機(jī)械制造中的低碳制造理論與技術(shù)

王元芳 紀(jì)濤 程守寶 趙紅軍 劉平 李陽

【摘要】 機(jī)械制造中的低碳制造理論與技術(shù)的應(yīng)用是目前機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，低碳制造理論與技術(shù)的使用不僅可以提升機(jī)械制造的生產(chǎn)效率，對(duì)于工藝流程以及部件優(yōu)化也是大有幫助。本文從機(jī)械制造中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)出發(fā)，對(duì)機(jī)械制造中的低碳技術(shù)如高速切削技術(shù)干切削技術(shù)與硬切削技術(shù)、先進(jìn)潤(rùn)滑技術(shù)、先進(jìn)的刀具技術(shù)進(jìn)行了探究，希望為機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展提供積極借鑒和建議。

【關(guān)鍵詞】 機(jī)械制造 低碳制造 理論與技術(shù)

低碳制造技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用主要包括產(chǎn)品的低碳設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、低碳生產(chǎn)環(huán)節(jié)、低碳能源開發(fā)環(huán)節(jié)，主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品制造的輕量化以及生態(tài)化發(fā)展，進(jìn)而提升機(jī)械制造行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，從而促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。眾所周知，機(jī)械制造行業(yè)是一個(gè)高能耗的行業(yè)，在倡導(dǎo)低碳環(huán)保的今天，機(jī)械制造行業(yè)要想獲得持續(xù)的發(fā)展，必須大力開發(fā)低碳生產(chǎn)和制造技術(shù)，減輕能源消耗和廢棄物排放，促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)生態(tài)效益的提升。

一、產(chǎn)品設(shè)計(jì)

1、輕量化設(shè)計(jì)。重量、性能、成本以及配套設(shè)備是機(jī)械制造過程中主要考慮的幾個(gè)指標(biāo)，也是衡量機(jī)械設(shè)備質(zhì)量的重要參考標(biāo)準(zhǔn)。因此，輕量化設(shè)計(jì)原則主要是針對(duì)以上指標(biāo)來進(jìn)行的。輕量化設(shè)計(jì)原則的運(yùn)用對(duì)于機(jī)械制造的益處主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，輕量化設(shè)計(jì)能夠大大減少機(jī)械制造過程中原料的消耗，節(jié)約制造成本，減少碳排放量。同時(shí)，輕量化設(shè)計(jì)能夠減少機(jī)械制造過程中產(chǎn)生的噪音，眾所周知，噪音干擾是機(jī)械制造過程中一個(gè)比較棘手的問題，而輕量化原則的運(yùn)用恰好彌補(bǔ)了這一缺陷。再次，輕量化設(shè)計(jì)能夠優(yōu)化產(chǎn)品性能，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

2、生態(tài)化設(shè)計(jì)。生態(tài)化設(shè)計(jì)主要遵循的原則如下：第一，生態(tài)化設(shè)計(jì)首先要滿足機(jī)械制造的基本需求，滿足產(chǎn)品性能設(shè)計(jì)的要求，使得產(chǎn)品能夠盡可能豐富其功能；第二，生態(tài)化設(shè)計(jì)主要致力于減少機(jī)械制造過程中能源的消耗和浪費(fèi)，減少廢棄物的排放。生態(tài)化設(shè)計(jì)主要運(yùn)用于化工、電子、交通以及機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。生態(tài)化設(shè)計(jì)以其低能耗、綠色環(huán)保的特點(diǎn)已經(jīng)在機(jī)械制造中得到運(yùn)用。

二、制造技術(shù)

機(jī)械產(chǎn)品制造過程中，先進(jìn)的加工技術(shù)的使用不僅可以優(yōu)化產(chǎn)品性能、提升產(chǎn)品品質(zhì)，也能夠有效降低產(chǎn)品制造成本、增強(qiáng)機(jī)械制造行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，隨著低碳制造技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)也在轉(zhuǎn)變其制造技術(shù)，優(yōu)化生產(chǎn)制造技術(shù)。

