淺談機械加工與綠色制造

摘要： 機械加工會在不同程度上對環(huán)境產(chǎn)生污染，因此，人們應更加注重綠色制造工藝技術(shù)，促進產(chǎn)業(yè)升級，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。機械加工過程中產(chǎn)生的廢棄物會對環(huán)境造成巨大污染，導致全球環(huán)境逐漸惡化，同時也造成極大的浪費，嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。如果繼續(xù)使用傳統(tǒng)的機械加工模式，會對社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響，因此，大力發(fā)展綠色加工制造工藝技術(shù)尤為重要。綠色環(huán)保理念在機械設計制造上的應用，不僅對節(jié)約資源和改善環(huán)境有積極作用，適應了時代的發(fā)展，而且對機械設計制造行業(yè)也具有深遠意義的影響，促進其向著節(jié)能化和人性化方向發(fā)展，擴大了其發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞： 機械加工；綠色制造； 工藝技術(shù)

綠色制造工藝是以傳統(tǒng)工藝為基礎，結(jié)合表面技術(shù)、材料科學、控制技術(shù)等先進機械制造方法的工藝技術(shù)，可節(jié)約成本、降低環(huán)境污染、合理利用資源。綠色制造工藝主要分為三類： 綠色節(jié)能型工藝技術(shù)、環(huán)保型綠色工藝技術(shù)、節(jié)約資源型的綠色工藝技術(shù)。

1 綠色制造在機械加工中的應用

（1）干式加工技術(shù)。該加工技術(shù)方式多樣，如干銑削、干車削、干式螺旋加工、干鉆削、干式齒輪加工等，干式加工技術(shù)是在機械加工過程中，不使用冷卻潤滑液的機械加工技術(shù)。相對來說，干式加工方式并不是最先進的加工技術(shù)，在機械加工中的應用已有較長時間，但該加工方式的內(nèi)涵已經(jīng)發(fā)生變化。干式加工技術(shù)已經(jīng)在美國得到廣泛應用，一些歐洲企業(yè)也在應用這種加工技術(shù)。

（2） 機床技術(shù)。在干式加工中，切削部位容易產(chǎn)生切削熱，如果不能及時做好散熱，就會導致機床受熱不均衡，使機床變形，機床一旦變形，就會導致加工精度不準確。因此，循環(huán)冷卻是機床必須配備的系統(tǒng)，它可以有效分散切削產(chǎn)生的熱量，具有較好的隔熱作用。實驗表明，在高速切削條件下，干式切削可以有效減少刀具、機床、工件的熱量。由于干切削所產(chǎn)生的切屑較為干燥，也可以將干切屑的機床設計為成立軸和傾斜式的床身。機床工作臺的傾斜蓋板必須采用隔熱材料制作，并在機床上設置過濾系統(tǒng)，以便排除加工產(chǎn)生的灰塵，有效隔離機床的重要部位。隨著科技的快速發(fā)展，機床技術(shù)的切削加工藝也在迅猛發(fā)展，而高速切削機床技術(shù)的快速發(fā)展為干切削營造了良好加工條件，相對精密的切削機床來說，還可以在機床設置監(jiān)控系統(tǒng)，以有效檢測切削部位的溫度和切削力度，檢測刀具的磨損程度，同時配備機床補充裝置。

（3）低溫切削工藝。低溫切削工藝一般使用于相對難度較大的材料加工中，如高錳鋼、鈦合金、淬硬鋼等，需要配置一些低溫冷風裝置，如間接冷卻裝置、氮氣流裝置等。由于這些裝置成本比較高，因此機械加工技術(shù)發(fā)展受到限制。在某些發(fā)達國家中，低溫冷風切削工藝的研究已經(jīng)比較成熟，已廣泛應用于各大機械加工企業(yè)中，尤其是在日本應用較為普遍。我國對其也進行了深入研究，相信未來我國的低溫風冷裝置也會得到廣泛應用。

