綠色制造工藝技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械加工中的應(yīng)用研究*

肖興文

（阿壩職業(yè)學(xué)院，四川 阿壩州 623200）

隨著社會(huì)持續(xù)性發(fā)展以及社會(huì)生產(chǎn)力水平的不斷提高，現(xiàn)代化建設(shè)對(duì)于能源的需求不斷提高，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的問題越發(fā)突出。為了更好地滿足可持續(xù)發(fā)展理念相關(guān)要求，需要高度重視農(nóng)業(yè)機(jī)械加工中綠色理念的應(yīng)用，借助綠色制造工藝技術(shù)推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械加工持續(xù)發(fā)展，在滿足基本制造生產(chǎn)需求的同時(shí)盡量使環(huán)境不被破壞。因此，探討綠色制造工藝技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械加工中的應(yīng)用具有十分重要的意義。

1 綠色制造工藝技術(shù)概述

綠色制造工藝技術(shù)主要是在傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝技術(shù)基礎(chǔ)上以資源合理應(yīng)用、資源節(jié)約化利用、降低污染等為基本目標(biāo)，融合材料科學(xué)、控制技術(shù)等不同類型技術(shù)的制造工藝技術(shù)。綠色制造工藝的工藝生產(chǎn)目標(biāo)并不相同，可以劃分為低能耗、低物耗、環(huán)保型三種工藝技術(shù)。

1）低能耗主要是以最少的能源滿足生產(chǎn)加工需求，隨著社會(huì)各界對(duì)于不同類型能源資源的需求量不斷增長，礦物資源、石油資源可供使用量不斷下降。此時(shí)，在節(jié)省能源資源的基礎(chǔ)條件下，想要獲得更多的發(fā)展空間與資源就必須利用低能耗生產(chǎn)工藝，借助設(shè)計(jì)與工藝改造等方式降低生產(chǎn)過程中的能源消耗，提高資源利用率[1]。

2）低物耗主要是指節(jié)約資源類型的生產(chǎn)工藝技術(shù)，其可以體現(xiàn)在設(shè)計(jì)與工藝兩個(gè)層面上。從設(shè)計(jì)層面上主要是指容易制造、能源消耗低、環(huán)保的綠色材料，最大程度地降低零件的數(shù)量和重量，應(yīng)用最佳方式實(shí)現(xiàn)對(duì)圖紙的設(shè)計(jì)；從工藝角度上則是對(duì)毛坯制造技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，降低材料損耗。

3）環(huán)保型的綠色制造工藝技術(shù)，屬于一種新型的綠色制造工藝，在傳統(tǒng)加工工藝技術(shù)的生產(chǎn)過程中會(huì)呈現(xiàn)出相對(duì)嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，尤其是在資源浪費(fèi)、環(huán)境遭受侵害方面，而環(huán)保型生產(chǎn)加工工藝就是以減少污染物的排放為目的，應(yīng)用具備較高環(huán)境保護(hù)特性的供應(yīng)技術(shù)進(jìn)行加工，從而降低機(jī)械加工所導(dǎo)致的環(huán)境危害問題。

目前來看，綠色制造工藝技術(shù)的應(yīng)用原則主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是和電氣工程需求保持高度融合。在農(nóng)業(yè)機(jī)械加工期間可以應(yīng)用綠色節(jié)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)能耗的控制，在具體加工期間電氣工程可以應(yīng)用節(jié)能技術(shù)作為基礎(chǔ)前提并確?？沙掷m(xù)發(fā)展，為加工過程提供技術(shù)支持。二是降低能耗。建筑電氣綠色節(jié)能設(shè)計(jì)的核心目標(biāo)在于降低能耗，在電氣設(shè)計(jì)期間應(yīng)當(dāng)盡可能減少不必要的能耗，對(duì)于必要的能耗問題應(yīng)當(dāng)盡可能降低能耗用量，以科學(xué)技術(shù)為支持，提高能源使用率，從而實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能目標(biāo)。三是提高經(jīng)濟(jì)效益。在應(yīng)用綠色制造工藝技術(shù)期間，不僅需要注重目前的經(jīng)濟(jì)利益，還需要對(duì)未來的發(fā)展與切身利益形成支持，并對(duì)全新的材料與設(shè)備形成合理的應(yīng)用，對(duì)未來的發(fā)展形成合理規(guī)劃，從而提高機(jī)械加工的整體經(jīng)濟(jì)水平。

綠色制造工藝技術(shù)主要內(nèi)容如圖1所示。

圖1 綠色制造工藝技術(shù)主要內(nèi)容

2 綠色制造工藝技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械加工中的應(yīng)用

以往農(nóng)業(yè)機(jī)械加工作業(yè)需要消耗大量的人力物力資源，時(shí)間效率相對(duì)較低，在相關(guān)技術(shù)持續(xù)發(fā)展的環(huán)境下，農(nóng)業(yè)機(jī)械加工技術(shù)必然會(huì)不斷地發(fā)展，其中綠色制造工藝技術(shù)的應(yīng)用也會(huì)不斷成熟化。下面以綠色制造工藝技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械加工切削領(lǐng)域中的應(yīng)用為例，探究幾點(diǎn)實(shí)際應(yīng)用方式。