1、高速切削技術(shù)。高速切削技術(shù)相比普通切削技術(shù)，其速度達(dá)到了普通技術(shù)的7到10倍。高速切削技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提高零部件的運(yùn)行速度，從而減輕零部件對(duì)于電能的消耗，這也是符合低碳原則的。傳統(tǒng)的切削技術(shù)容易造成產(chǎn)品加工中精確度的受損，而高速切削技術(shù)則使得產(chǎn)品表面加工精確度得到提升，同時(shí)提升了產(chǎn)品的質(zhì)量，能夠顯著的增加產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益[1]。但是高速切削技術(shù)對(duì)于機(jī)床性能和結(jié)構(gòu)的要求比較高，機(jī)械制造行業(yè)要想引入這一制造技術(shù)，需要在前期投入較多的成本，但是就制造過程的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來看，企業(yè)可以獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

2、干切削技術(shù)與硬切削技術(shù)。傳統(tǒng)切削技術(shù)主要指的是通過切削液體添加量的改變來調(diào)節(jié)切削溫度的低碳技術(shù)，通過對(duì)切削溫度的控制，可以對(duì)加工強(qiáng)度進(jìn)行控制。同時(shí)，在使用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)，要注意對(duì)切削液進(jìn)行均勻加入，稍有不慎，將對(duì)產(chǎn)品加工質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。而干切削技術(shù)與硬切削技術(shù)的應(yīng)用則能夠在不適用切削液的前提下，對(duì)切削的強(qiáng)度和面積進(jìn)行控制，提升產(chǎn)品生產(chǎn)加工效率，優(yōu)化工藝質(zhì)量，因此，將干切削技術(shù)與硬切削技術(shù)作為低碳技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械制造中具有較大的發(fā)展空間。

3、先進(jìn)潤(rùn)滑技術(shù)。隨著干切削技術(shù)與硬切削技術(shù)的應(yīng)用，雖然機(jī)械制造過程中避免了切削液的使用，但是也有可能出現(xiàn)切削過程中產(chǎn)品表面干澀、粗糙影響加工效果的狀況，因此，潤(rùn)滑液的使用就十分必要潤(rùn)滑技術(shù)主要包括風(fēng)冷潤(rùn)滑技術(shù)和微量潤(rùn)滑技術(shù)[2]。眾所周知，切削液對(duì)于生態(tài)環(huán)境具有不良的影響，而潤(rùn)滑液對(duì)于生態(tài)環(huán)境的影響較小，因此，將潤(rùn)滑液代替切削液也是符合低碳原則的。

4、先進(jìn)的刀具技術(shù)。刀具技術(shù)在機(jī)械制造過程中的運(yùn)用是優(yōu)化切削技術(shù)的必要輔助，先進(jìn)刀具技術(shù)的使用可以大大提升切削效率，促進(jìn)切削技術(shù)的進(jìn)步。同時(shí)，新興刀具技術(shù)的使用也大大提升了零部件的工作精度，大大減少了二氧化碳的排放，符合低碳制造的原則。在加工過程中，合理的走刀軌跡將大大提升加工過程中的精度，降低生產(chǎn)制造成本，增加機(jī)械制造行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。從零部件的加工質(zhì)量到加工效率，都涉及到了刀具的使用，因此，在機(jī)械制造過程中，也要對(duì)刀具的使用壽命進(jìn)行延長(zhǎng)。

三、結(jié)語

低碳產(chǎn)品設(shè)計(jì)作為機(jī)械制造的第一步，主要體現(xiàn)著輕量化設(shè)計(jì)以及生態(tài)化設(shè)計(jì)的原則，針對(duì)該原則，機(jī)械制造技術(shù)主要采用了高速切削技術(shù)、干切削技術(shù)與硬切削技術(shù)、先進(jìn)潤(rùn)滑技術(shù)、先進(jìn)的刀具技術(shù)。低碳制造理論和技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用不僅大大提升了機(jī)械制造的效率，還彰顯了生態(tài)環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展原則。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉獻(xiàn)禮，陳濤.機(jī)械制造中的低碳制造理論與技術(shù)[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，01：1-8.

[2]緱玉峰.機(jī)械制造中的低碳制造理論與技術(shù)[J].硅谷，2013，20：7+175.