尹浩

【摘 要】機(jī)械加工是制造工業(yè)中重要組成部分之一，將綠色制造工藝應(yīng)用在機(jī)械加工過程中，不但能夠降低機(jī)械制造過程對(duì)環(huán)境造成的污染，還能夠有效提高機(jī)械制造水平。綠色制造工藝源于傳統(tǒng)工藝技術(shù)，在傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上又結(jié)合了大量高科技技術(shù)，這些新興技術(shù)的加入為綠色制造工藝在節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境方面做出貢獻(xiàn)提供了技術(shù)保障。本文通過對(duì)綠色制造工藝在機(jī)械加工中的應(yīng)用進(jìn)行舉例分析，指出了綠色制造工藝的突出優(yōu)勢。

【關(guān)鍵詞】綠色制造工藝；機(jī)械加工；生態(tài)環(huán)保

0 前言

將綠色制造工藝應(yīng)用于機(jī)械制造技術(shù)是我國機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，同時(shí)更是我國實(shí)行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要方法，根據(jù)機(jī)械加工產(chǎn)品的不同，綠色制造工藝在機(jī)械加工中也有著多種不同形式的應(yīng)用表現(xiàn)。

1 綠色制造工藝的基本情況

1.1 綠色制造工藝的基本概念

綠色制造工藝是指傳統(tǒng)工藝技術(shù)與現(xiàn)代材料研究技術(shù)、表面技術(shù)等新興技術(shù)相結(jié)合而成的先進(jìn)制造工藝，這一制造工藝的形成能夠有效提高制造過程中的資源利用率，在節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面都有著突出貢獻(xiàn)。將綠色制造工藝運(yùn)用在機(jī)械加工技術(shù)中，綠色制造工藝將在保證投資成本和產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用和回收等方面著手，將環(huán)境保護(hù)工作放在最重要的位置，盡可能降低機(jī)械制造過程中對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，實(shí)現(xiàn)降低能耗的目標(biāo)，在最大程度上維持經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系，確保人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

1.2 綠色制造工藝的分類

綠色制造工藝涵蓋了節(jié)約資源工藝技術(shù)、節(jié)省能源工藝技術(shù)和環(huán)保型工藝技術(shù)這三種技術(shù)，由于這三種技術(shù)在進(jìn)行產(chǎn)品制造中所要實(shí)現(xiàn)的目的大有不同，因此每種技術(shù)都有其相對(duì)應(yīng)的具體內(nèi)容。以節(jié)約資源的工藝技術(shù)為例，這一類制造工藝的目的是在進(jìn)行制造的過程中盡可能的提高資源利用率，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下對(duì)制造過程進(jìn)行簡化，降低資源浪費(fèi)情況的發(fā)生。節(jié)省能源的工藝技術(shù)主要要求在生產(chǎn)過程中降低生產(chǎn)所消耗的能量。環(huán)保型工藝技術(shù)則要求在生產(chǎn)過程中運(yùn)用科學(xué)的方法處理污染物，最大程度的降低噪聲、廢棄排放物等對(duì)環(huán)境的影響。

2 綠色切削加工工藝技術(shù)

2.1 采用 MQL 潤滑的準(zhǔn)干切削工藝

對(duì)于單純地采用干切削技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工而言，由于操作工藝的局限性，很難保證加工產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，因此，將干切削工藝與其他工藝相結(jié)合，從而提高機(jī)械加工效率的加工工藝應(yīng)運(yùn)而生。MQL 潤滑的準(zhǔn)干切削工藝就是這樣一門工藝，這一極微量潤滑技術(shù)利用對(duì)人體無毒的油如脂油、植物油等對(duì)進(jìn)行切削的區(qū)域進(jìn)行噴灑。由于MQL是壓縮空氣與少量油霧化切削油混合后進(jìn)行潤滑，因此它可以最大程度上確保切削區(qū)的刀具與加工工件、加工碎屑之間的接觸面更加光滑，降低他們相互之間的摩擦力，避免切割碎屑粘在刀具上影響切割效率。除此之外利用這一切割工藝進(jìn)行加工還可以降低削液的使用成本。

2.2 風(fēng)冷卻切削制造工藝

干式加工技術(shù)是綠色制造工藝中的重點(diǎn)內(nèi)容，然而進(jìn)行干式加工的條件十分苛刻，要對(duì)干式加工區(qū)域進(jìn)行冷卻處理并潤滑刀具，一旦冷卻處理不符合要求，就很難進(jìn)行干式加工。風(fēng)冷卻切削技術(shù)在冷卻操作上進(jìn)行了十分科學(xué)的處理，將原始供給空氣中所含的水分利用除濕器除去，除去水分后的空氣經(jīng)空氣冷卻器降溫至零下300攝氏度后通過絕熱管吹送至切削區(qū)域。冷風(fēng)的輸入可以與MQL 潤滑的準(zhǔn)干切削工藝相結(jié)合，從而防止切割區(qū)域出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。另外在風(fēng)嘴面安裝有處理風(fēng)塵及切割碎屑的設(shè)備，通過這種設(shè)備的運(yùn)行可以將切割碎屑過濾掉，從而避免造成污染。

