黃晨華 白杭

摘 要：現(xiàn)代加工行業(yè)中機(jī)械加工的綠色加工技術(shù)進(jìn)行了論述，對(duì)其技術(shù)的應(yīng)用狀況進(jìn)行了分析探討，并在此基礎(chǔ)上分析了該技術(shù)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：綠色加工；機(jī)械加工；切削液

前言

依照相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，磨削、切削零件在機(jī)械加工制作過程中所占的比例較大，約為加工總量的40%。零件在加工時(shí)會(huì)對(duì)刀具產(chǎn)生發(fā)作用，因而嚴(yán)重?fù)p害刀具的完好度，首先在磨削、切削時(shí)工件同刀具的接觸面會(huì)因加工而升溫，其次會(huì)對(duì)接觸面的加工質(zhì)量造成不利影響。因此為了提高機(jī)械加工中刀具使用的時(shí)間，令生產(chǎn)效率有效提高，在機(jī)械加工領(lǐng)域中學(xué)術(shù)界提出了在加工中使用切削液的概念。為了保證切削液具有潤(rùn)滑以及降溫的作用，會(huì)在切削液中加入化學(xué)試劑，但是這些化學(xué)試劑對(duì)于環(huán)境的傷害極其巨大。主要表現(xiàn)為：首先需要大量的資源用以配置切削液；其次，切削液若排放到自然環(huán)境中或者對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染；最后，切削液中的成分對(duì)人體的危害較大。當(dāng)今社會(huì)中的熱門話題是可持續(xù)發(fā)展問題，因此在機(jī)械加工領(lǐng)域中也要將可持續(xù)發(fā)展的思想融入加工工作中，以此為目的，加工領(lǐng)域提出了綠色加工的思想，該類加工技術(shù)相對(duì)不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染，并且危害性小，能夠最大程度的對(duì)資源進(jìn)行利用。

1 技術(shù)特點(diǎn)

機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)中的綠色加工技術(shù)是一種以環(huán)境保護(hù)為核心以資源利用作為重點(diǎn)的新型技術(shù)，在保證生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，在加工過程中有效節(jié)約生產(chǎn)加工所用資源，降低生產(chǎn)過程產(chǎn)生的污染，減少危害性。在機(jī)械加工中用到的切削液制作過程復(fù)雜，需要大量的人力物力，并且其需要的化工原料以及油料對(duì)環(huán)境的污染較大，根據(jù)各種統(tǒng)計(jì)資料表明，在加工過程中使用切削液所耗費(fèi)的費(fèi)用就能夠占到加工總成本的20%，刀具消耗的費(fèi)用僅僅為總成本的4%。所以無論從何種角度分析，機(jī)械加工中綠色加工技術(shù)的應(yīng)用核心便是能源資源耗費(fèi)量的降低。此外，機(jī)械加工過程中使用到切削液還會(huì)產(chǎn)生較大的污染問題，由于其主要成分為化工合成物，若是切削液不經(jīng)過污染物處理而直接排放到自然環(huán)境中，會(huì)引發(fā)各類嚴(yán)重的污染問題，對(duì)生態(tài)環(huán)境也是致命的打擊，可持續(xù)發(fā)展變無從談起。

2 技術(shù)應(yīng)用

隨著環(huán)保這一概念逐步的發(fā)展為時(shí)代的逐流，人們的潛意識(shí)里已經(jīng)將環(huán)保這一概念作為其活動(dòng)的基礎(chǔ)，而可持續(xù)發(fā)展這一理念的提出是對(duì)環(huán)保概念的具體化，機(jī)械加工領(lǐng)域中綠色加工已經(jīng)成為了該行業(yè)的焦點(diǎn)，并逐步的發(fā)展為研究重點(diǎn)。當(dāng)下國(guó)內(nèi)國(guó)外的專家都在針對(duì)綠色機(jī)械加工展開了研究和探討，主要的研究?jī)?nèi)容包括：首先干式切削，此種切削模式的切削速率較高，并且不會(huì)產(chǎn)生污染，能耗也較低；其次，研究制造無污染的綠色切削液；最后則是在高速干式切削中采用污染較小或者沒有污染的潤(rùn)滑冷卻技術(shù)。

2.1 高速與超高速干式切削技術(shù)

在20世紀(jì)90年代世界各地研究出了干式切削技術(shù)，是在機(jī)械制造加工中不使用任何冷卻和潤(rùn)滑液體，是一種很理想的切削狀態(tài)。如果不使用切削液，又要達(dá)到在機(jī)械加工中對(duì)工件和刀具的冷卻和潤(rùn)滑作用，所有干式切削就要具備很高的技術(shù)基礎(chǔ)，這個(gè)問題涉及到很多方面的數(shù)據(jù)，比如刀具、工件、切削方式和切削環(huán)境等。德國(guó)Carl.J.Salomon博士1931年提出了高速切削的概念，高速切削具有降低切削力、減小熱變形、提高加工表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率等一系列優(yōu)點(diǎn)，為最終實(shí)現(xiàn)干式切削提供了必要條件，但高速切削在現(xiàn)階段制造領(lǐng)域里普遍推廣仍存在一定困難。