2.1 干式切削工藝

在農(nóng)業(yè)機(jī)械加工過程中切削工藝非常普遍，并且以往切削工藝會(huì)采用切削液，對(duì)于使用過的切削液在處理方面不僅存在資源消耗問題，同時(shí)如果處理不妥善還會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染問題[2]。采用干式切削工藝技術(shù)方式，可以通過少用甚至是不使用切削液的方式完成切削生產(chǎn)加工，從而降低對(duì)環(huán)境的污染與影響。從農(nóng)業(yè)機(jī)械加工生產(chǎn)技術(shù)角度來看，想要大規(guī)模應(yīng)用干式切削工藝技術(shù)，必須在材料方面進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新。在農(nóng)業(yè)機(jī)械加工材料方面，超硬合金屬于最難實(shí)現(xiàn)干式切削工藝生產(chǎn)的材料，其次是鋼材料，而鑄鐵屬于最容易完成干式切削生產(chǎn)的工藝材料，例如鋁合金。在加工過程中，對(duì)于所出現(xiàn)的切屑很容易與刀具形成咬焊的黏連表現(xiàn)，使用高速干式切削技術(shù)方式便可以解決這一問題。有研究認(rèn)為，干式切削技術(shù)中約有95%的熱量都會(huì)傳輸給切削，在切削和刀具接觸的部位會(huì)出現(xiàn)局部熔化的問題，此時(shí)，提高鋁合金的加工精度并降低能耗、節(jié)約資源顯得非常重要。在干式切削加工過程中為了規(guī)避在高溫環(huán)境之下刀具與工件之間形成黏連，所應(yīng)用的工具和刀具材料必須嚴(yán)格選擇并合理搭配。在采用干式切削工藝時(shí)需要進(jìn)行深入探究，并對(duì)技術(shù)進(jìn)行改造升級(jí)，以便于更好地滿足綠色制造基礎(chǔ)要求。

2.2 低溫切削生產(chǎn)工藝

低溫切削生產(chǎn)工藝屬于一種技術(shù)水平相對(duì)較高的綠色制作生產(chǎn)工藝，其一般被應(yīng)用在難度相對(duì)較高的材料加工任務(wù)中，例如高錳鋼、鈦合金等加工制造過程中往往會(huì)應(yīng)用到低溫切削工藝。綠色制造工藝中低溫切削工藝技術(shù)對(duì)于材料的要求相對(duì)較高，并且加工期間還需要配備額外的低溫冷風(fēng)裝置，例如間接冷卻裝置[3]。這一些材料和設(shè)施的采購成本較高，這也對(duì)低溫切削技術(shù)廣泛普及形成了阻礙。目前，部分發(fā)達(dá)國家已經(jīng)成熟掌握了低溫切削生產(chǎn)工藝技術(shù)，并且將其大規(guī)模應(yīng)用到了農(nóng)業(yè)機(jī)械加工中，尤其是日本農(nóng)業(yè)機(jī)械加工企業(yè)，基本上都開始應(yīng)用低溫切削生產(chǎn)工藝，我國目前也在持續(xù)深入研究該技術(shù)，希望將來也可以廣泛普及。另外，低溫切削生產(chǎn)工藝還涉及供熱生產(chǎn)工藝，其主要是安裝在脫水器上并增加了自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門，借助自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過程中的相關(guān)熱量進(jìn)行轉(zhuǎn)換傳遞，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

2.3 機(jī)床技術(shù)

在農(nóng)業(yè)機(jī)械加工過程中，采用干式加工技術(shù)雖然可以達(dá)到環(huán)保節(jié)能的基礎(chǔ)目標(biāo)，但是在切削過程中很容易形成切削熱量，如果不及時(shí)進(jìn)行散熱處理，會(huì)導(dǎo)致機(jī)床受熱而各部分的溫升不均勻，長時(shí)間不解決便會(huì)導(dǎo)致機(jī)床發(fā)生變形，加工精度隨之下降。對(duì)此，在加工期間需要為機(jī)床配備相應(yīng)的冷卻系統(tǒng)，不僅需要達(dá)到基本的隔熱要求，同時(shí)還要將切削所生產(chǎn)的熱量有效分散出去。相關(guān)研究認(rèn)為，在干式切削過程中降低機(jī)床、刀具等設(shè)備運(yùn)行的熱量非常重要，在設(shè)計(jì)過程中可以將機(jī)床設(shè)計(jì)成為傾斜式或立軸式，特別是機(jī)床工作臺(tái)可以傾斜蓋板并選擇具有隔熱性能的材料，同時(shí)在機(jī)床上設(shè)置過濾系統(tǒng)，將生產(chǎn)期間的灰塵及時(shí)清理干凈，從而達(dá)到保護(hù)機(jī)床關(guān)鍵部位的目的。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，機(jī)床技術(shù)的切削工藝獲得了明顯的發(fā)展，結(jié)合通信以及檢測(cè)等技術(shù)，高效切削機(jī)床技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械加工領(lǐng)域也有著比較突出的應(yīng)用價(jià)值。

