機械制造中的低碳制造理論與技術

王元芳 紀濤 程守寶 趙紅軍 劉平 李陽

【摘要】 機械制造中的低碳制造理論與技術的應用是目前機械制造行業的發展趨勢，低碳制造理論與技術的使用不僅可以提升機械制造的生產效率，對于工藝流程以及部件優化也是大有幫助。本文從機械制造中的產品設計出發，對機械制造中的低碳技術如高速切削技術干切削技術與硬切削技術、先進潤滑技術、先進的刀具技術進行了探究，希望為機械制造行業的發展提供積極借鑒和建議。

【關鍵詞】 機械制造 低碳制造 理論與技術

低碳制造技術在機械制造中的應用主要包括產品的低碳設計環節、低碳生產環節、低碳能源開發環節，主要目標是實現機械產品制造的輕量化以及生態化發展，進而提升機械制造行業的經濟效益和生態效益，從而促進機械制造行業的轉型升級。眾所周知，機械制造行業是一個高能耗的行業，在倡導低碳環保的今天，機械制造行業要想獲得持續的發展，必須大力開發低碳生產和制造技術，減輕能源消耗和廢棄物排放，促進機械制造行業生態效益的提升。

一、產品設計

1、輕量化設計。重量、性能、成本以及配套設備是機械制造過程中主要考慮的幾個指標，也是衡量機械設備質量的重要參考標準。因此，輕量化設計原則主要是針對以上指標來進行的。輕量化設計原則的運用對于機械制造的益處主要體現在以下幾個方面：首先，輕量化設計能夠大大減少機械制造過程中原料的消耗，節約制造成本，減少碳排放量。同時，輕量化設計能夠減少機械制造過程中產生的噪音，眾所周知，噪音干擾是機械制造過程中一個比較棘手的問題，而輕量化原則的運用恰好彌補了這一缺陷。再次，輕量化設計能夠優化產品性能，提升產品質量。

2、生態化設計。生態化設計主要遵循的原則如下：第一，生態化設計首先要滿足機械制造的基本需求，滿足產品性能設計的要求，使得產品能夠盡可能豐富其功能；第二，生態化設計主要致力于減少機械制造過程中能源的消耗和浪費，減少廢棄物的排放。生態化設計主要運用于化工、電子、交通以及機械產品設計等領域。生態化設計以其低能耗、綠色環保的特點已經在機械制造中得到運用。

二、制造技術

機械產品制造過程中，先進的加工技術的使用不僅可以優化產品性能、提升產品品質，也能夠有效降低產品制造成本、增強機械制造行業的經濟效益和生態效益，隨著低碳制造技術的發展，機械制造行業也在轉變其制造技術，優化生產制造技術。

1、高速切削技術。高速切削技術相比普通切削技術，其速度達到了普通技術的7到10倍。高速切削技術的應用能夠有效提高零部件的運行速度，從而減輕零部件對于電能的消耗，這也是符合低碳原則的。傳統的切削技術容易造成產品加工中精確度的受損，而高速切削技術則使得產品表面加工精確度得到提升，同時提升了產品的質量，能夠顯著的增加產品經濟效益[1]。但是高速切削技術對于機床性能和結構的要求比較高，機械制造行業要想引入這一制造技術，需要在前期投入較多的成本，但是就制造過程的長遠發展來看，企業可以獲得更好的經濟效益和生態效益。

2、干切削技術與硬切削技術。傳統切削技術主要指的是通過切削液體添加量的改變來調節切削溫度的低碳技術，通過對切削溫度的控制，可以對加工強度進行控制。同時，在使用該項技術時，要注意對切削液進行均勻加入，稍有不慎，將對產品加工質量產生不良影響。而干切削技術與硬切削技術的應用則能夠在不適用切削液的前提下，對切削的強度和面積進行控制，提升產品生產加工效率，優化工藝質量，因此，將干切削技術與硬切削技術作為低碳技術運用到機械制造中具有較大的發展空間。

3、先進潤滑技術。隨著干切削技術與硬切削技術的應用，雖然機械制造過程中避免了切削液的使用，但是也有可能出現切削過程中產品表面干澀、粗糙影響加工效果的狀況，因此，潤滑液的使用就十分必要潤滑技術主要包括風冷潤滑技術和微量潤滑技術[2]。眾所周知，切削液對于生態環境具有不良的影響，而潤滑液對于生態環境的影響較小，因此，將潤滑液代替切削液也是符合低碳原則的。

4、先進的刀具技術。刀具技術在機械制造過程中的運用是優化切削技術的必要輔助，先進刀具技術的使用可以大大提升切削效率，促進切削技術的進步。同時，新興刀具技術的使用也大大提升了零部件的工作精度，大大減少了二氧化碳的排放，符合低碳制造的原則。在加工過程中，合理的走刀軌跡將大大提升加工過程中的精度，降低生產制造成本，增加機械制造行業的經濟效益。從零部件的加工質量到加工效率，都涉及到了刀具的使用，因此，在機械制造過程中，也要對刀具的使用壽命進行延長。

三、結語

低碳產品設計作為機械制造的第一步，主要體現著輕量化設計以及生態化設計的原則，針對該原則，機械制造技術主要采用了高速切削技術、干切削技術與硬切削技術、先進潤滑技術、先進的刀具技術。低碳制造理論和技術在機械制造中的應用不僅大大提升了機械制造的效率，還彰顯了生態環保的可持續發展原則。

參 考 文 獻

[1]劉獻禮，陳濤.機械制造中的低碳制造理論與技術[J].哈爾濱理工大學學報，2011，01：1-8.

[2]緱玉峰.機械制造中的低碳制造理論與技術[J].硅谷，2013，20：7+175.