綠色制造工藝技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用

高 波

(哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院，哈爾濱 150081)

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綠色制造工藝技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用

高 波

(哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院，哈爾濱 150081)

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人口數(shù)量不斷增多，給地球帶來了巨大壓力，導(dǎo)致全球環(huán)境逐漸惡化，資源嚴(yán)重短缺，人們的發(fā)展和生存都受到了嚴(yán)重影響。在制造業(yè)中，最基礎(chǔ)的部分是機(jī)械加工，而綠色制造工藝可以讓企業(yè)實現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)、實現(xiàn)綠色制造，有效提高企業(yè)的市場競爭力。通過分析綠色制造工藝技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用，提出了應(yīng)用要點。

綠色制造；工藝技術(shù)；機(jī)械加工；應(yīng)用

隨著社會的不斷進(jìn)步，機(jī)械制造業(yè)也在不斷發(fā)展。企業(yè)在機(jī)械制造過程中，應(yīng)積極提倡清潔生產(chǎn)與綠色制造的概念，促進(jìn)機(jī)械制造加工發(fā)展，取替?zhèn)鹘y(tǒng)的加工模式，進(jìn)而提高機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。機(jī)械加工會在不同程度上對環(huán)境產(chǎn)生污染，因此，人們應(yīng)更加注重綠色制造工藝技術(shù)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。機(jī)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(dǎo)致全球環(huán)境逐漸惡化，同時也造成極大的浪費，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。如果繼續(xù)使用傳統(tǒng)的機(jī)械加工模式，會對社會經(jīng)濟(jì)、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。

1 綠色制造工藝概述

綠色制造工藝是以傳統(tǒng)工藝為基礎(chǔ)，結(jié)合表面技術(shù)、材料科學(xué)、控制技術(shù)等先進(jìn)機(jī)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)。第一，綠色節(jié)能型工藝技術(shù)是在進(jìn)行機(jī)械加工的過程中，盡量減少能源消耗的一種綠色工藝技術(shù)。其主要加工方式是低能耗、降磨損。第二，環(huán)保型綠色工藝技術(shù)是利用相應(yīng)的工藝技術(shù)，將廢氣、廢液、噪聲、廢渣等產(chǎn)生的危害降到最低。第三，節(jié)約資源型的綠色工藝技術(shù)是在機(jī)械加工中簡化工藝技術(shù)，是一種節(jié)約能源型的綠色工藝技術(shù)。其主要從工藝與設(shè)計兩方面入手，在工藝上，通過下料技術(shù)的優(yōu)化、毛坯制造技術(shù)的優(yōu)化，采用干式加工技術(shù)、無切屑的加工技術(shù)、新型特殊加工技術(shù)等方式降低能源消耗，提高資源的利用率。在設(shè)計上，通過減少零件重量和數(shù)量、優(yōu)化工藝設(shè)計等方式，提高能源的利用率。

2 綠色制造工藝技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用

2.1 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(jī)械加工過程中，不使用冷卻潤滑液的機(jī)械加工技術(shù)。相對來說，干式加工方式并不是最先進(jìn)的加工技術(shù)，在機(jī)械加工中的應(yīng)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(yīng)用，一些歐洲企業(yè)也在應(yīng)用這種加工技術(shù)。

2.2 機(jī)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(dǎo)致機(jī)床受熱不均衡，使機(jī)床變形，機(jī)床一旦變形，就會導(dǎo)致加工精度不準(zhǔn)確。因此，循環(huán)冷卻是機(jī)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(jī)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(jī)床設(shè)計為成立軸和傾斜式的床身。機(jī)床工作臺的傾斜蓋板必須采用隔熱材料制作，并在機(jī)床上設(shè)置過濾系統(tǒng)，以便排除加工產(chǎn)生的灰塵，有效隔離機(jī)床的重要部位。隨著科技的快速發(fā)展，機(jī)床技術(shù)的切削加工藝也在迅猛發(fā)展，而高速切削機(jī)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(jī)床來說，還可以在機(jī)床設(shè)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(jī)床補(bǔ)充裝置。

2.3 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(fēng)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(jī)械加工技術(shù)發(fā)展受到限制。在某些發(fā)達(dá)國家中，低溫冷風(fēng)切削工藝的研究已經(jīng)比較成熟，已廣泛應(yīng)用于各大機(jī)械加工企業(yè)中，尤其是在日本應(yīng)用較為普遍。我國對其也進(jìn)行了深入研究，相信未來我國的低溫風(fēng)冷裝置也會得到廣泛應(yīng)用。

3 綠色制造工藝技術(shù)的應(yīng)用要點

3.1 重視綠色設(shè)計

綠色設(shè)計是綠色工藝技術(shù)的設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)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(shè)計目標(biāo)也應(yīng)充分考慮工藝技術(shù)功能、壽命、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性、社會性。在綠色制造工藝的操作中，必須要考慮機(jī)械加工與環(huán)境的關(guān)系，注重加工材料的選擇，優(yōu)化機(jī)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(yīng)用和研發(fā)，促進(jìn)機(jī)械加工業(yè)的發(fā)展。

3.2 選用低物耗原材料

機(jī)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(jī)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(jìn)先進(jìn)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(jī)電產(chǎn)品功能，簡化機(jī)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。

3.3 注重低能耗發(fā)展

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，引進(jìn)低能耗的綠色制造工藝技術(shù)是必然選擇，應(yīng)逐步提高資源的使用率、注重技術(shù)改造，可采用風(fēng)機(jī)、節(jié)能電機(jī)等取替耗能較大的傳統(tǒng)設(shè)備。對傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，引進(jìn)先進(jìn)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(fēng)能、生物能、地?zé)崮?、天然氣等新型無污染能源。

4 結(jié)語

目前，綠色制造理念已經(jīng)深入人心，綠色制造工藝技術(shù)也促進(jìn)了機(jī)械加工業(yè)的快速可持續(xù)性發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，人們的對生活環(huán)境更加重視，倡導(dǎo)綠色制造是必然趨勢。因此，綠色制造工藝技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用具有非常重要的意義，是企業(yè)發(fā)展的重要途徑，應(yīng)高度重視綠色制造工藝，提高綠色工藝在機(jī)械加工中的利用率。

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Application of green manufacturing technology in machining

GAO Bo

(Harbin Vocational and Technical College, Harbin 150081, China)

In recent years, with the rapid development of China′s economy, the increasing population has brought great pressure to the earth, leading to the deterioration of the global environment and the serious shortage of resources, which have seriously affected people′s development and survival. The most basic part of manufacturing sector is mechanical processing, and green manufacturing allows enterprises to achieve environmental goals and green manufacturing, which effectively improves the market competitiveness of enterprises. By analyzing the application of green manufacturing technology in machining, the application points are put forward.

Green manufacturing; Process technology; Machining; Application

2016-12-10

本文為哈爾濱市應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)項目“高精度、高耐磨WC超硬模具及高硬度WC刀具”(2014AE4AE054)及黑龍江省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度重點課題“高職機(jī)械類實訓(xùn)基地建設(shè)研究與實踐”課題(ZJB1215007)研究成果

高波(1961-)，男，教授。

TH16

A

1674-8646(2017)04-0138-02