節(jié)約資源型機(jī)械制造工藝技術(shù)初探

摘 要：隨著機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，同時(shí)也存在著資源的浪費(fèi)，因此，必須大力發(fā)展綠色制造工藝技術(shù)，從而減少對(duì)環(huán)境的污染以及科學(xué)合理利用能源和資源。基于上述目標(biāo)綠色制造工藝可以分為三種類(lèi)型：環(huán)境保護(hù)型工藝技術(shù)、降低能耗型工藝技術(shù)、節(jié)約資源型工藝技術(shù)。文章主要對(duì)節(jié)約資源型工藝技術(shù)進(jìn)行了介紹，并且針對(duì)目前節(jié)約資源型機(jī)械制造工藝現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并且針對(duì)存在的問(wèn)題提出了相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：節(jié)約資源 機(jī)械制造 制造工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2014）01（a）-0097-02

目前，我國(guó)的制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)資源浪費(fèi)嚴(yán)重，能源利用率低下，能耗高，處于全球制造產(chǎn)業(yè)鏈的低端環(huán)節(jié)，很多企業(yè)都是通過(guò)犧牲環(huán)境和加大能源消耗的代價(jià)從而確保經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，在以后的機(jī)械制造過(guò)程中要重視節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境，加大節(jié)約資源型工藝研究，努力實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，從而為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)健康有序地發(fā)展戰(zhàn)略提供先決條件。

資源和能源問(wèn)題對(duì)全球的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的影響。不斷減少的自然資源和日益惡化的自然環(huán)境對(duì)人們的生產(chǎn)和生活都會(huì)有著較大的影響。機(jī)械制造業(yè)在國(guó)民收入總額中有著舉足輕重的作用，是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，然而很多的機(jī)械制造企業(yè)在產(chǎn)品的加工工藝、原材料的開(kāi)發(fā)方式等方面各種各樣的問(wèn)題不斷出現(xiàn)，從而造成了資源的浪費(fèi)和大量消耗，對(duì)于這些問(wèn)題目前還沒(méi)有很好的解決措施，只能從節(jié)約資源型機(jī)械制造工藝方向進(jìn)行推進(jìn)，才能夠促使制造業(yè)向可持續(xù)和綠色的方向發(fā)展。

1 節(jié)約資源型制造工藝概述

節(jié)約資源型制造工藝是一種先進(jìn)的制造工藝技術(shù)，它是在傳統(tǒng)的加工工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，這種技術(shù)結(jié)合了控制技術(shù)、表面技術(shù)、材料科學(xué)等技術(shù)，對(duì)需要改進(jìn)的制造工藝流程進(jìn)行改造，以達(dá)到提高資源利用率和降低環(huán)境污染為目標(biāo)，從而使污染物的排放量和整個(gè)流程的資源消耗降到最低，對(duì)企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行科學(xué)組合，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益的雙豐收，生產(chǎn)效率得到提高，生產(chǎn)成本得到降低。

節(jié)約資源型工藝技術(shù)是在產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，節(jié)省原材料消耗，簡(jiǎn)化工藝系統(tǒng)組成的技術(shù)。在傳統(tǒng)的加工過(guò)程中，原材料的大量消耗，對(duì)于全社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展是非常不利的，因此，對(duì)于減少消耗資源的綠色技術(shù)應(yīng)當(dāng)積極進(jìn)行推廣，也就是在工藝方面，通過(guò)改進(jìn)下料技術(shù)、毛坯制造技術(shù)，優(yōu)化工藝方案，采取干式加工技術(shù)、準(zhǔn)干式加工技術(shù)等先進(jìn)的加工技術(shù)，使加工余量得到減少，采用廢棄物少的技術(shù)，節(jié)約資源。

2 根據(jù)不同的要求和目的對(duì)節(jié)約資源型機(jī)械制造工藝進(jìn)行分類(lèi)

根據(jù)不同的要求和目的可以對(duì)節(jié)約資源型機(jī)械制造工藝為多種類(lèi)型，目前主要應(yīng)用的類(lèi)型有三種。

2.1 環(huán)保型工藝技術(shù)

這種技術(shù)也就是為了減少機(jī)械制造對(duì)環(huán)境造成的影響，在機(jī)械制造的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)技術(shù)的科學(xué)改造，從而全面降低污染物排放。

2.2 能源節(jié)約型工藝技術(shù)

