綠色機(jī)械加工的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)研究

摘 要：機(jī)械工業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)行業(yè)，綠色機(jī)械加工作為節(jié)能減排的出發(fā)點(diǎn)，其對(duì)于提高資源利用率具有特殊效用。綠色機(jī)械加工已經(jīng)由傳統(tǒng)的理念向著具體的實(shí)施過(guò)程發(fā)展，逐步成為降低經(jīng)濟(jì)成本并減少污染物排放的必由之路。文章從綠色機(jī)械加工的現(xiàn)狀出發(fā)，詳細(xì)分析了其發(fā)展的未來(lái)趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：綠色機(jī)械；加工現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，綠色機(jī)械加工日漸成為提升能源消耗、節(jié)約生產(chǎn)成本、減少排放污染的重要手段，對(duì)于綠色機(jī)械加工技術(shù)的關(guān)注度也逐步提升，我國(guó)針對(duì)此領(lǐng)域也投入了相當(dāng)一部分的人力資源、物質(zhì)資源以及經(jīng)濟(jì)能力，為拓展相關(guān)節(jié)能技術(shù)的研發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的拓展。在綠色機(jī)械加工領(lǐng)域，我國(guó)的整體水平與工業(yè)持續(xù)進(jìn)步的現(xiàn)實(shí)需求仍舊存在一定差距。本文從綠色機(jī)械加工的現(xiàn)狀入手，分析了相關(guān)技術(shù)的未來(lái)趨勢(shì)。

1 綠色機(jī)械加工的內(nèi)涵

機(jī)械加工居于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的根本，其占有了相當(dāng)部分的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，我國(guó)以傳統(tǒng)的制造業(yè)為主，呈現(xiàn)出投入成本較高、能源消耗較大、污染程度較高、實(shí)際收益較低的生產(chǎn)特征[1]。在綜合能耗、污染物排放等環(huán)節(jié)與發(fā)達(dá)國(guó)家差距較大，因此，開(kāi)展針對(duì)綠色機(jī)械加工的相關(guān)研究，能夠大力推動(dòng)機(jī)械工業(yè)的未來(lái)發(fā)展，構(gòu)建友好可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)環(huán)境。綠色機(jī)械加工的內(nèi)涵是，機(jī)械加工進(jìn)行中，推動(dòng)其中每個(gè)環(huán)節(jié)最大限度的實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)低耗以及高效清潔的目的。綠色機(jī)械加工主要代表了綠色制，相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械加工，綠色加工能夠改善一系列的弊端。首先能夠大大提高資源的利用效率，原有的機(jī)械加工具備繁瑣的程序，這就大大浪費(fèi)了材料與時(shí)間；其次，大大降低了對(duì)于環(huán)境的破壞程度，傳統(tǒng)技術(shù)的切削工藝對(duì)于生態(tài)環(huán)境造成巨大破壞，綠色加工減少了環(huán)境的污染，有助于對(duì)于原有環(huán)境的保持；此外，綠色加工也最大程度的減小了機(jī)械加工中的化學(xué)成分排放，這也減輕了對(duì)于人體的損害，從根本上形成了環(huán)境的有力保護(hù)。

