數(shù)控加工中的綠色加工技術(shù)

董小婷

摘 要： 綠色，在人們的意識(shí)里是純凈和環(huán)保的象征，意味著郁郁蔥蔥和天然健康無污染。什么是綠色機(jī)械制造呢？這是在20世紀(jì)八九十年代的時(shí)候所提出的新概念。這種技術(shù)又叫做環(huán)保技術(shù)，是以傳統(tǒng)舊工藝為主，繼而通過和環(huán)境、生產(chǎn)技術(shù)、科學(xué)材料類等一些技術(shù)來進(jìn)行的創(chuàng)新性先進(jìn)技術(shù)。其目標(biāo)是使產(chǎn)品在生產(chǎn)的全部工作鏈中的制造、包裝、應(yīng)用、后期處理等能夠產(chǎn)生較小的影響。

關(guān)鍵詞： 數(shù)控加工;綠色加工

綠色機(jī)械制造是指在不犧牲產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、可靠性、功能和能量利用率的前提下，充分利用資源，盡量減輕制造過程對(duì)環(huán)境產(chǎn)生有害影響程度，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、高效及清潔化的目標(biāo)。

1綠色加工的定義

綠色制造（GreenManufacturing）是指在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本的同時(shí)，綜合考慮環(huán)境影響和資源利用效率的現(xiàn)代制造模式，義稱為環(huán)境意識(shí)制造、無浪費(fèi)制造。

綠色工藝是指物料和能源消耗最小化、廢棄物最小化、環(huán)境污染最小化的加工工藝。

2綠色加工工藝簡介

采用綠色切削加工工藝技術(shù)，是為了解決在切削過程中切削液帶來的問題。潤滑、冷卻、排屑和清洗是切削液在機(jī)加工中所起到的作用，但大量使用切削液會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，同時(shí)也會(huì)危害到工作人員的身體健康。目前國內(nèi)主要從干式切削、綠色濕式切削、低溫切削等幾個(gè)方面進(jìn)行了開發(fā)研究。

2.1干式切削加工工藝

干式切削加工技術(shù)方法多樣，現(xiàn)干式切削在許多材料中都得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在合金、鑄鐵和有色金屬加工中。干式切削的切割溫度很高，所以在選擇刀具上非常嚴(yán)格，干式加工刀具必須具有高熱韌性紅硬性、高耐磨性、強(qiáng)抗粘結(jié)性，必須保證刀具和切削之間的摩擦系數(shù)盡可能小，排屑順暢，易于散熱。機(jī)床切削時(shí)其速度盡量要高，并配備吸塵和排屑裝置。雖然干式切削加工工藝對(duì)保護(hù)環(huán)境等方面都起到了一定的作用，但是，其切削加工技術(shù)還存在很多不足：①在對(duì)高強(qiáng)度的鋼材進(jìn)行切削時(shí)，刀具磨損相當(dāng)嚴(yán)重，即對(duì)刀具的材料、結(jié)構(gòu)功能等提出了很高的要求;②加工時(shí)能量損耗較大，切削過程中產(chǎn)生的溫度很高，而且在高溫時(shí)鐵屑會(huì)體現(xiàn)出熱塑性，很難控制，造成了排屑的困難。

2.2低溫切削

（1）低溫切削的概念

低溫切削加工是利用液氮（-186℃）、液體二氧化碳（-76℃）等低溫介質(zhì)，使工件、工具或切削區(qū)處于冷卻狀態(tài)從而進(jìn)行切削加工的方法。

所謂液氮冷卻就是利用液氮進(jìn)行低溫切削加工，即利用液氮使工件、刀具或切削區(qū)處于低溫冷卻狀態(tài)進(jìn)行切削加工的方法。氮?dú)馐谴髿庵泻孔疃嗟某煞郑旱鳛橹蒲豕I(yè)的副產(chǎn)品來源十分廣闊。使用液氮作為切削液，應(yīng)用后直接揮發(fā)成氣體返回到大氣中，沒有任何污染物，從環(huán)保方面看是一種有前途的切削掖替代品。

