綠色機械加工的特點及其發展應用分析

鄺樹炳

摘要：隨著我國工業的不斷發展，制造業特別是機械加工行業中的環境污染以及能源浪費現象越來越少突出。本文對綠色機械加工的含義進行了詳細的分析，并對綠色機械加工的特點以及未來發展趨勢做了全面的闡述。

關鍵字： 綠色機械加工 切削液環境保護

1. 綠色機械加工的含義

從上世紀七十年代起，全球工業制造行業飛速發展，從而導致了世界范圍內的環境問題日益突出，工業化帶來的環境破壞與環境污染給全球的環境保護帶來嚴峻挑戰。從另一方面來講，工業生產消耗了大量的地球資源，特別是對于不可再生資源的消耗浪費使人類的可持續發展面臨著巨大的考驗。對于機械加工行業而言，由于其自身直接消耗自然資源并且產生加工廢物，因此如何使機械加工更加清潔高效也成為人們越來越重視的一項課題。因此，綠色機械加工這一概念也被順理成章的提了出來。綠色機械加工與傳統機械加工相比具有三大優點。首先，相對于傳統機械加工來講，綠色機械加工的資源利用率明顯提高，綠色機械加工需做到程序精簡、能源利用高效；其次，綠色機械加工注重對環境的保護，綠色機械加工盡量避免使用切削液等對環境污染較強的污染源；再次，綠色機械加工對人體健康危害較小，傳統機械加工過程較容易形成對人體有害的煙霧、粉塵以及噪聲，這些污染源會對人體的呼吸系統、聽力系統等造成嚴重的傷害，而綠色機械加工方式力求最大限度的減小這些危害。

由于環境污染日益嚴重，世界各個國家都提出了相應的環境保護及治理措施，但這些都是一些治標措施，不能從根本上解決問題。采用綠色機械加工方式對于環境保護來講是一項治本措施，它能夠從根本上解決一系列環境污染與破壞的問題，使得資源利用率更高，環境的受污染程度大大降低并且人類自身健康也可以得到很好地保證。

2. 綠色機械加工的特點分析

當今綠色機械加工方式主要有兩種，分別為自然綠色機械加工方式以及輔助綠色機械加工方式，而輔助綠色機械加工方式又分為射流加工以及噴霧加工兩種。下面我們主要對這幾種加工方式的特點進行分析。

2.1自然綠色機械加工技術

自然綠色機械加工是指完全利用自然條件對機械加工進行處理，不用其他人為手段進行冷卻，我們通常采用的綠色機械加工方式為干切削加工。對于干切削技術來講，國外運用該項技術更加普遍，德國的制造行業采用這一技術的企業已經占到了百分之二十。然而，由于干切削技術在進行機械加工時不采用切削液，所以相應的冷卻潤滑等工序需要特殊處理。另外，在采用干切削技術時，零件的溫度上升十分迅速，刀具的使用壽命變短同時導致加工出的零件質量變差。所以，要想優化干切削技術存在的這些弊端，需要對整個機械加工過程進行改良，主要包括對切削刀具的改良以及對機床工件的工藝質量的提高。另外，由于干切削在加工過程中沒有切削液，也造成了一定程度的粉塵污染，這些粉塵污染也會對操作者的身體健康帶來極大的危害。

2.2輔助綠色機械加工技術

所謂的輔助綠色機械加工技術與自然綠色機械加工相對，它采用潤滑油等介質對加工過程進行潤滑以及降溫。從介質不同的角度講，主要分為噴霧加工和射流加工。

（1）噴霧加工

噴霧加工的原理是通過高壓設備將霧狀的介質噴射到需要切削的部位上，以此對零部件進行潤滑和冷卻。由于高壓噴霧自身的優越性，霧狀介質可以良好的與切削區域相結合，從而大大提高了切削液的滲透性并且使切削過程中的摩擦力以及摩擦產生的熱能降到最低。

（2）射流加工

射流加工指的是通過將冷卻介質噴射到機械零件加工表面使得機械加工區域得到潤滑以及冷卻。根據冷卻介質的不同，射流加工還分為氣體射流加工以及液體射流加工。

對于氣體射流加工技術來講，他的冷卻介質采用氣態的形式，常用氣態冷卻介質主要為氮氣或者空氣。當采用氮氣射流加工工藝時，將液氮噴射到機械加工表面，通過液氮氣化吸熱的特性達到冷卻降溫的作用。由于大氣中含有大量的氮氣，因此對液氮的制備比較方便而且成本比較低。當冷卻完畢后氣態氮氣可以直接排放到大氣中，不會給大氣產生任何污染。采用空氣作為冷卻介質原理相似，通過液態空氣的氣化來對機械加工表面進行冷卻，成本比較低而且不對環境造成任何危害。

對于液體射流加工技術來講，他是在傳統澆筑冷卻技術的基礎上進行改進并采用集中冷卻的方式對機械加工區域進行潤滑與冷卻。當今應用比較成熟的液體射流加工技術為最佳流量潤滑技術，對于液體噴射的流量由相應的機械控制系統進行智能控制，所使用潤滑油中的切削液含量比較低并且使用完畢后容易揮發，這不僅極好的保護了環境同時也大大降低了處理成本。

3. 綠色機械加工的發展應用

當今綠色機械加工技術正在朝著智能化集成化以及柔性化的方向發展。綠色機械加工技術要實現資源消耗最少以及環境污染最小的目標，就要求綠色機械加工技術需要采用智能控制方式，對機械加工過程中冷卻介質的用量以及處理區域進行過程控制，以此提高生產效率以及材料利用率，同時減少或者消除環境污染。其次，綠色機械加工技術還需要實現集成化，即通過網絡通信等技術對生產過程中的設備管理系統、質量控制系統以及物能資源系統等進行互聯集成，實現生產運營的整體集成化。對于綠色機械加工技術的應用，是當今機械加工領域的一個方向。當今主要應用的領域多在擊機床加工生產以及鑄件鍛造等金屬制造領域。綠色機械加工技術的應用會受到行業中其他技術發展水平的影響，相信隨著我國工業生產領域水平的不斷提高，綠色機械加工的應用會越來越廣泛。

4.結論

雖然綠色機械加工技術相對于傳統機械加工方法來講，無論在經濟效益還是環境保護方面都具有比較明顯的優勢，但是綠色機械加工發展還不是很完善，有很大的提升空間。但是隨著我國工業技術的不斷發展，我們完全有理由相信綠色機械加工技術會隨著自身的完善而獲得更加廣泛的應用。

5.參考文獻

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