節約資源型機械制造工藝技術初探

摘 要：隨著機械制造業的快速發展，環境污染越來越嚴重，同時也存在著資源的浪費，因此，必須大力發展綠色制造工藝技術，從而減少對環境的污染以及科學合理利用能源和資源。基于上述目標綠色制造工藝可以分為三種類型：環境保護型工藝技術、降低能耗型工藝技術、節約資源型工藝技術。文章主要對節約資源型工藝技術進行了介紹，并且針對目前節約資源型機械制造工藝現狀進行了分析，并且針對存在的問題提出了相應的解決措施。

關鍵詞：節約資源 機械制造 制造工藝

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）01（a）-0097-02

目前，我國的制造業的產業結構資源浪費嚴重，能源利用率低下，能耗高，處于全球制造產業鏈的低端環節，很多企業都是通過犧牲環境和加大能源消耗的代價從而確保經濟的可持續發展。因此，在以后的機械制造過程中要重視節約資源和保護環境，加大節約資源型工藝研究，努力實現經濟的可持續發展，從而為實現可持續健康有序地發展戰略提供先決條件。

資源和能源問題對全球的經濟發展有著重要的影響。不斷減少的自然資源和日益惡化的自然環境對人們的生產和生活都會有著較大的影響。機械制造業在國民收入總額中有著舉足輕重的作用，是我國的支柱產業，然而很多的機械制造企業在產品的加工工藝、原材料的開發方式等方面各種各樣的問題不斷出現，從而造成了資源的浪費和大量消耗，對于這些問題目前還沒有很好的解決措施，只能從節約資源型機械制造工藝方向進行推進，才能夠促使制造業向可持續和綠色的方向發展。

1 節約資源型制造工藝概述

節約資源型制造工藝是一種先進的制造工藝技術，它是在傳統的加工工藝技術的基礎上發展而來，這種技術結合了控制技術、表面技術、材料科學等技術，對需要改進的制造工藝流程進行改造，以達到提高資源利用率和降低環境污染為目標，從而使污染物的排放量和整個流程的資源消耗降到最低，對企業的組織結構和運行機制進行科學組合，從而實現環境效益、經濟效益的雙豐收，生產效率得到提高，生產成本得到降低。

節約資源型工藝技術是在產品的生產過程中，節省原材料消耗，簡化工藝系統組成的技術。在傳統的加工過程中，原材料的大量消耗，對于全社會的可持續發展是非常不利的，因此，對于減少消耗資源的綠色技術應當積極進行推廣，也就是在工藝方面，通過改進下料技術、毛坯制造技術，優化工藝方案，采取干式加工技術、準干式加工技術等先進的加工技術，使加工余量得到減少，采用廢棄物少的技術，節約資源。

2 根據不同的要求和目的對節約資源型機械制造工藝進行分類

根據不同的要求和目的可以對節約資源型機械制造工藝為多種類型，目前主要應用的類型有三種。

2.1 環保型工藝技術

這種技術也就是為了減少機械制造對環境造成的影響，在機械制造的過程中，通過對技術的科學改造，從而全面降低污染物排放。

2.2 能源節約型工藝技術

這種機械制造工藝屬于一種綠色環保的工藝技術，這種技術通過技術升級，從而達到在機械制造過程中，實現能源循環使用或者減少能源消耗的目的。

2.3 資源節約型技術

這種技術為了達到在在生產的過程中節約原材料的目的，對機械制造工藝進行簡化。資源節約型技術的實現一般是通過工藝和設計兩個方面來實現的，在工藝方面，企業為了減少對各種原材料的依賴一般是通過應用大規模新型應用技術來實現的；在設計方面，為了實現原材料使用的最大化，企業在保證質量的前提下盡可能減少零部件的使用量。

