淺析綠色制造工藝在機(jī)械加工中的應(yīng)用

艾永旭

（齊重?cái)?shù)控裝備股份有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

隨著社會經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展、人口數(shù)量的急劇增加，給地球帶來了巨大的負(fù)擔(dān)，全球生態(tài)環(huán)境也遭到嚴(yán)重的破壞，各類能源資源在不斷減少，有些資源甚至出現(xiàn)枯竭，這樣的問題對人類的生存與發(fā)展帶來了巨大的威脅。

綠色制造是一種現(xiàn)代化的制造方式，這種制造方式充分考慮到制造業(yè)對生態(tài)環(huán)境的破壞以及對能源資源的使用效率。綠色制造要求產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、銷售以及使用的整個(gè)過程中，實(shí)現(xiàn)對資源的充分利用，使資源的利用率達(dá)到最高程度，將環(huán)境破壞的程度降低到最小范圍。其中，綠色制造技術(shù)的基礎(chǔ)是綠色制造工藝技術(shù)，使用綠色制造工藝技術(shù)能夠?qū)U物以及有害物的排放率降到最低.并使加工業(yè)對環(huán)境造成的破壞降到最小。綠色制造工藝技術(shù)節(jié)約資源，使能量的損耗降到最低，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量提高，產(chǎn)品生產(chǎn)的成本降低，達(dá)到提高企業(yè)產(chǎn)品的市場核心競爭力的目的。

1 綠色制造加工工藝的概念

由于工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，對全球不可再生資源的廣泛使用，對人類未來的生存、發(fā)展帶來了危機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，就需要對科學(xué)的工藝技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，用新的制造工藝技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的制造工藝技術(shù)。綠色制造工藝技術(shù)是一種以傳統(tǒng)的工藝技術(shù)為前提，實(shí)現(xiàn)資源合理、高效的利用，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，并降低對環(huán)境的污染，和材料使用科學(xué)化、并利用表面技術(shù)以及控制技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行制造加工的技術(shù)。它的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)資源的合理使用、成本的降低、環(huán)境的保護(hù)。依據(jù)不同的目標(biāo)可以將綠色制造工藝分為三類，分別是低物耗綠色工藝技術(shù)、廢棄物少的環(huán)保型工藝技術(shù)以及低能耗綠色工藝技術(shù)。

2 綠色制造工藝在機(jī)械加工中的應(yīng)用情況

2.1 采用干式切削技術(shù)

干式切削技術(shù)是一種為保護(hù)環(huán)境、降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，不使用切削液，而是在無冷液條件對產(chǎn)品進(jìn)行切削加工的切削加工的技術(shù)。干式切削加工方式有多種，比如干車削、干銑削、干鉆削以及干式齒輪加工等。其中，干車削是在實(shí)際的生產(chǎn)過程中運(yùn)用最多的一種方式，在對絲杠進(jìn)行加工時(shí)，首先在較軟的工件上加工出螺紋，然后將有螺紋的工件淬硬，之后再逐件進(jìn)行精細(xì)打磨。

2.2 采用MQL潤滑的準(zhǔn)干式切割技術(shù)

純粹的干切削技術(shù)對于一些加工方式、工件材料組合在實(shí)際的生產(chǎn)過程中無法實(shí)現(xiàn)，因此出現(xiàn)了極微量潤滑技術(shù)。MQL是一種將極少量的切削油和存在一定壓力的壓縮空氣混合并油霧化的技術(shù)，之后將其噴灑在切削區(qū)，使得刀具和切屑與刀具、工件的接觸部分光滑，從而減少摩擦并預(yù)防刀具上粘有刀屑，同時(shí)對切削區(qū)進(jìn)行冷卻，有助于刀具的排屑，使得切削加工的條件得到顯著的提高。