2 綠色機(jī)械加工的現(xiàn)狀

2.1 干切削工藝

綠色機(jī)械加工的現(xiàn)狀是指在開(kāi)展機(jī)械加工的過(guò)程中，僅僅使用自然冷卻的唯一手段，并不使用其它介質(zhì)。目前的技術(shù)主要以干切削為主，干切削廣泛應(yīng)用于國(guó)外的制造業(yè)，德國(guó)大部分企業(yè)均采用干切削技術(shù)，美國(guó)公司開(kāi)發(fā)的陶瓷與刀具來(lái)進(jìn)行對(duì)于鋼鐵材料的干切削工藝，其大規(guī)模投入生產(chǎn)并取得實(shí)際效益。歐洲公司的閘輪和零件生產(chǎn)也利用干切削實(shí)行加工，干切削主要使用能夠高速切削的刀具來(lái)進(jìn)行加工[2]。干切削需要使用切削液來(lái)進(jìn)行對(duì)于工藝的潤(rùn)滑與冷卻，切削力的增加造成切削溫度的迅速上升，加快了刀具的磨損程度，這就導(dǎo)致刀具的耐用度大大降低，這同時(shí)影響了加工的實(shí)際質(zhì)量。要想使干切削工藝能夠一定時(shí)間內(nèi)形成與濕加工相同的效果，甚至超過(guò)其實(shí)際質(zhì)量，就必須對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)展開(kāi)綜合考慮并選擇相應(yīng)舉措，大力消除加工的弊端。同時(shí)，不可忽視的是干切削進(jìn)行中出現(xiàn)的粉塵排放，這將會(huì)對(duì)生產(chǎn)者的健康產(chǎn)生巨大傷害，排放粒子被加工者吸入，會(huì)造成嚴(yán)重后果，所以，盡管干切削作為重要的綠色機(jī)械加工工藝，但其應(yīng)用不夠廣泛，干切削的其他研究也在進(jìn)行中。

2.2 輔助加工

輔助綠色機(jī)械加工是把能產(chǎn)生冷卻效果的介質(zhì)在切削進(jìn)行的區(qū)域輸入，引起冷卻以及潤(rùn)滑效果的出現(xiàn)。依據(jù)現(xiàn)有的介質(zhì)形態(tài)，可以劃分為射流和噴霧兩種加工工藝。其中，射流加工是指將冷卻的介質(zhì)借助壓力以及速度輸送到所進(jìn)行切削的區(qū)域中，為其進(jìn)行潤(rùn)滑加工。根據(jù)輔助工藝所利用的相關(guān)介質(zhì)大致可以劃分為，液體與氣體的射流加工。液體加工表現(xiàn)為澆注冷卻，運(yùn)用集中代替分散冷卻潤(rùn)滑，大幅度的提高冷卻液的壽命[3]。進(jìn)而改善機(jī)械加工的原有質(zhì)量，針對(duì)廢水集中處理，來(lái)減少?gòu)U水處理量。

3 綠色機(jī)械加工的發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)綠色加工技術(shù)的現(xiàn)狀以及國(guó)家工業(yè)化的技術(shù)要求，可以預(yù)測(cè)，在未來(lái)綠色加工的發(fā)展將以節(jié)約能耗、降低環(huán)境承載力、減輕量化、提高零件壽命材入手，大體發(fā)展趨勢(shì)可總結(jié)為如下幾個(gè)方面。

3.1 集約化生產(chǎn)

綠色機(jī)械加工以最少的資源能耗來(lái)降低環(huán)境的污染水平，其加工技術(shù)立足于整個(gè)社會(huì)的綜合考慮，針對(duì)形式各異的零部件與設(shè)備材料經(jīng)過(guò)整合分析，通過(guò)進(jìn)行冷卻介質(zhì)、加工參數(shù)的優(yōu)化處理，來(lái)選擇適宜的方案，幫助加工時(shí)間得到縮短，整體效益得到提升，實(shí)現(xiàn)零污染的環(huán)境效益，最大化的降低加工的成本，即對(duì)于整個(gè)企業(yè)與社會(huì)的綜合成本，從整體的系統(tǒng)觀念出發(fā)，來(lái)綜合衡量全方位的影響因素，為追求社會(huì)的整體優(yōu)化助力。由于綠色機(jī)械加工的過(guò)程不僅僅是個(gè)體孤立的加工，作為綜合考慮其他要素的集成工藝，其主要通過(guò)一系列的網(wǎng)絡(luò)以及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)將諸如綠色設(shè)計(jì)、質(zhì)量保證、物能資源等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，為綠色機(jī)械加工中的信息交互與數(shù)據(jù)共享提供動(dòng)力，從而促使其融入整個(gè)集成系統(tǒng)，為進(jìn)行科學(xué)決策提供建議。