2.3 干式切削加工工藝

干式切削技術(shù)的優(yōu)勢在于，能夠在不使用冷液、切削液的情況下進(jìn)行機(jī)械加工，因此這一加工技術(shù)能夠在大大降低了機(jī)械加工的經(jīng)濟(jì)投入的同時(shí)降低對(duì)環(huán)境的污染。干式切削技術(shù)涵蓋了齒輪加工、車削、鉆削等多種工藝。其中在實(shí)際生產(chǎn)過程中應(yīng)用最多的是干式車削加工技術(shù)，以加工絲杠為例，這一加工技術(shù)先將螺紋加工至較軟的工件上進(jìn)行固定，隨后將其淬硬，對(duì)淬硬過的工件再進(jìn)行精細(xì)打磨，最終形成成品，這一加工方式不但降低了加工難度，還能夠提升產(chǎn)品品質(zhì)，提高工作效率。

3 綠色機(jī)床加工工藝技術(shù)

3.1 干加工機(jī)床加工工藝

在進(jìn)行干切削加工的過程中會(huì)有大量切削熱產(chǎn)生，如不能及時(shí)處理將會(huì)改變干加工機(jī)床的外形，進(jìn)而對(duì)加工精度造成嚴(yán)重影響。因此，為了保證干切削加工的精確性，就必須結(jié)合干切削加工的加工過程，制造適合這一加工工藝的車床，從而最大程度的降低加工過程產(chǎn)熱對(duì)機(jī)床的影響。這類機(jī)床的設(shè)計(jì)采用完全熱對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，通過循環(huán)冷卻裝置和隔熱措施進(jìn)行散熱，床身為傾斜式或V形等易于排出碎屑的形狀；機(jī)床底座協(xié)助碎屑的快速流出。

3.2 高速復(fù)合機(jī)床加工工藝

當(dāng)今社會(huì)的快節(jié)奏發(fā)展對(duì)工作效率有著更高要求，因此在機(jī)械加工中不僅僅要保證產(chǎn)品質(zhì)量過關(guān)，還要努力提高加工效率，從而滿足社會(huì)發(fā)展要求，高速復(fù)合機(jī)床就是應(yīng)對(duì)這一情況的有效武器。這種機(jī)床在操作過程中進(jìn)給速度、切削速度有著明顯提高，輔助工作時(shí)間長度大大縮短，有效降低了機(jī)械加工所需的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；另外這一機(jī)床能夠保證只要一次加工就能夠得到高質(zhì)量的加工成品，避免了資源、能源的浪費(fèi)，也從根本上杜絕了返工現(xiàn)象的出現(xiàn)。高速復(fù)合機(jī)床不但提高了機(jī)械加工的工作效率和質(zhì)量品質(zhì)，還滿足了現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的嚴(yán)格要求。

4 綠色制造工藝在機(jī)械加工中的其他應(yīng)用

4.1 水噴射加工工藝

水噴射加工工藝通過含有磨料的超高壓水流的噴射作用對(duì)加工材料進(jìn)行切割、穿孔、除銹等操作，因此又被稱為水刀加工技術(shù)。這一加工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于在加工過程中高壓水流能夠帶走加工過程中產(chǎn)生的碎屑等加工廢料，不會(huì)有有害氣體、煙塵等污染物形成，大大降低了切割操作對(duì)周圍空氣環(huán)境的污染，并且這一加工工藝中所使用的水資源可以做到重復(fù)利用，能夠有效提高資源利用效率。

4.2 優(yōu)質(zhì)清潔表面工藝

優(yōu)質(zhì)清潔表面技術(shù)可分為新的節(jié)能表面自泳涂裝技術(shù)和離子束輔助鍍膜技術(shù)兩種，前者相較于傳統(tǒng)技術(shù)而言，能夠更好地節(jié)省資源和能源，有效提高了加工產(chǎn)品的耐腐蝕性，并且這一技術(shù)無污染，無火災(zāi)危害，降低了加工過程中的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；離子束輔助鍍膜技術(shù)則針對(duì)于加工工件的耐磨性，這一技術(shù)能夠有效提高加工工件的使用年限，適用于航天航空領(lǐng)域許多精密零件的加工。

4.3 成形工藝制造的應(yīng)用

成形工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)有效的提高了機(jī)械加工產(chǎn)品的精密度、生產(chǎn)率、使用壽命等實(shí)際價(jià)值，這一技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，其中主要有精密鑄造、粉末冶金、冷擠壓、精密下料等方面。其中精密剪切下料可以有效提升原材料利用率和加工產(chǎn)品生產(chǎn)率；冷擠壓技術(shù)能夠提高材料的精密度，可用于精密復(fù)雜的零件加工。

5 結(jié)語

總而言之，綠色制造工藝這一新興工藝正隨著社會(huì)的發(fā)展而不斷更新優(yōu)化，與傳統(tǒng)制造工藝相比更加能夠適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。這種能夠有效提高資源、能源利用率，降低能源消耗的環(huán)境友好型制造工藝的發(fā)展，能夠?yàn)榻?jīng)濟(jì)社會(huì)的穩(wěn)步發(fā)展、人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供源源不斷的動(dòng)力。隨著綠色制造工藝與機(jī)械加工技術(shù)的結(jié)合，不但能夠改變傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)過程中常造成環(huán)境污染的情況，還能夠通過這一新興技術(shù)提高機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。

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