huán)境的作用。

【關鍵詞】機械加工；綠色制造；工藝技術

隨著社會的社會以及人口的迅猛增長，導致了全球資源短缺，環(huán)境污染嚴重，全球氣候變暖，這極大的威脅到了人們的健康與生存環(huán)境。所謂綠色制造也就是在社會發(fā)展的基礎上形成的一種新型的制造模式，它不僅采用了先進的技術設備，還將環(huán)境的各項影響因素以及資源能源的合理利用考慮在其中，從而使工廠在設計、生產機械產品的過程中，提高生產的效率，降低對環(huán)境的污染，滿足市場及人們的需求。在綠色制造技術當中，綠色制造工藝是其中的重要組成部分，也是最基礎的技術，在采用綠色制造工藝來生產機械產品的過程中，可以減少廢氣、廢渣、廢水對環(huán)境的污染，它能夠有效的減少能源的消耗量、節(jié)約經濟成本、提高生產效率以及產品質量，從而使生產出的產品在市場中具有競爭優(yōu)勢。機械制造技術是制造業(yè)的基礎工作，只有在機械生產過程中采用綠色制造工藝，才能夠保證產品的質量，降低對環(huán)境的污染，所以，綠色制造工藝在社會發(fā)展過程中具有非常重要的意義。

1.綠色制造工藝技術的概念

綠色制造工藝技術的誕生與發(fā)展主要是建立在傳統(tǒng)制造工藝技術的基礎上的，然后根據(jù)社會發(fā)展的需要，將各種高新技術融入在制造工藝技術中，從而形成一種先進的綠色制造工藝技術。這種先進的綠色制造工藝技術在生產產品的過程中，主要是為了合理利用資源，有效的節(jié)約經濟成本、降低污染、提高生產的工作效率以及產品的質量。我們根據(jù)上述目的將這種先進的綠色制造工藝技術進行分類，其主要分為節(jié)約資源型工藝技術、節(jié)約能源型工藝技術以及環(huán)保型工藝技術。

所謂節(jié)約資源型工藝技術也就是在工廠生產機械產品的過程中，對工藝進行簡化，節(jié)約原材料的一種工藝技術。要想實現(xiàn)節(jié)約資源的效果，就需要工作人員從機械產品的設計以及制造兩個方面入手。從設計的角度來看，設計師可以在設計過程中，在保證產品質量的基礎上減少零件的數(shù)量以及重量，使原材料在生產過程中得到充分的利用。從產品的制造上來講，從最初的毛坯制造到后面的各種加工技術中來減少原材料的使用，使原材料在生產過程中充分發(fā)揮作用，從而達到節(jié)約資源的目的。

節(jié)約能源型工藝技術也就是在機械產品生產過程中，有效的減少能源消耗的一種制造工藝技術。在生產過程中，降低能源消耗的方法最為常見的有減磨、降低能源的消耗或者是采用低耗能的工藝技術等。

環(huán)保型工藝技術也就是通過先進的工藝技術來減少產品在生產中所產生的各種廢物，從而有效的降低對環(huán)境的污染，達到環(huán)境保護的效果。目前，環(huán)境保護是國家及人們重點關注的問題，所以在機械生產過程中，為了能夠使環(huán)保型工藝技術得到充分的發(fā)揮，就需要工作人員在設計階段進行全面的考慮，這樣才能夠從根本上減少環(huán)境的污染，并且可以在設計過程中增加治理技術，從而將環(huán)境污染降到最低。

2.綠色制造工藝技術的具體內容及在機械加工中的應用

綠色制造工藝主要內容。

在機械產品加工制造過程中，采用綠色制造工藝技術也就是采用切削法和磨削法來進行。通常情況下，我們所常見的加工制造方法主要有磨削法、車削法等，不管采用怎樣的方法，都需要在加工過程中涂抹切削液來進行，切削液主要加工制造過程中起到冷卻、潤滑、清理的作用，然而，隨著社會科技的不斷發(fā)展，對于機械產品的質量要求也越來越高，這就導致切削液在加工制造過程中得到了大量的使用，由于切削液本身還有一定的有害物質，這就會給原材料造成一定的破壞，不僅提高了經濟成本，還在一定程度上污染的環(huán)境，對于工作人員的健康也造成了威脅。所以我們正在尋求一種對環(huán)境污染小、成本低、人體傷害小的工藝技術來進行機械產品的加工制造，干式加工是一種值得推薦的加工方法，它可以在加工制造過程中不涂抹切削機，這就在一定程度上減少了經濟成本，降低了環(huán)境污染，對人體傷害也非常小。干式加工法雖然聽起來比較陌生，但是它在實際工作中得到了非常廣泛的應用。