2.2 綠色機(jī)械加工切削液的研制

在機(jī)械加工中不使用切削液是最終的方向，即干式切削，但因?yàn)閲?guó)內(nèi)各種相關(guān)的技術(shù)還不完善，故在當(dāng)前，機(jī)械加工中還要使用切削液。切削液要滿足“綠色機(jī)械加工技術(shù)”，在研制的過程中要考慮可持續(xù)問題，它的研制包括：（1）基礎(chǔ)油的選擇；（2）切削液添加劑的選擇；（3）極壓抗磨劑的選擇；（4）抗煙霧劑的選擇；（5）防腐劑的選擇?；A(chǔ)油是切削潤(rùn)滑劑的主要成分，包括礦物油，合成油，合成脂和植物油。植物油來自取之不盡，用之不竭的太陽(yáng)能，且生物降解性能好，無毒，我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，植物油儲(chǔ)備豐富，所有植物油是一種環(huán)保而豐富的制造切削液的原材料。綠色切削液要求添加劑無毒。極壓抗磨劑主要選用豬血清。選用聚異丁烯類作為抗煙霧劑。

2.3 綠色冷卻潤(rùn)滑技術(shù)

干式切削技術(shù)的發(fā)展目前還處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)，所以技術(shù)尚不成熟，因此可以應(yīng)用范圍會(huì)受到限制。但是傳統(tǒng)工藝中使用到溫式切削技術(shù)應(yīng)用仍舊存在很多不足。而在干式同溫式切削技術(shù)之間的MQL具有較大的應(yīng)用發(fā)展空間，由于其應(yīng)用的潤(rùn)滑技術(shù)使用的潤(rùn)滑液最少。因而這種近干切削的方式可以說是技工模式中具有雙贏特性的模式，能夠?qū)⒗鋮s液的用量降至最低，并使得相關(guān)設(shè)備的用量以及能源的使用予以降低，保證空氣中不會(huì)散發(fā)出刺激性的冷卻液飛沫，并且也是對(duì)加工效率的提高，并有效提高工件的質(zhì)量度。MQL技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)為：沒有需要處理的加工廢液；不會(huì)對(duì)人體造成危害；環(huán)境污染影響較??；有效的節(jié)約了加工耗費(fèi)的資源，每小時(shí)油量的供給可以達(dá)到30mL，僅僅是傳統(tǒng)方式用量的萬(wàn)分之一；也減少了刀具的消耗量，使得切削所使用的刀具的壽命較之傳統(tǒng)工藝更長(zhǎng)，加工零件的表面質(zhì)量也得到了有效提高；最后該種系統(tǒng)的設(shè)備體積較小，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布局方便。

3 綠色機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展前景

目前，利用冷風(fēng)、微量可自然降解油劑和少量水經(jīng)復(fù)合噴霧法形成的綠色機(jī)械加工液即微量油膜附水滴（OoW）技術(shù)是一種改善環(huán)境的零排放生產(chǎn)技術(shù)，將有利于促進(jìn)傳統(tǒng)機(jī)械加工行業(yè)。綠色機(jī)械加工液使用量為微少量，其中微量油起潤(rùn)滑作用，微少量水和冷風(fēng)起冷卻作用，多余的水被加工產(chǎn)生的熱帶走或蒸發(fā)而無廢液排放，因而可實(shí)現(xiàn)零排放加工與生產(chǎn)。

相比傳統(tǒng)的加工方式，綠色加工技術(shù)的應(yīng)用幾乎不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。主要的特點(diǎn)為：第一，加工過程中差生的廢液量為零；第二，將切削液中主要成分進(jìn)行改變，減少化學(xué)原料的使用；第三，若冷卻使用冷風(fēng)以及水和可降解的油那么切削液便會(huì)具有可回收性，能夠被再次利用；第四，此外由于切削液的環(huán)保性能使得不再需要廢液處理等裝置，因此更加節(jié)能；第五，切削液的性能更高，刀具的壽命是傳統(tǒng)方式下的兩倍；最后，零件質(zhì)量也隨之提高，并且加工的效率也顯著提高。對(duì)于傳統(tǒng)的方式綠色加工技術(shù)無疑是一種顛覆性的挑戰(zhàn)，據(jù)相關(guān)資料顯示，目前我國(guó)80%以上約344多萬(wàn)機(jī)械加工設(shè)備仍舊使用傳統(tǒng)的工藝，利用傳統(tǒng)的切削液，因而對(duì)操作者以及環(huán)境的危害都很大。顯而易見，新型的綠色加工技術(shù)中應(yīng)用的原生態(tài)切削液具有廣闊的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)和技術(shù)開發(fā)價(jià)值，無論是經(jīng)濟(jì)價(jià)值還是社會(huì)價(jià)值、環(huán)境價(jià)值都具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的前景。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前的社會(huì)發(fā)展中，技術(shù)更新已經(jīng)成為了多個(gè)行業(yè)的熱門課題，同時(shí)技術(shù)的發(fā)展也標(biāo)志著行業(yè)的發(fā)展。而技術(shù)的創(chuàng)新并非憑空而出，需要以之前的技術(shù)作為鋪墊，所謂的溫故知新便是技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)，只有充分的了解綠色技術(shù)在加工汗液中的應(yīng)用，并了解技術(shù)特點(diǎn)以及應(yīng)用基礎(chǔ)，保證技術(shù)始終處于不斷的發(fā)展創(chuàng)新的狀態(tài)，只有技術(shù)不斷的創(chuàng)新改革，才能為社會(huì)為行業(yè)創(chuàng)造更多的價(jià)值，才能真正的推動(dòng)社會(huì)的全面進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

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