機(jī)械制造過程綠色制造技術(shù)應(yīng)用

摘 要：綠色制造技術(shù)也被稱為環(huán)境意識制造技術(shù)，其最終目的在于進(jìn)一步促進(jìn)循環(huán)利用資源。文章首先概述了綠色制造技術(shù)，其次，深入探討了綠色制造技術(shù)在機(jī)械制造過程中的應(yīng)用，具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造；綠色制造技術(shù)；應(yīng)用

1 概述

我國機(jī)械制造業(yè)在近年來得到了較快的發(fā)展，也取得了一定的成就，已經(jīng)成為了我國支柱性產(chǎn)業(yè)之一，但機(jī)械制造業(yè)也是用水用電大戶，會排出大量的工業(yè)廢水、廢氣、廢物，一直以來都存在著低效率、高消耗的問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國機(jī)械制造業(yè)每年都會產(chǎn)生數(shù)以億噸計(jì)的工業(yè)廢水、廢氣、廢物，造成了嚴(yán)重的污染，也消耗掉了大量的寶貴資源。在這種情況下，社會各界都亟盼在機(jī)械制造過程廣泛應(yīng)用綠色制造技術(shù)，為節(jié)能減排、營造和諧社會做出貢獻(xiàn)。文章就機(jī)械制造過程綠色制造技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行探討。

2 綠色制造技術(shù)概述

綠色制造技術(shù)是在傳統(tǒng)制造技術(shù)的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的，采用新型節(jié)能材料和先進(jìn)制造技術(shù)來進(jìn)行制造生產(chǎn)，使得制造出來的產(chǎn)品對環(huán)境污染小、成本低、質(zhì)量高。

2.1 綠色工藝

綠色制造的重要一環(huán)就是綠色工藝，清潔生產(chǎn)與綠色工藝緊密相關(guān)、密不可分；綠色工藝是指那些既能夠降低環(huán)境影響，又能夠保障產(chǎn)品質(zhì)量的機(jī)械制造工藝技術(shù)；通常而言，綠色工藝有以下一些實(shí)現(xiàn)途徑：（1）基于環(huán)境負(fù)荷的相對尺度來確定其影響自然資源、人體健康、生物多樣性程度的評價(jià)；（2）對廢物排放、自然資源利用，以及水體、土壤、空氣可能造成影響的環(huán)境評價(jià)；（3）通過對原有設(shè)備和原有工藝機(jī)械改善來達(dá)到改變產(chǎn)品制造技術(shù)或者生產(chǎn)工藝的效果，將生態(tài)損壞、原材料消耗量、健康與安全風(fēng)險(xiǎn)、能源消耗、廢物生量降低到最低程度。（4）將原材料、過渡產(chǎn)品在工藝過程中實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

2.2 綠色材料

綠色材料也被稱為生態(tài)材料，是指在機(jī)械制造產(chǎn)品生產(chǎn)過程中選用那些對環(huán)境無害、無毒、噪聲小、能耗低的材料，或者有一定的危害性，但是在應(yīng)用一些相應(yīng)措施之后就可消除或者減少的材料，具有較佳的環(huán)境兼容性。

2.3 綠色包裝

綠色包裝指機(jī)械制造產(chǎn)品所采用的包裝工藝、包裝材料都務(wù)必要滿足節(jié)能減排的要求。既要考慮到包裝材料的可回收性、可降解性、成本，又要考慮到機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量優(yōu)良、包裝精美。在機(jī)械制造產(chǎn)品的包裝階段，要盡量選擇節(jié)能環(huán)保、循環(huán)利用率高、耐用性強(qiáng)的高科技綠色材料，例如可以選擇符合“3R1D”原則、可以自行降解、并且可多次循環(huán)利用的綠色包裝材料。

3 綠色制造技術(shù)在機(jī)械制造過程中的應(yīng)用

3.1 鑄鍛焊工藝綠色化

美國作為消失模鑄造技術(shù)的發(fā)源，率先并領(lǐng)跑消失模鑄造應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，其產(chǎn)量己占世界產(chǎn)量的50%以上。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，鋁合金和黑色合金鑄件的技術(shù)被美國、日本等發(fā)達(dá)國家發(fā)展的非常成熟了，并且己進(jìn)入大批量生階段。中國有26000多家鑄造企業(yè)，消失模鑄造企業(yè)僅100多家，中國鑄件年產(chǎn)量己達(dá)2400多萬t，消失模鑄造產(chǎn)量僅僅20多萬t。我國一汽輕型發(fā)動機(jī)用消失模鑄造法生產(chǎn)的鋁合金進(jìn)氣管，毛坯重由原來金屬的3.39kg減少到2.84kg，機(jī)加工量減少30%，而且模具壽命提高了10倍。傳統(tǒng)的鉛錫焊料由于污染、抗蠕變性能差，已經(jīng)完全不能滿足電子工業(yè)對其可靠性、環(huán)境性能的要求。