在使用MQL潤滑時(shí)，應(yīng)該選擇對人體健康無害的脂油或是植物油，其使用量較少，通常每小時(shí)使用十幾到幾十毫升，機(jī)械加工之后工件、刀具以及切屑都處于干燥狀態(tài)，所以使用MQL潤滑的切削工藝又叫做準(zhǔn)干切削工藝。準(zhǔn)干切削工藝不但能夠?qū)崿F(xiàn)加工要求，又能降低切削液的使用費(fèi)用，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)與干切削相同目標(biāo)的切割方式。

2.3 采用成形工藝技術(shù)

成形工藝技術(shù)中主要包含精密下料、精密鑄造、精密鍛造、精密軋制、冷擠壓以及粉末冶金等工藝技術(shù)。其中精密剪切下料工藝，能夠有效地提高產(chǎn)品生產(chǎn)的效率以及加工材料的使用率。在零件形狀比較復(fù)雜時(shí)，可以采用冷擠壓技術(shù)，冷擠壓技術(shù)能夠?qū)⒉牧系氖褂寐侍岣叩?0%，并且材料的生產(chǎn)率和精度都比較高。

2.4 采用優(yōu)質(zhì)清潔表面技術(shù)

優(yōu)質(zhì)清潔表面技術(shù)主要有兩種，分別是離子束輔助鍍膜技術(shù)和新型節(jié)能表面涂裝技術(shù)--自泳涂裝。離子束輔助鍍膜技術(shù)通常是在一些耐磨性要求比較高的零件中使用，它能夠使精密儀器和刀具、模具以及航空航天軸承的壽命得到提高。新型節(jié)能表面涂裝技術(shù)是一種水分散體系，它具有無毒、無火災(zāi)危害以及不含有機(jī)溶劑的特點(diǎn)。它與傳統(tǒng)的電泳涂裝技術(shù)進(jìn)行對比，這種新型技術(shù)能夠節(jié)約能源與材料，涂抹比較均勻，有良好的耐蝕性，是一種無污染的生產(chǎn)工藝技術(shù)。該技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的使用，比如在家電、儀表儀器以及汽車零部件等方面，并且獲得了十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

2.5 采用水噴射加工技術(shù)

水噴射加工技術(shù)又叫水刀加工技術(shù)，通過超高壓水射流以及混合于其中的磨料對各類材料進(jìn)行穿孔、表面去銹以及切割等方面的加工，水噴射加工技術(shù)不會產(chǎn)生火花、煙塵以及有毒氣體，不會對空氣造成污染，加工件不會發(fā)生熱效應(yīng)，并且水資源能夠重復(fù)利用。

2.6 采用風(fēng)冷卻切削技術(shù)

干式加工作為綠色制造工藝中的研究重點(diǎn)，在一定情況下，沒有進(jìn)行冷卻處理是很難實(shí)現(xiàn)干式加工的，還必須對刀具進(jìn)行潤滑與冷卻。

風(fēng)冷卻切削技術(shù)是指使用除濕器將空氣供給源的空氣水分排出之后，并將其送入空氣冷卻器中進(jìn)行冷卻，使溫度降至零下30℃，之后再通過絕熱管的風(fēng)嘴將冷風(fēng)輸入到切削的部位，并且在切削的地方噴灑少量的脂油或無害植物油，避免切割面出現(xiàn)生銹。在風(fēng)嘴的對面有安裝收集廢屑和風(fēng)塵的裝置，通過該裝置內(nèi)的過濾器將切屑過濾掉。

結(jié)語

在機(jī)械加工中使用綠色制造工藝已經(jīng)成為世界工業(yè)發(fā)展的一種趨勢，在人類的可持續(xù)發(fā)展和世界經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，綠色制造工藝將顯示出它的優(yōu)勢。由于社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對生活環(huán)境的要求越來越高，在制造業(yè)中實(shí)行綠色制造加工工藝符合人們對環(huán)境保護(hù)的價(jià)值觀念。因此，綠色制造工藝在機(jī)械加工中的使用前景十分廣闊，制造業(yè)的相關(guān)企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)對綠色制造業(yè)的的重視程度，并提高綠色制造工藝技術(shù)的使用頻率。

[1]韓圣武.淺談綠色制造工藝技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用 [J].黑龍江科技信息，2008(33).

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