3 農(nóng)業(yè)機(jī)械加工中綠色制造工藝技術(shù)的發(fā)展展望

3.1 深入認(rèn)知綠色設(shè)計(jì)

在目前，農(nóng)業(yè)機(jī)械加工領(lǐng)域中綠色制造工藝技術(shù)的實(shí)施必然需要在原本生產(chǎn)加工技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新。所有的生產(chǎn)制造工藝都需要基于人來設(shè)計(jì)，每一項(xiàng)生產(chǎn)制造工藝技術(shù)的功能、效率、技術(shù)特征都是在設(shè)計(jì)工程的基礎(chǔ)上明確的，大多數(shù)的參數(shù)都可以通過前期制造設(shè)計(jì)方式實(shí)現(xiàn)調(diào)整與完善[4]。想要促使制造工藝節(jié)能環(huán)保水平得到持續(xù)提升，就必須準(zhǔn)確掌握綠色生產(chǎn)水平，在制造工藝設(shè)計(jì)過程中將綠色理念融入到加工過程中，并不斷改進(jìn)和創(chuàng)新制造工藝。制造工藝的設(shè)計(jì)部門應(yīng)當(dāng)從全局進(jìn)行設(shè)計(jì)，持續(xù)提高制造工藝的技術(shù)水平并降低生產(chǎn)制造工藝的能源消耗，減少生產(chǎn)中的污染問題并強(qiáng)化綠色設(shè)計(jì)理念。另外，制造工藝設(shè)計(jì)部門在進(jìn)行設(shè)計(jì)的期間，應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識(shí)到生產(chǎn)制造工藝的更新迭代，在升級(jí)系統(tǒng)中合理應(yīng)用綠色理念，持續(xù)提高資源的利用率并盡量避免資源浪費(fèi)問題，提高資源節(jié)約型綠色制造工藝的技術(shù)水平，推動(dòng)綠色制造工藝在農(nóng)業(yè)機(jī)械加工中的應(yīng)用和普及。

3.2 注重工藝設(shè)計(jì)與原材料改進(jìn)

對(duì)于機(jī)械加工過程而言，材料的更新是綠色制造工藝技術(shù)有效落實(shí)的關(guān)鍵，相關(guān)原材料主要是指農(nóng)業(yè)機(jī)械加工生產(chǎn)期間應(yīng)用的節(jié)能、環(huán)保等水平較高的材料，應(yīng)盡可能降低農(nóng)業(yè)機(jī)械加工期間的環(huán)境污染并實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的保護(hù)。目前來看，大多數(shù)企業(yè)都缺乏環(huán)保型的原材料，其根本原因在于環(huán)保程度較高的材料價(jià)格成本較高，在采用環(huán)保型材料時(shí)也會(huì)隨之壓縮企業(yè)的利潤空間，從而影響經(jīng)濟(jì)利益。然而采用高能耗的材料雖然可以形成較高的利潤，但是會(huì)導(dǎo)致更大的經(jīng)濟(jì)損失以及成本，同時(shí)還會(huì)造成比較嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械加工生產(chǎn)的環(huán)境會(huì)形成嚴(yán)重危害?；谶@一矛盾問題，農(nóng)業(yè)機(jī)械加工企業(yè)應(yīng)當(dāng)盡可能在生產(chǎn)期間采用環(huán)保程度較高以及對(duì)環(huán)境危害比較輕微的材料，行政部門要強(qiáng)化對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械加工企業(yè)的環(huán)境保護(hù)職責(zé)管理，針對(duì)污染問題比較嚴(yán)重的企業(yè)應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行處罰，提高企業(yè)的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，提高綠色制造工藝技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械加工中的推廣價(jià)值。

4 結(jié)語

綜上所述，綠色制造工藝是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)持續(xù)發(fā)展所形成的產(chǎn)物，其代表著當(dāng)代機(jī)械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展改革水平。環(huán)境問題的不斷加重對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)提出了更高的要求，將綠色制造工藝應(yīng)用到生產(chǎn)當(dāng)中是時(shí)代發(fā)展的必然途徑，綠色制造工藝的應(yīng)用可以顯著提升農(nóng)業(yè)機(jī)械質(zhì)量與綜合效率，使機(jī)械加工保持高度綠色環(huán)保特性。今后，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械加工行業(yè)綠色制造工藝技術(shù)的研究仍然需要持續(xù)深入，企業(yè)需要正確意識(shí)到綠色制造工藝的市場(chǎng)價(jià)值與前景，并基于技術(shù)的更新與改進(jìn)，促使綠色制造工藝持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，從而為農(nóng)業(yè)機(jī)械加工領(lǐng)域的健康發(fā)展奠定基礎(chǔ)。