3.2 切削加工工藝綠色化

德國制造的加工中心中將有5%用氣冷與潤滑性涂層刀具相結(jié)合來取代澆注式冷卻。但采用油基磨削液有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是在加工過程中會產(chǎn)生煙霧，使工作環(huán)境發(fā)生變化而不利于生產(chǎn)，而且過多的使用磨削液會造成成本的增加。在各種加工方式中，其資源的使用量及污染量居于前列，要改善這種情況，可以采用干凍磨削方式來加工。針對單件小批量零件需求，德國開發(fā)出數(shù)控干切削加工鑄型，用于零件制造。

同時(shí)，在機(jī)床切削加工過程，切削液的使用、存貯、采購都需要專門的物流系統(tǒng)和技術(shù)，會消耗掉10%-15%的加工成本，而若不能正確處理和使用切削液，那么必將會污染環(huán)境，危害到操作人員的身心健康，針對這種情況，可以將原來那種有害健康、高污染、高成本的濕切削過程用微量潤滑（MQL）技術(shù)、干切削技術(shù)來代替，進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的“綠色”。

3.3 深孔鉆削工藝綠色化

亞干式加工是控制環(huán)境污染源頭的一項(xiàng)綠色制造工藝，它的優(yōu)點(diǎn)是在切削的過程中沒有污染，省去使用切削液造成的一切費(fèi)用開支，大大的控制住了生產(chǎn)的成本。相對傳統(tǒng)（濕式）深孔鉆削中大量使用切削液進(jìn)行冷卻、潤滑、排屑，造成環(huán)境污染和成本增加的問題，在整個(gè)制造過程中做到對環(huán)境的污染最小和對資源的利用率最高。濕式深孔鉆削中的切削力比亞干式深孔鉆削中的切削力略小，濕式深孔鉆削的刀具磨損和加工表面粗糙度值與亞干式深孔鉆削的差不多，能夠獲得比較好的刀具耐用度和內(nèi)孔表面質(zhì)量。亞干式深孔鉆削中切削液顆粒容易進(jìn)入刀具與已加工面的接觸區(qū)，潤滑及冷卻效果良好，切削區(qū)溫度較低，后刀面與已加工表面不易枯接，使兩者之間的摩擦減小從而使已加工表面的粗糙度減小。

3.4 綠色生態(tài)機(jī)床的應(yīng)用

綠色生態(tài)機(jī)床是綠色機(jī)械制造技術(shù)的最新應(yīng)用，它提出了一種全新的節(jié)能減排理念：降低使用機(jī)床時(shí)的能源消耗，并且減少機(jī)床的量，節(jié)省材料。據(jù)統(tǒng)計(jì)，為了確保機(jī)床的剛度，不得不占用80%的機(jī)床重量，而只有不到20%的機(jī)床重量用于對機(jī)床運(yùn)動學(xué)進(jìn)行滿足。針對這種情況，應(yīng)該從新材料、新結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面來優(yōu)化機(jī)床結(jié)構(gòu)，降低機(jī)床的質(zhì)量。新材料是指在機(jī)床制造材料中采用復(fù)合材料、陶瓷、人造花崗石（樹脂混凝土）、碳素纖維等新材料，而新結(jié)構(gòu)是指可以采用箱中箱結(jié)構(gòu)機(jī)床、聯(lián)機(jī)床等新型結(jié)構(gòu)機(jī)床，能夠讓其具有熱穩(wěn)定性好、抗振性強(qiáng)、阻尼系數(shù)大等顯著的優(yōu)點(diǎn)。

此外，要以產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和先進(jìn)技術(shù)為手段，以環(huán)保、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、高效為目標(biāo)，以機(jī)械制造產(chǎn)品的全壽命周期設(shè)計(jì)管理為指導(dǎo)來開展廢舊機(jī)床的再制造項(xiàng)目，充分回收利用廢舊機(jī)床，這樣一來，能夠節(jié)約70%以上的材料，能夠節(jié)約60%的能源消耗，生產(chǎn)成本僅為新品的50%左右。

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作者簡介：田煒（1973，01-），女，河北省饒陽縣人，碩士學(xué)位，現(xiàn)有職稱：講師，研究方向：機(jī)械工程。