2實現(xiàn)綠色制造工藝技術(shù)的方法

（1） 重視綠色設計。綠色設計是綠色工藝技術(shù)的設計環(huán)節(jié)，應全面考慮環(huán)境與資源屬性，如制造性、回收性、拆卸性等，盡可能減少對環(huán)境的污染，設計目標也應充分考慮工藝技術(shù)功能、壽命、質(zhì)量、經(jīng)濟性、社會性。在綠色制造工藝的操作中，必須要考慮機械加工與環(huán)境的關(guān)系，注重加工材料的選擇，優(yōu)化機械結(jié)構(gòu)，提高能源利用率，重視制造工藝技術(shù)，減少加工產(chǎn)生的有害物質(zhì)。要延長綠色制造工藝技術(shù)的使用期限，有效減少資源的浪費，減少污染物和廢棄物的排放。重視綠色制造工藝技術(shù)的應用和研發(fā)，促進機械加工業(yè)的發(fā)展。

（2） 改進制作工藝。要堅持因地制宜的原則，在參考完外部環(huán)境之后選擇合適的加工工藝。機械零部件的加工工藝不同，要考慮所選的加工工藝是否與設備匹配。只有所選的與生產(chǎn)的設備相匹配，才能發(fā)揮設備的正常水平，合理的利用原料，減少廢品和次品的產(chǎn)生，提高生產(chǎn)效率?，F(xiàn)今溫鍛就是有優(yōu)于熱鍛與冷鍛的優(yōu)點，才被廣泛運用。冷鍛使金屬的塑形變低，變形易開裂，降低了生產(chǎn)效率；熱鍛工序繁多，工件精度差，鍛件易產(chǎn)生氧化、脫碳、燒損。再從環(huán)境保護和節(jié)約能源方面考慮，精度高、工序少、自動化程度高的溫鍛就成為優(yōu)選。其次還要考慮合理安排和調(diào)整施工工序，做到高效、節(jié)能。另外應用清潔、節(jié)能和高效的熱處理技術(shù)、真空熱處理技術(shù)，工件可以有效地實現(xiàn)無氧化、無碳化和無滲碳，并能達到脫脂除氣的效果；應用離子滲碳技術(shù)不產(chǎn)生廢氣和有害煙霧，實現(xiàn)了高效和節(jié)能。

（3）選用低物耗原材料。機械加工中會大量使用不可再生的金屬材料，這會危害社會的可持續(xù)性發(fā)展。因此，機械加工業(yè)必須積極運用綠色低耗能的工藝技術(shù)，不斷優(yōu)化工藝方案，引進先進的綠色制造加工工藝技術(shù)。在選擇材料時，不僅要重視材料的使用性能，還要與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，完善機電產(chǎn)品功能，簡化機械加工結(jié)構(gòu)，減少材料使用品種，盡量選用低能耗、污染小、可回收、容易加工的材料。在機械設計制造中，要在符合基本原則的前提下盡可能地選用環(huán)保型材料。

（4）選擇綠色環(huán)保的技術(shù)和設備。由于現(xiàn)有的機械產(chǎn)品不符合綠色環(huán)保理念，除了淘汰和改進不符合規(guī)定的產(chǎn)品和方法，還可以以技術(shù)和設備為切入點，充分應用計算機技術(shù)和先進的檢測手段，將綠色環(huán)保理念融入其中。比如，選擇耗油量低、運轉(zhuǎn)噪聲小、排放污染低的環(huán)保型發(fā)動機；為保證液壓系統(tǒng)的高效節(jié)能的工作，注意液壓設備的防塵和滲漏，選擇合適的油箱、管道和閥門等。在機械設計制造過程中，通過結(jié)合計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的模擬制造，及時發(fā)現(xiàn)設計的不合理之處，檢測性能的優(yōu)劣，規(guī)劃好工藝流程，做到減少人力物力的浪費，提高生產(chǎn)效率。在生產(chǎn)加工過程中，需要使用大量的煤炭、電力、有色金屬、鋼鐵等能源。隨著不可再生資源的逐年減少，對傳統(tǒng)機械加工工藝技術(shù)進行改進，引進先進的綠色制造工藝與節(jié)能工藝，充分利用太陽能，獲取輻射加工的高能源，逐步開發(fā)風能、生物能、地熱能、天然氣等新型無污染能源。

參考文獻：

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[2] 艾永旭 . 淺析綠色制造工藝在機械加工中的應用[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，（ 04） ： 92.

（作者簡介廣東申菱環(huán)境系統(tǒng)股份有限公司）