這種機(jī)械制造工藝屬于一種綠色環(huán)保的工藝技術(shù)，這種技術(shù)通過(guò)技術(shù)升級(jí)，從而達(dá)到在機(jī)械制造過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)能源循環(huán)使用或者減少能源消耗的目的。

2.3 資源節(jié)約型技術(shù)

這種技術(shù)為了達(dá)到在在生產(chǎn)的過(guò)程中節(jié)約原材料的目的，對(duì)機(jī)械制造工藝進(jìn)行簡(jiǎn)化。資源節(jié)約型技術(shù)的實(shí)現(xiàn)一般是通過(guò)工藝和設(shè)計(jì)兩個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在工藝方面，企業(yè)為了減少對(duì)各種原材料的依賴(lài)一般是通過(guò)應(yīng)用大規(guī)模新型應(yīng)用技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的；在設(shè)計(jì)方面，為了實(shí)現(xiàn)原材料使用的最大化，企業(yè)在保證質(zhì)量的前提下盡可能減少零部件的使用量。

3 節(jié)約資源型機(jī)械制造工藝技術(shù)的應(yīng)用

目前，環(huán)境保護(hù)越來(lái)越受到人們的重視，在環(huán)境保護(hù)方面，節(jié)約資源型機(jī)械制造工藝具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，一些企業(yè)已經(jīng)將這一技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用并且取得了較好的效果。

3.1 干式加工技術(shù)在機(jī)械制造企業(yè)中的應(yīng)用

干磨削和干切削是干式加工技術(shù)的體現(xiàn)，這種技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，主要應(yīng)用在磨削、銑削、車(chē)削等生產(chǎn)環(huán)節(jié)過(guò)程中。在上述環(huán)節(jié)中，傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)是需要添加切削液的，切削液主要起到清晰、排屑、潤(rùn)滑、冷卻的作用，但是切削液的應(yīng)用會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染，還會(huì)造成機(jī)械產(chǎn)品的制造成本提高，另外，還會(huì)對(duì)工人的身心健康造成一定的傷害。要想解決切削液所造成的危害，在機(jī)械制造過(guò)程中采用干式加工技術(shù)能夠很好地解決這一問(wèn)題，干式加工技術(shù)是一種不需要切削液的加工技術(shù)，這種技術(shù)能夠很好地保護(hù)環(huán)境，能夠有效地降低生產(chǎn)成本，這種技術(shù)研究和應(yīng)用目前在德國(guó)還處于領(lǐng)先地位。（1）干切削。干切削加工方法主要包括干式齒輪加工、干式螺紋加工、干鉆削、干銑削、干車(chē)削等。干車(chē)削是一種目前應(yīng)用較為廣泛的方法。例如在對(duì)絲桿進(jìn)行加工時(shí)，首先螺紋在軟的工件上加工出來(lái)，再把帶有螺紋的工件進(jìn)行淬硬，最后對(duì)經(jīng)過(guò)淬硬的工件進(jìn)行精磨。如果選用旋風(fēng)銑削加工技術(shù)進(jìn)行加工，就可以使生產(chǎn)效率得到提高，加工時(shí)間得到縮短，金屬切除率得到了提高。（2）干式磨削。傳統(tǒng)的磨削工藝技術(shù)，在生產(chǎn)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些煙霧和油氣，造成了生產(chǎn)成本的增加，也對(duì)生產(chǎn)環(huán)境造成了污染。對(duì)于上述問(wèn)題的解決可以采用干式磨削技術(shù)進(jìn)行加工，這種技術(shù)就是利用熱交換器的作用，使冷卻到-110℃的空氣直接噴灑到磨削部位，這樣能夠有效地預(yù)防加工過(guò)程中工件的變形，也能夠減輕磨削過(guò)程中煙霧和油氣的產(chǎn)生。

3.2 準(zhǔn)干式加工技術(shù)在機(jī)械制造企業(yè)中的應(yīng)用

由于干式加工技術(shù)對(duì)加工機(jī)床的構(gòu)造、打造刀具的材料以及相應(yīng)的加工技術(shù)都有著較高的要求，目前很多企業(yè)還不能對(duì)于滿足干式加工的生產(chǎn)條件，應(yīng)用還不是很廣泛，為了減少對(duì)環(huán)境的污染和資源的浪費(fèi)，可以采取干、濕加工的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，這樣不但很大程度上降低了切削液的費(fèi)用，而且加工要求也得到了滿足，這種切削技術(shù)也就是準(zhǔn)干式切削技術(shù)。準(zhǔn)干式切削技術(shù)是介于濕式和純干式之間的切削技術(shù)，對(duì)切削液的消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于濕式切削，其切削液的消耗量在50 ml/h以下。