2.1干式加工

干切削加工方法有很多種， 如干車削、干銑削、干鉆削、干式螺紋加工、干式齒輪加工等。干式加工就是在加工過程中不用冷卻潤滑液的加工工藝。這種工藝方法從原理上講并不新，且已在生產中有較長時間的應用（ 如鑄鐵的干銑削等），但其內涵卻與以往有很大不同，因為這里的干式加工已不僅局限于鑄鐵材料的加工，而是力圖在所有材料加工及所有加工方法中均采用干式加工。就目前來看，干式加工范圍還較為有限，但其研究和應用以成為加工領域的一個新熱點。近年來，美國在制造業(yè)廣泛采用了干式加工。在歐洲已有一半的企業(yè)采用了干切削加工技術，尤其在德國，應用更為廣泛。

2.2刀具技術

干式加工對刀具材料要求很高， 它要求材料要具有很高的紅硬性和熱韌性， 良好的耐磨性、耐熱沖擊和抗粘結性， 現(xiàn)在立方氮化硼（ CBN） 、聚晶金剛石（ PCD） 、超細晶粒硬質合金等超硬材料已經廣泛應用于干切削。經研究表明， 高速鋼和硬質合金經過PVD 涂層處理后也可以用于干切削。

在對刀具的幾何參數(shù)和結構設計時， 要滿足干切削對斷屑和排屑的要求。對韌性材料的加工來說， 斷屑是很關鍵的， 目前車刀三維曲面斷屑槽方面的設計制造技術已經比較成熟， 可針對不同的工件材料和切削用量很快設計出相應的斷屑槽結構與尺寸， 并能大大提高切屑折斷能力和對切屑流動方向的控制能力。

2.3機床技術

干式加工在切削區(qū)域會產生大量的切削熱， 如果不及時散熱，會使機床受熱不均而產生熱變形， 這個熱變形就成為影響工件加工精度的一個重要因素， 因此機床應配置循環(huán)冷卻系統(tǒng)， 帶走切削熱量， 并在結構上有良好的隔熱措施。實驗表明， 干式切削理想的條件應該是在高速切削條件下進行， 這樣可以減少傳到工件、刀具和機床上的熱量。干切削時產生的切屑是干燥的， 這樣可以盡可能的將干切削機床設計成立軸和傾斜式床身。工作臺上的傾斜蓋板用絕熱材料制成， 在機床上配置過濾系統(tǒng)排出灰塵， 對機床主要部位進行隔離。

現(xiàn)在切削加工已朝著高速、超高速方向發(fā)展， 高速切削機床的發(fā)展給干切削的實現(xiàn)創(chuàng)造了良好的條件， 對于精密切削機床， 可在機床上裝上監(jiān)控系統(tǒng)， 以檢測切削區(qū)域的溫度變化、切削力的變化以及刀具的磨損， 并配以機床補償裝置。

3.結束語

總之， 綠色加工業(yè)已是世界工業(yè)發(fā)展的潮流， 它必將隨著人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出和經濟全球化的趨勢， 顯示出它的優(yōu)勢。因為追求生存環(huán)境的質量已是人類共同的價值趨向， 綠色加工業(yè)作為符合人類這一價值趨向的新興工藝前景廣闊， 做好綠色制造工藝的產、學、研已成為當務之急。

【參考文獻】

[1]王珺，張文學.綠色制造工藝技術在機械加工中的應用[J].現(xiàn)代商貿工業(yè)，2003（06）.

[2]林建華.現(xiàn)代機械加工技術與應用[J].中國高新技術企業(yè)，2008（02）.