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机械加工绿色制造工艺研究

摘要:就绿色工艺在机械制造中的应用展开具体论述。阐述绿色制造工艺的概念、特点及发展,重点就切削加工技术、机床技术在机械加工中的运用进行分析,指出绿色制造工艺技术的未来发展方向。

关键词:绿色制造工艺;切削技术;机床工艺;应用

自改革开放以来,我国综合国力迅速提升,经济水平不断提高,发展的同时也带来了许多资源浪费和环境污染问题,尤其是制造业。十九大报告提出,中国社会主义建设不仅需要基本实现现代化,更要继续奋斗,将我国建设成一个美丽、富强、文明、和谐、民主的社会主义现代化经济强国。因此,绿色发展尤为重要,而经济发展中实现绿色发展就有赖于绿色制造工艺[1]。

1绿色制造工艺的出现、现状及发展

绿色制造工艺是以传统制造工艺技术为基础,将表面技术、材料科学、控制技术等污染低、消耗小的新制造工艺技术相互结合起来,以达到物料和能源消耗最小化、废弃物最小化、环境污染最小化的目的。这种新的生产工艺既可以保证产品的正常功能、质量以及成本,又综合考虑环境和资源,以达到环境效益和经济效益双赢。1)减少资源浪费。传统工业制造中存在许多资源浪费问题,企业工业生产大多选择低价的能源,而后续处理设备并不完善,导致能源利用不彻底。使用绿色制造加工工艺能有效地减少资源浪费,实现资源合理利用,降低生产成本。2)减少环境污染。传统工业制造中存在严重的污染问题。工业制造排放的废气、废渣等污染物,造成水污染、大气污染、垃圾污染等问题,我国工业制造中仅排放的无害废物每年就达5亿t,而有害废物更是高达7亿t,二氧化硫排放量占废气排放总量的70%以上。绿色制造工艺能有效减少环境污染,有利于我国生态文明建设及经济可持续发展。3)节省原料。绿色制造工艺在生产过程中简化工艺流程,在机械制造过程的设计方面,绿色制造工艺相比于传统的制造过程,减轻了零件的重量,减少了零件的数量,总的来说,在零件方面减少了制造成本;在机械制造的工艺方面,绿色制造工艺优化了制造过程和手法,减小了原料消耗,提高了原料的利用率。在经济迅速发展的同时中,为了减少机械加工给环境带来的能源浪费与污染问题,人们提出了绿色、健康、和谐、可持续发展的绿色理念,由此产生了绿色工艺。绿色制造工艺能够使产品从设计、投入使用,到报废,再到回收这一过程中不污染环境或者达到环境污染最小化的目的。因此要从产品生产制造的源头抓起,改善生产过程,采用新型生产技术,使产品既可以满足环境保护的要求,又能保证其本身的产品性能、使用寿命以及质量。绿色制造工艺在工业生产中扮演者重要的角色,在我国环境问题日益严重的今天,国家越来越重视环境保护,我国企业为了响应国家号召,也在不断创新改革,实现绿色制造工艺。

2切削加工技术

机械加工中如果要保证绿色制造,最主要的就是切削工艺的改革。我国工业中传统的切削技术在机械制造中需要使用大量的切削液,但是这些切削液会对环境造成很大的污染。而绿色切削加工技术,采用不污染环境或者环境污染小的绿色切削加工工艺。现如今我国已经应用的绿色切削加工技术主要有低温切削加工技术、干式切削加工技术以及湿式切削加工技术等。传统的切削加工中需要使用大量的切削液,污染环境,而准干切削技术则可以避免这个问题。这种技术采用MQL润滑技术,这是一种润滑剂使用极其微量的润滑技术。MQL采用对人体无害的植物或脂油制成,首先在原料方面就遵循绿色原则。其次,它是把有一定压力的压缩空气和极其少量的切削油混合在一起,只需要将其喷向切削区域即可将其雾化。当然这种方式需要对切削过程中所使用的刀具以及刀具切割过程中所接触的区域进行润滑,以达到减少摩擦、提高切削效率、减少刀具损耗的目的,同时还可以避免切削粉末粘在刀具上,既有利于排屑,又能减少刀具污染[2]。干式切削技术最根本的方式是不使用或者少使用切削液,从切削液的使用上来减少环境污染,同时减少原料使用,降低生产成本,减少企业的经济投入。但是这种加工方法对于切削力度的要求是相当高的,所以它对于刀具的要求就特别高,需要高硬度、高质量、高精度的刀具。到现在为止,这种干式加工技术已经被大部分企业所应用。

3机床技术

为了顺应环境保护的号召,企业必须遵循生产绿色化原则,因此对于企业生产中的机床技术改革就非常重要。为提高工业生产的效率和质量,企业生产中出现了一种高速复合机床设备。这种机床设备提高了零件加工的效率和精度,增加了生产效率。干加工机床采用先进的热对称技术,在原来的基础上增加了散热系统、隔热系统以及冷却循环系统,不但保证了机械生产中的安全性,而且延长了加工机床的使用寿命。在床身设计上,干加工机床采用了斜式设计,能保证机械生产中产生的铁屑顺利排出,大大提高生产效率。

4绿色制造工艺的未来发展方向

绿色制造工艺的未来发展方向,主要是绿色加工过程的能源应用合理化,充分利用能源,提高能源利用率。作为工业生产中机械加工的发展方向,怎样充分利用自然能源进行切割加工,并同时对工业生产中产生的废物进行合理处置以及重新利用,使我国资源短缺问题得到一定程度上的缓解,成为机械制造中的主要发展方向。我国对机械制造过程中的研究不断深加,使机械加工朝着高质量、高精度、高效率的方向发展,从而减少了机械加工中的资源浪费问题。

5结语

随着国家对环境问题以及生态文明建设的重视,绿色制造工艺已经成为企业生产的首要选择和必然趋势。为了实现经济可持续发展,减少能源消耗及污染问题,机械制造工艺还需要广大科研人员的不断努力创新和企业领导者的大力支持。工作人员还需要总结出更多更加先进的绿色制造技术。除此以外,企业也必须从自身内部的管理开始,不断进行制造工艺以及管理规则的创新和改革,加强企业人员的管理,定期对企业人员进行培训,按照工业制造绿色发展的要求,对企业的运行过程进行全面的严格控制,达到我国经济效益和环境效益共同发展的目的。

参考文献

[1]潘媛,张华,朱硕,等.基于IMPACT2002+的机械加工过程绿色综合评价应用支持系统[J].制造技术与机床,2017,12(12):44-51.

[2]杨子江,张进生,王志,等.绿色石质房屋建筑构件自动化生产工艺规划及专用装备研发[J].机床与液压,2016,44(7):85-88.

作者:李友生 单位:铜陵市三圆特种铸造有限责任公司

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