3 節約資源型機械制造工藝技術的應用

目前，環境保護越來越受到人們的重視，在環境保護方面，節約資源型機械制造工藝具有很強的優勢，一些企業已經將這一技術進行運用并且取得了較好的效果。

3.1 干式加工技術在機械制造企業中的應用

干磨削和干切削是干式加工技術的體現，這種技術應用較為廣泛，主要應用在磨削、銑削、車削等生產環節過程中。在上述環節中，傳統的機械制造技術是需要添加切削液的，切削液主要起到清晰、排屑、潤滑、冷卻的作用，但是切削液的應用會對生態環境造成污染，還會造成機械產品的制造成本提高，另外，還會對工人的身心健康造成一定的傷害。要想解決切削液所造成的危害，在機械制造過程中采用干式加工技術能夠很好地解決這一問題，干式加工技術是一種不需要切削液的加工技術，這種技術能夠很好地保護環境，能夠有效地降低生產成本，這種技術研究和應用目前在德國還處于領先地位。（1）干切削。干切削加工方法主要包括干式齒輪加工、干式螺紋加工、干鉆削、干銑削、干車削等。干車削是一種目前應用較為廣泛的方法。例如在對絲桿進行加工時，首先螺紋在軟的工件上加工出來，再把帶有螺紋的工件進行淬硬，最后對經過淬硬的工件進行精磨。如果選用旋風銑削加工技術進行加工，就可以使生產效率得到提高，加工時間得到縮短，金屬切除率得到了提高。（2）干式磨削。傳統的磨削工藝技術，在生產的過程中會產生一些煙霧和油氣，造成了生產成本的增加，也對生產環境造成了污染。對于上述問題的解決可以采用干式磨削技術進行加工，這種技術就是利用熱交換器的作用，使冷卻到-110℃的空氣直接噴灑到磨削部位，這樣能夠有效地預防加工過程中工件的變形，也能夠減輕磨削過程中煙霧和油氣的產生。

3.2 準干式加工技術在機械制造企業中的應用

由于干式加工技術對加工機床的構造、打造刀具的材料以及相應的加工技術都有著較高的要求，目前很多企業還不能對于滿足干式加工的生產條件，應用還不是很廣泛，為了減少對環境的污染和資源的浪費，可以采取干、濕加工的優點結合起來，這樣不但很大程度上降低了切削液的費用，而且加工要求也得到了滿足，這種切削技術也就是準干式切削技術。準干式切削技術是介于濕式和純干式之間的切削技術，對切削液的消耗遠遠低于濕式切削，其切削液的消耗量在50 ml/h以下。

3.2.1 風冷卻切削技術

為了能夠同時解決冷卻和潤滑問題，在現有的加工技術條件下，可以采用風冷卻切削技術。風冷卻切削技術就是先將空氣中的水分利用除濕器除去，然后空氣被輸送到冷卻器達到-30 ℃以后，再將加工部位噴灑適量的植物油，同時將冷風輸送到切削部位，噴灑的無害植物油主要起到潤滑和防銹作用。

3.2.2 “汽束”噴霧冷卻切削技術

“汽束”噴霧冷卻切削技術屬于準干式切削方式，目前在機械制造行業應用較為廣泛。“汽束”噴霧冷卻切削技術工藝方法是將空氣利用空氣壓縮機約0.3～1 MPa的壓力進行壓縮，對微量的切削液進行霧化，然后再向切削部位進行噴灑切削液，切削液在高溫狀態下會瞬間汽化，這樣大量的熱量被帶走，切削部位溫度下降，從而促使切削部位溫度降低。“汽束”噴霧冷卻切削技術在使用的過程中，應當注意切削液的使用量保持在50～125 ml/h之間，在這一過程要做到機床的工作狀態最佳，要確保切削、刀具、工件之間的干燥，同時還要做到回收利用切削，從而能夠節約資源降低對環境的污染。

3.3 減少加工余量

如果加工余量較大，零件的毛坯粗糙，不但造成生產率低下，而且還會造成較多的原料消耗。因此，為了提高毛坯精度，可以在一些有條件的地區實行專業化的毛坯制造。另外，盡可能地選用先進的制造技術，例如高速切削，高速切削技術的具有工件變形小，加工時間短，切削力下降，切削速度得到提高，從而使加工質量得到了保證。

3.4 低溫切削加工技術

低溫切削加工工藝主要用于材料加工難度較大的情況，例如淬硬鋼、高錳鋼、鈦合金等。由于一些低溫冷風裝置要進行配備，包括使用低沸點公質作冷媒的間接冷卻裝置、氮氣流發生裝置等，這些也就成為了改技術需要注意的一些問題，因此成本相對較高。近年來，隨著研究的不斷深入，低溫冷風切削技術已經趨于成熟，并且已經在一些機床企業被應用，目前在日本機床企業應用最為廣泛。

4 結語

隨著國民經濟的快速發展，機械制造企業也不提程度地對環境造成一定的影響。并將導致能源危機和資源枯竭的加速。因此，迫切需要機械制造企業采用節約資源的機械制造工藝技術，這些關系到人們生活質量的提高和人類經濟文化的可持續發展。節約資源型機械制造工藝技術應用和推廣是非常必要的，符合人類的共同價值取向。

參考文獻

[1]韓軍霞.關于節約資源型機械制造工藝技術的研究[J].科技創新導報，2012（2）：25.

[2]王志堅，于曉萍.探析節約資源型機械制造工藝技術發展[J].東方企業文化，2011（24）：78.

[3]周兵.關于節約資源型機械制造技術的研究[J].管理學家，2011（7）.

[4]唐廣龍.節約資源型機械制造工藝技術初探[J].知識經濟，2011（2）：129.