机械设计与制造中绿色设计理念的应用研究

机械设计与制造中绿色设计理念的应用研究

滕召峰 ,臧倩 ,林娜,董旭

山东双港活塞股份有限公司 ,山东省日照市276800

摘要：随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。自绿可持续发展理念提出以来，如何找到合适的绿色制造技术应用模式，为废弃物排放污染、资源浪费等问题的有效解决提供支持，逐渐成为了很多机械制造企业所关注的重要问题。绿色制造技术简单来说就是在绿色理念指导下进行产品设计、包装、生产等一系列制造活动的有关技术手段，其不仅能够在保证产品质量与功能性的基础上，有效降低产品生产制造所造成的环境污染问题，同时还能够减少产品生产过程中不必要的资源消耗，对节能环保与可持续发展目标的实现有着很大促进作用，而在当前节能环保理念逐渐贯彻到机械制造业的情况下，要想实现推动有关机械制造企业乃至整个机械制造业实现转型发展，对于绿色制造技术应用模式的探究自然也是十分必要的。本文就机械设计与制造中绿色设计理念的应用展开探讨。

关键词：机械制造业；绿色制造技术；机械产品

引言

制造业的飞速发展使得对产品质量与生产效率的要求也在逐渐提高，对所应用的制造技术进行持续更新与灵活应用，应作为制造业发展的首要工作。但由于传统制造业的发展模式表现出了污染大与材料利用率过于低下等特点，使得最终所生产出的产品逐渐无法满足实际的市场需求。而绿色设计理念的出现突破了以往的传统制造业在生产效率、人力资源以及质量控制方面的诸多限制，并逐渐成为了机械设计制造环节不可或缺的重要技术类型。

1机械制造与自动化的概述及趋势

机械制造业的发展同工业行业的建设有着密不可分的联系，推进机械制造业的发展，能够为工业行业的建设注入全新的活力。信息化时代的到来，使得信息技术和自动化技术在机械制造业中的应用日益深入，对于机械制造来说是一项全新的发展契机。一些较为复杂、危险性较高的生产工作，可以交由自动化设备进行生产，机械制造生产的安全性大幅提升。推进自动化技术在机械制造中的应用和发展，不仅是机械制造业的内在发展诉求，同时也是我国工业行业长远发展的必然要求。自动化技术，计算机技术和数字化技术的应用，为我国机械制造行业的升级和转型注入了全新的活力。为了提升自身的综合竞争力，适应复杂多变的市场环境，我国的机械制造业和工业生产行业需要转变传统的生产观念，紧跟行业和时代的发展脚步，加强机械制造和生产中的节能设计，不仅能够降低机械制造和工业生产成本，也能避免出现资源浪费问题。

2机械制造业中的常见绿色制造技术

2.1干式切削技术

干式切削技术是指在不适用切削液的情况下，采用专门的干切削道具、机床及其他辅助设施来对机械制造原材料进行切削，以达到提高产品质量、材料加工生产效率、刀具耐用度、加工生产可靠性等目的，在节能环保方面同样能够发挥出非常关键的作用，是目前机械制造行业中最常用的绿色制造技术之一。而从具体的功能作用来看，干式切削技术的节能环保特性则主要可以体现在以下几方面：首先，在不适用切削液进行材料切削加工的情况下，干式切削本身就可以有效降低机械产品制作的资源消耗；其次，干式切削能够有效带走材料切削加工时产生的热量，并通过减小摩擦、降低切削力等方式，保证材料切削加工的顺畅性，从而有效解决刀具磨损过快、工件表面氧化等问题，无论是从刀具更换的角度，还是从加工质量控制（提高材料加工合格率）的角度来看，都能够起到降低资源消耗的作用。最后，在使用切削液进行传统切削加工的情况下，材料切削过程中很容易出现各种有毒有害的切屑，或是因切削液雾状挥发产生各种有害气体，而采用干式切削技术进行材料切削加工，则可以有效避免有害气体生成，并将加工材料表面的切屑迅速带走，起到良好的污染控制效果。

