浅谈绿色制造背景下的机械制造工艺

浅谈绿色制造背景下的机械制造工艺

余燕芳

顿汉布什（中国）工业有限公司山东烟台264003

摘要：绿色制造应用于机械制造业是经济、环境社会获得可持续发展的重要手段，对于机械行业的长远健康发展具有深远的影响和意义。并且其在应用过程中每个环节都尽可能实现节能、减排、减耗的环保目标。基于此，本文阐述了现代机械制造的主要工艺及其特征与绿色制造的涵义，对基于绿色制造背景下的机械制造工艺应用进行了论述分析。

关键词：现代机械制造工艺；特征；绿色制造；应用

一、现代机械制造的主要工艺及其特征

1、现代机械制造的工艺分析。主要有：（1）车削加工工艺。通常车削加工是以主轴带动工件作回转运动，刀具作直线运动的加工方式，一般较多使用的是车床，车床的加工范围很广，主要加工各种回转表面。（2）铣削加工工艺。铣削加工利用相切法成形原理，用多刃回转体刀具在铣床上对工件进行加工的一种切削方法。（3）数控加工工艺。数控加工是信息自动化技术发展的产物，具有高柔韧性、高精度、自动化程度高等特点，能解决传统常规加工难以解决的问题，特别是对单件小批加工和复杂型面的加工方面。

2、现代机械制造的特征。主要表现为自动化与智能化，传统的机械制造和现代机械制造，两者本质上的区别在于自动化和智能化。现代机械制造业的智能化特点，并不是由于它是多种技术的单纯叠加，而是将多种技术融为一体，实现了整体上的协调统一。

二、绿色制造的涵义

绿色制造指能够合理地减少、消除传统制造业给人类环境带来恶劣影响的一种新型的机械制造方式。它符合科学发展观的实质，可将经济增长与人类社会可持续发展联系起来，进而达到使环境的承受能力与人类的经济发展速度相适应的目标，并为人类社会可持续发展奠定基础。绿色制造运用于机械制造工艺首先有利于机械制造业的可持续和健康发展。其次，这一先进理念的运用能够从产品设计到产品生产直至产品完成这一完整的过程中实现节约资源、节省能源、减少能耗的目标，从而以最少的资源消耗获得最大的成果回报，并且实现对环境的最小甚至是零污染。

三、基于绿色制造背景下的机械制造工艺应用分析

1、机械制造工艺的绿色备料。（1）原材料和坯料本身需要具有先进的性能，较其他同类产品具有更显著的环保性；（2）尽可能选取高回收率的原材料和坯料，这样才能使原材料和坯料得到充分运用，并减少企业的运营成本；（3）原材料和坯料选取要遵循可回收、可分解、可再生这一原则，并尽可能选取低毒、无公害的原材料和坯料。这样材料在获得高使用率的同时减少了处理原材料和坯料的能耗。

2、机械制造工艺的绿色制造分析。机械制造工艺的制造过程就是改变生产对象的外观形状、大小及其性质。主要包括毛坯制造、零件加工、热处理、产品的装配和实验，含有的工艺过程主要有铸造工艺过程、焊接工艺过程、加工工艺过程、热处理表面处理工艺过程以及装配、试车工艺过程。当前机械制造业中的绿色制造工艺主要有快速原型制造、干式切削、准干式切削、精确成形等工艺。（1）快速原型制造。快速原型制造技术又被称为“RP技术”即快速成型技术。这种技术是借助计算机三维CAD数据，然后通过快速成型机将一层层材料堆积成实体原型。由于这种技术借助三维CAD数据从而能够在不使用基本的模具、刀具等情况下在最短的时间内制造出符合有关要求的任意零件和三维实体，并且能够顺利有效地完成有关零件的生产。这种工艺的使用减少了模具和刀具的损耗，节省了资源，并且借助数据构图能够准确而迅速地获取有关产品的成品，在制造效率得到提高的同时，也相应降低了有关的生产成本。（2）干式切削、准干式切削。传统的切削工艺中常常借助切削液来更好地完成切削工艺。但是，由于切削液的成分是磷酸钠、四硼酸钠和偏硅酸钠，这种成分构成就导致其成为制造工艺对环境污染的重要污染源之一。当前所运用的干式切削和准干式切削正是对这一污染源问题的有效解决方法。干切削的方法多种多样，但目前应用最多的是干车削这一加工方法。这种方法采用了强冷风磨削等方式，从而能够以最快的速度对液氮进行冷却，强冷风磨削是通过热交换器把压缩空气用液氮冷却到-110℃，然后经喷嘴喷到磨削点上。由于压缩空气温度很低，所以在磨削点上很少有火花出现，也几乎没有热量产生，因而工件变形极小，可得到10μm以内的椭圆度。在这一过程没有热量产生，所以耗能很低。准干式切削并不意味着就不用切削液，由于其对基本的制造器械具有较高的要求，所以当前的应用范围还比较有限。当机床调整到最佳状态时，每工时所消耗的切削液在50～125mL/h之间，刀具、工件和切屑都是干燥的。此种方法因为其方式的特殊性能够实现既不污染环境又节约资源的目标。干式切削、准干式切削技术的运用是做好绿色制造工艺的有效环节，并在一定程度上节约了切削液的使用成本。（3）精确成形。机械制造中的毛坯打磨制造是一项耗时、耗能、耗物的工作，所以如果能够以最快、最有效地方式完成毛坯制造就能够在绿色制造的路上前进一大步。新兴的“精确成形”技术其实就是针对毛坯制造工艺开发出来的新方法。精确成形其实包含两个方面的含义：第一是选取自由成形的毛坯从而直接减少毛坯制造这一工序；第二是借助新技术，采取精密铸造、冷挤压、直接沉积等成型技术对毛坯进行加工。这两者都能够直接或间接地减少毛坯制造过程中的资源、能源和材料的耗费，并大大提升毛坯的制造速度。

3、机械制造工艺工具的绿色使用。工具是机械制造工艺应用的重要组成部分，要想更好地完成绿色制造，就需要考虑如何实现工具运用中的节能、减排、减耗。在机械制造工艺中常用的工具有电焊机、钻头、砂轮机等。笔者认为在实际工艺制造过程中，应结合实际选择不同类型的工具，根据加工对象选择是用风动砂轮机还是电动砂轮机，根据焊缝的空间位置选择要平焊、立焊、横焊还是仰焊。这些根据实际进行合理选择就能减少工具使用过程中的能源损耗，节约资源的同时获取最佳的制造效果。

4、机械制造工艺的绿色产品处理。产品的绿色处理是指产品在被鉴定为无法使用或报废后，通过回收方式，采取合理的制造工艺方法，从而在废弃产品的基础上制造出新产品的一个过程。绿色产品处理这一方式需要注意的是：新产品的原材料必须是废弃的旧产品，产出后必须符合一定的使用标准，成本必须比同种产品的完全重新生产成本低，获得过程必须是绿色的，并且对环境的污染程度要尽可能低。

结束语

绿色制造在机械制造工艺中的应用用就是通过先进理念和新兴技术相结合从而产生的一种的制造工艺。并且基于可持续发展的绿色制造理念应用于机械制造行业中，不仅在一定程度上减少了污染，还降低了生产成本，增加了企业的经济效益。

参考文献

[1]张桂霞.机械加工制造中的绿色制造工艺[J].山东工业技术，2016（23）.

[2]刘宏宇等.机械加工制造中的绿色制造工艺[J].科学与财富，2017（15）.

[3]门宽柱.基于绿色制造的新型机械制造工艺及装备技术[J].中国新技术新产品，2017（07）.