基于綠色制造的新型機械制造工藝及裝備技術研究

周天武 楊慧麗

摘 要：綠色制造是環(huán)境保護，節(jié)約資源和能量，實現(xiàn)生態(tài)工業(yè)和社會可持續(xù)發(fā)展的一種途徑。為了實現(xiàn)綠色制造的目的，就必須解決傳統(tǒng)制造技術中資源能源耗費大、環(huán)境污染嚴重的問題，探索新型的綠色制造工藝。

關鍵詞：綠色制造；新型的；制造工藝

中圖分類號：TH16 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）21-0098-02

Abstract： Green manufacturing is a way to protect the environment， save resources and energy， and realize the sustainable development of ecological industry and society. In order to achieve the purpose of green manufacturing， it is necessary to solve the problems of large resource and energy consumption and serious environmental pollution in traditional manufacturing technology， and explore a new type of green manufacturing process.

Keywords： green manufacturing； new type； manufacturing process

1 概述

我國是制造業(yè)大國，制造業(yè)就是將社會上的資源以及能源通過各種外加工，制造出一些適合人類使用的物件的產業(yè)。我國目前制造業(yè)在實際制造過程中消耗了大量的自然資源并且造成了嚴重的浪費，這對自然界的破壞極大，對環(huán)境造成了嚴重的污染[1]。對于這種情況，人類開始考慮、研發(fā)了一種新型的可持續(xù)發(fā)展的制造模式，即綠色制造。制造模式及滿足特征變遷如圖1所示。

綠色制造的提出與傳統(tǒng)相比，減少了環(huán)境的污染，并且對自然界的資源得到了很好的利用，沒有造成嚴重的浪費，而且在綠色制造模式下的指導，為各個制造企業(yè)創(chuàng)造了更大的經濟效益。因此一些專家認為，綠色制造的應用可以從根本上解決制造業(yè)環(huán)境污染的問題，綠色制造體現(xiàn)了人類的可持續(xù)發(fā)展[2]。

2 理論概述

2.1 機械加工工藝規(guī)劃的基礎概念

機械加工過程就是原料放入工作臺，再通過對其的進一步加工。在生產出成品的這段時間中，主要是工人借助一些專業(yè)的工具，通過各種方式讓其運用在產品的生產線上，然后就能通過已經設計好的程序將其制作成工業(yè)產品。工藝規(guī)劃就是對產品進行再創(chuàng)造，通過一些必要的設計讓產品能夠變得更加美觀大方，無論是否有準備，都要對產品的設計進行有目標的規(guī)劃。

2.2 綠色制造技術各階段的主要模式

想要合理的利用資源進行產品的制作，還要能夠回收再利用，就是能源資源可以循環(huán)利用，避免對環(huán)境的污染等一系列嚴重的環(huán)境問題。第一，材料選用上應選擇綠色材料。選用綠色材料的主要原因還是對環(huán)境進行保護，在選材上肯定會側重既環(huán)保又實用的類型。這樣可以讓產品變得更加能夠接近現(xiàn)在社會上的主流，一切以環(huán)境問題為主，生產生活要以不破壞環(huán)境為主要條件。第二，產品設計時選擇綠色設計模式。首先產品結構要簡單化與產品的可拆卸性；其次在設計產品時，就需要提前全面考慮到，如果產品報廢，如何做到合理回收提高資源的利用效率，盡最大可能，使零部件能夠得到合理的循環(huán)使用，以及充分發(fā)揮原材料的使用價值，多層次利用這便是回收再利用設計的關鍵之處。最后充分考慮產品運輸時的方便性和安全性，可以有效節(jié)約成本提高產品效益。第三，綠色加工工藝是加工工藝設計時的優(yōu)先選擇，綠色加工工藝的合理利用能有效提高原材料的利用率和減少對我國生態(tài)環(huán)境的破壞。第四，管理上使用綠色管理模式。國家要出臺相關的法規(guī)，條文和質量標準，對企業(yè)提出明確的綠色加工生產準則，為企業(yè)提供明確的生產規(guī)范。還要多開設專家討論會與企業(yè)深入討論研究綠色低碳環(huán)保的生產模式。為企業(yè)提供，理論技術指導和實驗，各企業(yè)也要根據(jù)自身生產情況開發(fā)出可行性高可操作性強的綠色加工工藝并在生產中不斷改進完善[3]。

