齒輪加工機床的綠色制造技術分析

王立群

摘 要：由于傳統的齒輪加工機床的制造技術存在浪費資源和污染生態環境等多方面的弱點，加上我國經濟的發展和社會的進步，我國的齒輪加工機床的制造技術開始走向了綠色發展的道路。通過對數控化技術、少無切屑加工技術和對干式切削技術等多種技術進行分析和研究，為我國齒輪加工機床綠色制造技術的發展道路指明方向。

關鍵詞：齒輪加工機床 綠色制造技術 發展趨勢 分析研究

中圖分類號：TG61 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（c）-0049-02

作為一項結構復雜和技術含量比較高的機械設備，齒輪加工機床有著非常廣泛的應用范圍，目前齒輪加工機床已經成為了船舶、機械工程、摩托車和汽車等多個行業中的最為重要的裝備。隨著我國近幾年汽車工業的快速發展，我國有著越來越高的齒輪需求量，而且對齒輪加工的成本控制、成本質量和生產質量等要求也越來越高。所以對于齒輪加工機床的要求也越來越高，近幾年齒輪加工機床的綠色制造技術已經成為了這方面的主流技術。

1 齒輪加工機床制造的綠色性問題

隨著先進制造技術和數控技術的快速發展，加上越來越高的齒輪加工的要求，目前國際上的齒輪加工機床已經呈現出網絡化、智能化、柔性化、自動化、功能復合化、高精度化和高效化等方面的發展趨勢。隨著近幾年相關部門為車間環境和生產所制定的規律法規也越來越嚴格，所以綠色制造技術已經成為了目前齒輪加工機床主要的發展道路。屬于齒輪加工機床綠色生產技術的干切削機床早在德國漢諾威2001年的emo的機床展上就已經出現了，并且正逐漸擴大著發展的規模和市場。齒輪加工機床有著非常廣泛的應用范圍，所以其綠色制造技術受到了各方面廣泛關注的重視，例如：日本的三菱重工和美國的格里森等一些國際企業都在大力研究干滾切加工技術這種綠色制造技術。目前我國在齒輪加工機床方面已經實現了產業化的發展，但是對于綠色制造技術方面還存在很多問題，關于這方面的研究還比較落后。通過對齒輪加工機床的市場和成本進行分析，齒輪加工機床綠色制造技術并不是只有干滾切齒輪加工機床這一種，還需要對這些方面進行考慮和思考：（1）對機床結構進行優化，減少材料的浪費。（2）保證減少能源的消耗，提倡節能。（3）能夠很大程度上減少噪聲的污染。（4）減少對切削冷卻液和冷卻油的使用，從而降低生產過程中對環境的污染和對工作人員的危害。（5）操作比較簡單，對操作中的安全進行保障。

2 齒輪加工機床綠色制造技術的分析

2.1 干式切削技術

在齒輪加工機床中關于冷卻液的成本主要包括了油污與鐵屑的分離、工件清潔成本、管理成本、購置成本和使用成本等方面。根據相關的調查分析，很多人認為花費在冷卻液中的成本要比刀具和維護成本還要高。除此之外，冷卻液還會造成比較嚴重的環境污染，同時還會對生產工人的身體健康造成非常嚴重的危害。隨著人們對環境保護和身體健康的需求，冷卻液使用的減少已經成為了齒輪加工機床綠色制造技術的主要發展趨勢[1]。在齒輪加工機床的綠色制造技術中，干切削已經成為了熱點討論的話題，而且已經出現了冷風切削和微量潤滑切削等多種準干切削技術，干切削技術是目前一種高效、安全和清潔的齒輪加工機床綠色制造技術。目前國外很多的企業所使用的干式滾切技術都已經比較完善了。干式滾切技術和傳統的技術進行比較，能夠降低40%的刀具費、33%的電力費和100%的切削油費用，一共可以降低45%的加工成本；還能夠提高生產的質量；生產工作的環境也更加安全和清潔。

2.2 少無切屑加工技術

少無切屑加工技術是指使用精確成形的方式來進行零件加工的加工方式。作為無切屑的齒輪加工機床，齒輪冷軋機是一種綠色齒輪加工機床制造技術。不過這種齒輪加工機床綠色制造技術雖然能夠對原材料進行節約，但是存在噪聲大、高能源消耗等方面的問題。這種制造技術的發展還需要進行不斷發展。