2.2数字化制造技术

装备制造设备数字化制造技术主要是对机械设备制造过程进行自动信息采集、流转、信息追踪以及追溯的技术。自动信息采集和流转技术主要是解决排产问题，利用技术集成方法，分析制造工艺规划系统，并且对生产工艺流程进行统计分析，以此实现生产线所有执行机构、检测系统数据等协同优化，实现集约化、流水化作业。信息追踪和追溯技术则是通过计划管理和车间管理数据，结合二维码技术等对装备制造产品的生产过程进行流程数据化管理，将数据信息与架构设备等进行信息共享，从而实现对整个生产环节的有效管理[10]。

2.3微机械制造技术

微机械制造技术可理解为制造微型机械产品的一系列技术手段，由于微型机械与常规机械产品相比，具有着体积小、质量轻、精度高等特点，因此在节能环保方面往往能够发挥出非常关键的作用。从材料应用的角度来看，由于微机械的体积明显小于常规机械产品，且能够在缩小机械产品体积的同时，保证产品质量性能与功能性不受影响，因此利用微机械制造技术来生产微型机械产品，能够有效减少各类零部件对原材料的消耗。而从机械产品应用的角度来看，由于微型机械体积更小、质量更轻，因此其运行时耗能也会更低，在长期使用的情况下，其节能效果自然也就会显得十分突出。

2.4虚拟化机械制造技术

作为一种模拟制造技术，虚拟化机械工艺以自动控制技术和计算机技术为基础，能够大幅提升机械设计的合理性，这种设计模式能够发挥计算机技术的优势，减少机械设计工作中的资源浪费。通过机械模拟的方式，在短时间发现机械产品的缺陷，相关生产人员可以基于机械制造需求对机械产品进行调整，随后开展模拟生产工作，在达到机械制造的相关要求后，推进实体生产工作，一方面能够大幅提升机械产品的质量，另一方面也能有效降低次品率。在传统的机械制造设计工作中，为了达到理想的设计目标，往往会耗费大量的样品，在设计工作的修改环节，也会造成大量资源的浪费，虚拟化的机械设计工艺，不仅能够减少设计环节的资源浪费，同时也有利于缩短机械制造和生产周期，有助于达到节能设计的理想目标。

2.5真空热处理技术

真空热处理技术是指在完全或部分真空的状态下运用各种热处理工艺，有效完成对金属材料的热加工，与常规热处理技术相比，不仅能够使金属材料热加工的质量得到显著提升，同时还具有着无氧化、无脱碳、无渗碳、脱脂除气等作用，在节能环保、机械产品绿色制造方面的作用同样比较突出。例如在热处理处于真空状态的情况下，能够有效避免金属材料表面元素蒸发，使各类含金属元素有害气体的生成得到有效控制。而在真空加热时气流均匀性会直接影响零件淬硬效果、质量分散度的情况下，应用真空热处理技术来加工零件，则可以有效控制零件的畸变，避免因畸变问题而影响零件质量、导致材料浪费。

结语

绿色设计理念的深入应用，为我国机械制造行业的自动化建设注入了全新的活力，推进相关行业的自动化建设，不仅是相关行业自身的发展诉求，同时也是经济社会长远建设和发展的必然要求。相关生产行业要紧跟行业和时代的发展脚步，加强对绿色设计理念的应用，完善生产设备的绿色设计工作，切实提升绿色设计工作的效率和质量，推进专业性人才的培养，为机械制造和相关工业行业的发展提供保障，为我国经济社会的长远发展助力。

参考文献

[1]丁李栋，任志军，李海洋.机械制造与自动化设计中的绿色设计理念分析[J].写真地理，2020.

[2]张磊.机械制造与自动化中的绿色设计理念分析[J].中国战略新兴产业，2020，000（002）：119.

[3]杨明慧.基于绿色设计理念在机械制造与自动化中的应用方法分析[J].河北农机，2021（11）：2.

[4]吕一涵.机械制造与自动化设计中的绿色设计理念[J].电子技术与软件工程，2020（9）：2.

[5]贺礼，郑恩壬.浅析绿色设计理念在机械制造与自动化中的应用[J].精品，2020（8）：1.