3.2 綜合化加工

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可將各種系統(tǒng)相互連接，幫助加工的每個(gè)步驟充分考慮機(jī)械加工整個(gè)周期中所涵蓋的因素，例如質(zhì)量效果、成本估計(jì)、進(jìn)度安排、環(huán)境需要、資源控制等，其中并行的特質(zhì)表現(xiàn)的尤為明顯。綠色機(jī)械加工必須基于市場(chǎng)的實(shí)際需求以及對(duì)于外界變化的動(dòng)態(tài)反應(yīng)，這對(duì)于加工多樣化的零件大有幫助，因而針對(duì)底層應(yīng)注重柔性加工，借助不同類(lèi)型材料及工件，運(yùn)用不同設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)不同方法的加工，降低機(jī)械加工的綜合成本。綠色機(jī)械加工日益從零散化走向一體化，近年來(lái)，關(guān)于綠色加工的研究大多集中在面向輕量化的節(jié)能出發(fā)、基于再制造以及資源可拆卸回收的方法等，與此相適應(yīng)的出現(xiàn)許多關(guān)于綠色加工的支持軟件。未來(lái)的綠色機(jī)械加工方法逐步向著集簡(jiǎn)化數(shù)量、環(huán)保節(jié)能、拆解便捷、綠色材料等要求出發(fā)，選擇能夠滿足綠色材料，制造機(jī)械規(guī)劃、延長(zhǎng)產(chǎn)品周期等目標(biāo)的綜合加工方向發(fā)展，為預(yù)測(cè)機(jī)械產(chǎn)品制造與研發(fā)，從資源化著手來(lái)改善各環(huán)節(jié)的綠色機(jī)械加工程度。

3.3 持續(xù)深入環(huán)保理念

綠色機(jī)械加工始終堅(jiān)持減少材料浪費(fèi)、提高資源利用率、減少污染排放等環(huán)保領(lǐng)域出發(fā)，秉承著基礎(chǔ)機(jī)械工藝的永恒發(fā)展主題。伴隨材料在加工中的選擇得到不斷發(fā)展，其基礎(chǔ)加工工藝也同裝備以期發(fā)生巨大的變革。從圍繞節(jié)能減排出發(fā)，以銑代磨的機(jī)械加工工藝、以成形替代切削等機(jī)械工藝，內(nèi)高壓的液力成形、凈成型、干切削等工藝不斷涌現(xiàn)。目前，從整體上看，我國(guó)相關(guān)企業(yè)還需要加強(qiáng)針對(duì)綠色機(jī)械加工制造的基礎(chǔ)理論研究，大大提高對(duì)機(jī)械加工基礎(chǔ)的共性技術(shù)的資本投入，為形成相對(duì)完善的機(jī)械加工標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建一系列的評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)而有效幫助國(guó)際節(jié)能減排事業(yè)實(shí)現(xiàn)大力發(fā)展，不斷提升加工實(shí)際效率，真正推動(dòng)國(guó)際機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化的可持續(xù)發(fā)展。

總而言之，隨著世界發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于綠色機(jī)械加工技術(shù)的日益重視，我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域也不斷投入資金、人力來(lái)開(kāi)展技術(shù)研發(fā)，為推動(dòng)綠色機(jī)械加工的產(chǎn)業(yè)化提供基礎(chǔ)。當(dāng)代的綠色機(jī)械加工已經(jīng)突破了傳統(tǒng)的理論層面，向著提高資源綜合利用的精細(xì)化趨勢(shì)發(fā)展，其機(jī)械加工手段的多樣化以及生產(chǎn)能效的優(yōu)化，有助于大大提高能耗較低的機(jī)械產(chǎn)品，逐步成為推動(dòng)綠色機(jī)械加工不斷發(fā)展的展新趨勢(shì)。原有的粗放機(jī)械加工模式已嚴(yán)重不適應(yīng)當(dāng)前的形勢(shì)，綠色加工技術(shù)的發(fā)展為當(dāng)今提出更高的要求，相關(guān)企業(yè)要牢牢抓住機(jī)遇，為培育嶄新的增長(zhǎng)點(diǎn)做努力，為推動(dòng)構(gòu)建環(huán)境資源集約型的工業(yè)社會(huì)助力。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：夏穎怡（1981，10-），女，回族，云南臨滄人，本科，云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師，研究方向：機(jī)械加工。