2.3 數控化技術

對齒輪加工機床進行合理有效的數控化改造對齒輪加工機床的制造技術的綠色化有著非常有效的作用。

（1）數控化改造對簡化齒輪加工機床的機械結構有著非常好的作用，能夠有效減少其生產過程中所需要的原材料和能源，同時還能夠有效控制齒輪加工機床對環境的污染[3]。（2）在齒輪加工機床中使用數控化技術，能夠很大程度上對機床額自動化程度進行提高，同時還能夠對機床調整的時間進行縮短，從而提高了生產的效率。（3）數控化改造后的齒輪加工機床，能夠根據需要對進給量和切削速度進行調整，從而對加工的柔性進行調整，優化切削的參數。（4）加入數控技術的齒輪加工機床具有電子化的人機交互界面，能夠對操作進行簡單化，而且還可以使用密封加工的方式進行生產活動，很大程度上減少了相關工作人員的勞動量，同時還能夠對操作的安全性進行提高，對工作人員的人身安全提供相應保護。

2.4 再制造技術

在對齒輪加工機床的綠色制造技術進行分析的時候，要能夠從循環的角度進行相應分析，要重視和關注機床資源的循環使用，即要能夠利用模塊化設計和可拆卸回收性設計等多方面的方法對一些已經淘汰了的資源進行回收利用，并能夠對其進行技術性的提升和再制造。齒輪加工機床是一種具有高回收率的設備，齒輪加工機床上的很多部件和資源都有著非常高的回收利用效率，而且在對淘汰了的設備進行再制造所需要的成本比較低，目前利用舊的齒輪加工機床進行再制造的成本往往只有新設備制造成本的50%作用[4]。通過對淘汰的齒輪加工機床進行再制造，設備中的很多零件可以得到利用，減少了因為焊接和鑄造零件而產生的環境污染，而且也能夠減少資源的浪費，同時也防止因為處理回收這些舊設備而造成嚴重的環境污染和能源消耗[5]。在對舊設備進行再制造的同時還能夠對設備進行升級，提高齒輪加工機床的精度和自動化程度，實現最終的節能結合提高生產效率的效果。

3 齒輪加工機床綠色制造技術的發展趨勢

根據經濟角度和環保生態學教學對齒輪加工機床綠色制造技術進行分析，目前其主要的發展趨勢就是對切削油進行有效控制或者是廢除。在齒輪加工機床的制造中，切削油的作用非常重要，但是其也產生了非常嚴重的危害和污染，不僅僅對造成嚴重的環境污染，對工作人員的身體產生危害，而且還需要對切削油進行管理、清洗和排除等多種工作，浪費了大量的人力和物力。所以真正消除了切削油的干式切削加工技術是齒輪加工機床綠色制造技術的主要發展趨勢。干式切削技術主要分為高速干式切削和低溫冷風干式這兩種的方式。在高速干式切削技術中采用切削油的量非常的少，所以在齒輪加工機床綠色制造技術上有著比較大的發展前途。

4 結語

通過對齒輪加工機床綠色制造技術進行分析，能夠明顯看出目前主要有高速干式切削、低溫冷風切削等類型的齒輪加工機床綠色制造技術，其中高速干式切削技術因為不消耗切削液、環保、成本低和高效等方面的優勢，是目前以及未來齒輪加工機床綠色制造技術主要的發展趨勢和主要方向。通過齒輪加工機床綠色制造技術的應用，能夠減少因為生產而產生的環境污染和危害，并且減少了對相關工作人員的身體危害，同時還能夠減少成本以及能源的消耗，能夠推動齒輪加工機床走向可持續發展的道路。

參考文獻

[1] 李先廣，廖紹華，曹華軍，等.齒輪加工機床綠色設計與制造策略及實踐[J].制造技術與機床，2003（11）：18-20.

[2] 劉麗.探討齒輪加工機床的綠色設計與制造技術[J].卷宗，2015（2）：329-330.

[3] 劉海漁.綠色干式切削技術及其在齒輪加工中的應用[J].裝備制造技術，2009（4）：105-107.

[4] 黃強.YE3120CNC7高速干切滾齒機的研發與應用[J].世界制造技術與裝備市場，2014（6）：95-98.

[5] 白城.齒輪加工機床的綠色設計與制造技術[J].環球市場信息導報，2016（10）：112.