3.2.1 風(fēng)冷卻切削技術(shù)

為了能夠同時(shí)解決冷卻和潤(rùn)滑問(wèn)題，在現(xiàn)有的加工技術(shù)條件下，可以采用風(fēng)冷卻切削技術(shù)。風(fēng)冷卻切削技術(shù)就是先將空氣中的水分利用除濕器除去，然后空氣被輸送到冷卻器達(dá)到-30 ℃以后，再將加工部位噴灑適量的植物油，同時(shí)將冷風(fēng)輸送到切削部位，噴灑的無(wú)害植物油主要起到潤(rùn)滑和防銹作用。

3.2.2 “汽束”噴霧冷卻切削技術(shù)

“汽束”噴霧冷卻切削技術(shù)屬于準(zhǔn)干式切削方式，目前在機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)用較為廣泛。“汽束”噴霧冷卻切削技術(shù)工藝方法是將空氣利用空氣壓縮機(jī)約0.3～1 MPa的壓力進(jìn)行壓縮，對(duì)微量的切削液進(jìn)行霧化，然后再向切削部位進(jìn)行噴灑切削液，切削液在高溫狀態(tài)下會(huì)瞬間汽化，這樣大量的熱量被帶走，切削部位溫度下降，從而促使切削部位溫度降低?！捌眹婌F冷卻切削技術(shù)在使用的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)注意切削液的使用量保持在50～125 ml/h之間，在這一過(guò)程要做到機(jī)床的工作狀態(tài)最佳，要確保切削、刀具、工件之間的干燥，同時(shí)還要做到回收利用切削，從而能夠節(jié)約資源降低對(duì)環(huán)境的污染。

3.3 減少加工余量

如果加工余量較大，零件的毛坯粗糙，不但造成生產(chǎn)率低下，而且還會(huì)造成較多的原料消耗。因此，為了提高毛坯精度，可以在一些有條件的地區(qū)實(shí)行專(zhuān)業(yè)化的毛坯制造。另外，盡可能地選用先進(jìn)的制造技術(shù)，例如高速切削，高速切削技術(shù)的具有工件變形小，加工時(shí)間短，切削力下降，切削速度得到提高，從而使加工質(zhì)量得到了保證。

3.4 低溫切削加工技術(shù)

低溫切削加工工藝主要用于材料加工難度較大的情況，例如淬硬鋼、高錳鋼、鈦合金等。由于一些低溫冷風(fēng)裝置要進(jìn)行配備，包括使用低沸點(diǎn)公質(zhì)作冷媒的間接冷卻裝置、氮?dú)饬靼l(fā)生裝置等，這些也就成為了改技術(shù)需要注意的一些問(wèn)題，因此成本相對(duì)較高。近年來(lái)，隨著研究的不斷深入，低溫冷風(fēng)切削技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，并且已經(jīng)在一些機(jī)床企業(yè)被應(yīng)用，目前在日本機(jī)床企業(yè)應(yīng)用最為廣泛。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)械制造企業(yè)也不提程度地對(duì)環(huán)境造成一定的影響。并將導(dǎo)致能源危機(jī)和資源枯竭的加速。因此，迫切需要機(jī)械制造企業(yè)采用節(jié)約資源的機(jī)械制造工藝技術(shù)，這些關(guān)系到人們生活質(zhì)量的提高和人類(lèi)經(jīng)濟(jì)文化的可持續(xù)發(fā)展。節(jié)約資源型機(jī)械制造工藝技術(shù)應(yīng)用和推廣是非常必要的，符合人類(lèi)的共同價(jià)值取向。

參考文獻(xiàn)

[1]韓軍霞.關(guān)于節(jié)約資源型機(jī)械制造工藝技術(shù)的研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（2）：25.

[2]王志堅(jiān)，于曉萍.探析節(jié)約資源型機(jī)械制造工藝技術(shù)發(fā)展[J].東方企業(yè)文化，2011（24）：78.

[3]周兵.關(guān)于節(jié)約資源型機(jī)械制造技術(shù)的研究[J].管理學(xué)家，2011（7）.

[4]唐廣龍.節(jié)約資源型機(jī)械制造工藝技術(shù)初探[J].知識(shí)經(jīng)濟(jì)，2011（2）：129.