（2）低溫切削的效益

低溫加工采用的低溫液體一般為液氮，液氮取自空氣，使用過程中揮發(fā)回到空氣中，無論其生產(chǎn)還是使用過程，均不對(duì)環(huán)境造成任何污染，避免了切削液所造成的環(huán)境污染。？液氮揮發(fā)時(shí)，局部會(huì)產(chǎn)生缺氧現(xiàn)象，故應(yīng)對(duì)加工區(qū)進(jìn)行屏蔽，避免操作者受影響。？自然，比起常規(guī)的加工來，低溫加工系統(tǒng)增加了兩部分額外費(fèi)用：一部分是低溫設(shè)備的投資費(fèi)（包括低溫容器、加工區(qū)屏蔽、控制系統(tǒng)）;另一部分是低溫液體消耗費(fèi)。？若我們從資源的綜合利用的角度出發(fā)，把制造廠建在氧氣廠附近，直接利用氧氣廠的廢液——液氮作為低溫加工系統(tǒng)的低溫源，而液氫、液氧等輸出供他用，形成資源綜合優(yōu)化利用系統(tǒng)，最大限度的提高資源綜合利用率。另外還省去切削液供應(yīng)及回收，減少了資源消耗，降低了低溫加工的成本，提高其經(jīng)濟(jì)可行性。

3綠色加工的特點(diǎn)

綠色機(jī)械加工技術(shù)是以實(shí)現(xiàn)資源最大化利用為目的機(jī)械加工技術(shù)?；谖覈┙o側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的具體要求，綠色機(jī)械加工技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

（1）能源高效利用性。在強(qiáng)淵生態(tài)文明建設(shè)的環(huán)境下，機(jī)械加工技術(shù)的精密度以及先進(jìn)行性越來越完善，尤其是綠色加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)能源的最大化利用，有效降低了能源浪費(fèi)現(xiàn)象。例如在切削生產(chǎn)工藝中傳統(tǒng)的模式需要不斷地添加各種潤滑劑等，這樣不僅增加人工費(fèi)用，而且還會(huì)增加能源消耗。而綠色加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一體化、智能化操作，大大降低了能源消耗;

（2）低污染。相比傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)，綠色機(jī)械加工技術(shù)的核心是“綠色”，綠色不僅要求機(jī)械加工以資源最大化利用為主，而且還要求對(duì)生態(tài)環(huán)境造成最小的損害。綠色加工技術(shù)主要是采取更加先進(jìn)的處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工過程中所產(chǎn)生的各種低污染。例如微量潤滑切削技術(shù)的應(yīng)用就集中體現(xiàn)了綠色加工技術(shù)的理念。

（3）高效益。綠色加工技術(shù)以最小的投入實(shí)現(xiàn)最大的收益，因此在供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革要求下，機(jī)械加工企業(yè)通過技術(shù)創(chuàng)新成為驅(qū)動(dòng)企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。在強(qiáng)化創(chuàng)新節(jié)約型社會(huì)背景下實(shí)施綠色機(jī)械加工技術(shù)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，以機(jī)械零件切削工藝為例，傳統(tǒng)的機(jī)械切削過程中不僅會(huì)造咸大量資源的浪費(fèi)，例如在切削中浪費(fèi)的原料要占到加工總量的30%左右，而且在加工過程中所產(chǎn)生的高溫等對(duì)于道具的損害也是比較大的，并且在切削的過程中還會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體等，威脅人的健康。

4結(jié)束語

當(dāng)代社會(huì)，技術(shù)的發(fā)展日新月異，技術(shù)的進(jìn)步實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)重視程度的不斷提高，通過更新技術(shù)來實(shí)現(xiàn)零排放或零污染已成為一門重要課題。綠色機(jī)械加工技術(shù)是我國的一大發(fā)展趨勢，推行此技術(shù)對(duì)于制造業(yè)的綠色生產(chǎn)、提高競爭力都起著重要作用。因此，掌握綠色機(jī)械加工技術(shù)的核心技術(shù)，使得這一技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)加工中真正得以廣泛應(yīng)用，對(duì)于我國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)有著非常重要的作用。

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