3 機械加工工藝過程綠色制造的方法

3.1 材料消耗的分析

對材料消耗提出幾點建議：一是對加工材料的消耗，在機械加工行業(yè)中，可以從根源上改善加工材料浪費嚴重的問題，從而提高原材料的利用率。在考慮如何節(jié)省原材料時，主要從加工后材料的去向進行分析，主要包括制成成品件實體的材料，工藝品質造成的材料損耗以及其他原因造成的損耗三方面進行考慮。二是對輔助材料的消耗，例如，工人需要的勞保鞋，手套，安裝和運輸制件時需要的材料包裝等會造成材料消耗。在這些方面也應該注重對材料的管理，提高相關耗材的利用效率。三是提高材料的利用率，主要體現(xiàn)在提高常用易損件的表面硬度，進行表面處理工藝，提升耐磨性能；使用可回收材料；根據(jù)實際加工需要，考慮購置專用加工機床，避免小材大用，加速機床的耗損；利用CAM技術模擬加工過程，找到容易造成浪費的環(huán)節(jié)；保障機床零部件的使用壽命；三是對機加工設備的保護。四是節(jié)約加工中消耗的能源。

3.2 避免機加工對環(huán)境造成的污染

機械加工中以及后期，會產生大量的廢料、廢氣、廢液以及噪聲污染。

4 影響工藝規(guī)劃的因素及應對方法

考慮到加工條件的限制，以及加工過程中對材料的消耗，環(huán)境的影響等因素，要選擇最優(yōu)的加工工藝。一是選擇合適的工藝參數(shù)；二是制定合理的工藝路線；三是機床的調整和選用。

機械加工難免會產生大量的加工廢料，在傳統(tǒng)的加工方式上，盡管已經進行了多種因素的綜合考慮，但是還是會難以避免的產生很多廢品，對環(huán)境造成較大的污染，因此提出了綠色制造工藝過程。綠色制造工藝過程的優(yōu)點在于進一步優(yōu)化加工過程的加工工藝，進一步減少材料的浪費，降低能源的消耗，將廢棄物排放降至最低。

5 工藝規(guī)劃中對機床設備進行優(yōu)化的方法

（1）利用高速干切削技術來對機床進行改造。

（2）在MQL技術的基礎上對機床進行改造。

（3）對綠色的刀具進行研究。

a.對刀具的消耗量進行減少。選擇更加適合生產刀具的材料和刀具上的涂層的物質；讓刀具的刃數(shù)增多，讓刀具的刀片變得更小。

b.把廢舊的硬質合金刀片重新進行使用。

c.小切削力刀具。

（4）對高速干切削和準干切削技術的刀具進行研究

a.找出和干切削加工相配合的材料。使用新的材料進行刀具研制，能快、準、狠的進行工作，促進刀具在切削工作中的使用。

b.對刀具的涂層材料進行研究。盡可能多的在刀具上，進行涂抹，讓這個防熱的效果達到一個最佳的狀態(tài)，可以使用不同的材質進行涂層，這樣出來的效果會更好，讓這個刀具更好的發(fā)揮出自己的作用來。在刀具上進行一個軟的涂層是一個發(fā)展的方向，其次使用一些新科技，研制出一個新的涂層材料，既可以更好的發(fā)揮出隔熱的功能，還能有一個潤滑的作用。

c.對刀具的形狀進行調整。主要是減少刀具和實物之間接觸的面積，促進刀具切割的作用。比如刀具的切頭可以設置成螺旋的。

6 結束語

隨著機加工行業(yè)的普及，零件制造中的許多問題逐步凸顯出來。綠色制造技術即是針對這些問題提出來的。它順應了當前政策以及環(huán)境的發(fā)展方向。綠色制造加工技術在傳統(tǒng)的加工技術基礎上，綜合了更多方面的因素，建立在對工藝，加工手段的改進方面上，具有更多的加工優(yōu)勢。文章通過對傳統(tǒng)加工方式的簡單介紹，提出了綠色加工工藝規(guī)程的制定，通過對加工中涉及的各個因素綜合考慮，充分論述了綠色加工工藝規(guī)程的優(yōu)勢和提高綠色加工的有效途徑。綠色制造技術符合現(xiàn)在我國保護環(huán)境的基本國策，對于企業(yè)生產制造，提高經濟效益的意義重大。

參考文獻：

[1]劉光復，劉志峰，李鋼.綠色設計與綠色制造[M].機械工業(yè)出版社，1999.

[2]陳志偉.先進制造技術與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略[J].常州師范專科學校學報，2003（04）.

[3]陳超，周福章，李力千.機械工業(yè)中的綠色制造技術[J].機械制造，2000.