綠色制造工藝技術在機械加工中的應用

尹浩

【摘 要】機械加工是制造工業中重要組成部分之一，將綠色制造工藝應用在機械加工過程中，不但能夠降低機械制造過程對環境造成的污染，還能夠有效提高機械制造水平。綠色制造工藝源于傳統工藝技術，在傳統技術基礎上又結合了大量高科技技術，這些新興技術的加入為綠色制造工藝在節約資源、保護環境方面做出貢獻提供了技術保障。本文通過對綠色制造工藝在機械加工中的應用進行舉例分析，指出了綠色制造工藝的突出優勢。

【關鍵詞】綠色制造工藝；機械加工；生態環保

0 前言

將綠色制造工藝應用于機械制造技術是我國機械制造產業的發展趨勢，同時更是我國實行可持續發展戰略的重要方法，根據機械加工產品的不同，綠色制造工藝在機械加工中也有著多種不同形式的應用表現。

1 綠色制造工藝的基本情況

1.1 綠色制造工藝的基本概念

綠色制造工藝是指傳統工藝技術與現代材料研究技術、表面技術等新興技術相結合而成的先進制造工藝，這一制造工藝的形成能夠有效提高制造過程中的資源利用率，在節約經濟成本、保護生態環境等方面都有著突出貢獻。將綠色制造工藝運用在機械加工技術中，綠色制造工藝將在保證投資成本和產品質量的前提下，從產品的設計、生產、運輸、使用和回收等方面著手，將環境保護工作放在最重要的位置，盡可能降低機械制造過程中對生態環境的破壞，實現降低能耗的目標，在最大程度上維持經濟效益與生態環境之間的關系，確保人類社會的可持續發展。

1.2 綠色制造工藝的分類

綠色制造工藝涵蓋了節約資源工藝技術、節省能源工藝技術和環保型工藝技術這三種技術，由于這三種技術在進行產品制造中所要實現的目的大有不同，因此每種技術都有其相對應的具體內容。以節約資源的工藝技術為例，這一類制造工藝的目的是在進行制造的過程中盡可能的提高資源利用率，在保證產品質量的前提下對制造過程進行簡化，降低資源浪費情況的發生。節省能源的工藝技術主要要求在生產過程中降低生產所消耗的能量。環保型工藝技術則要求在生產過程中運用科學的方法處理污染物，最大程度的降低噪聲、廢棄排放物等對環境的影響。

2 綠色切削加工工藝技術

2.1 采用 MQL 潤滑的準干切削工藝

對于單純地采用干切削技術進行機械加工而言，由于操作工藝的局限性，很難保證加工產品的質量和數量，因此，將干切削工藝與其他工藝相結合，從而提高機械加工效率的加工工藝應運而生。MQL 潤滑的準干切削工藝就是這樣一門工藝，這一極微量潤滑技術利用對人體無毒的油如脂油、植物油等對進行切削的區域進行噴灑。由于MQL是壓縮空氣與少量油霧化切削油混合后進行潤滑，因此它可以最大程度上確保切削區的刀具與加工工件、加工碎屑之間的接觸面更加光滑，降低他們相互之間的摩擦力，避免切割碎屑粘在刀具上影響切割效率。除此之外利用這一切割工藝進行加工還可以降低削液的使用成本。

2.2 風冷卻切削制造工藝

干式加工技術是綠色制造工藝中的重點內容，然而進行干式加工的條件十分苛刻，要對干式加工區域進行冷卻處理并潤滑刀具，一旦冷卻處理不符合要求，就很難進行干式加工。風冷卻切削技術在冷卻操作上進行了十分科學的處理，將原始供給空氣中所含的水分利用除濕器除去，除去水分后的空氣經空氣冷卻器降溫至零下300攝氏度后通過絕熱管吹送至切削區域。冷風的輸入可以與MQL 潤滑的準干切削工藝相結合，從而防止切割區域出現銹蝕現象。另外在風嘴面安裝有處理風塵及切割碎屑的設備，通過這種設備的運行可以將切割碎屑過濾掉，從而避免造成污染。

2.3 干式切削加工工藝

干式切削技術的優勢在于，能夠在不使用冷液、切削液的情況下進行機械加工，因此這一加工技術能夠在大大降低了機械加工的經濟投入的同時降低對環境的污染。干式切削技術涵蓋了齒輪加工、車削、鉆削等多種工藝。其中在實際生產過程中應用最多的是干式車削加工技術，以加工絲杠為例，這一加工技術先將螺紋加工至較軟的工件上進行固定，隨后將其淬硬，對淬硬過的工件再進行精細打磨，最終形成成品，這一加工方式不但降低了加工難度，還能夠提升產品品質，提高工作效率。

3 綠色機床加工工藝技術

3.1 干加工機床加工工藝

在進行干切削加工的過程中會有大量切削熱產生，如不能及時處理將會改變干加工機床的外形，進而對加工精度造成嚴重影響。因此，為了保證干切削加工的精確性，就必須結合干切削加工的加工過程，制造適合這一加工工藝的車床，從而最大程度的降低加工過程產熱對機床的影響。這類機床的設計采用完全熱對稱的結構，通過循環冷卻裝置和隔熱措施進行散熱，床身為傾斜式或V形等易于排出碎屑的形狀；機床底座協助碎屑的快速流出。

3.2 高速復合機床加工工藝

當今社會的快節奏發展對工作效率有著更高要求，因此在機械加工中不僅僅要保證產品質量過關，還要努力提高加工效率，從而滿足社會發展要求，高速復合機床就是應對這一情況的有效武器。這種機床在操作過程中進給速度、切削速度有著明顯提高，輔助工作時間長度大大縮短，有效降低了機械加工所需的標準時間；另外這一機床能夠保證只要一次加工就能夠得到高質量的加工成品，避免了資源、能源的浪費，也從根本上杜絕了返工現象的出現。高速復合機床不但提高了機械加工的工作效率和質量品質，還滿足了現代社會發展的嚴格要求。

4 綠色制造工藝在機械加工中的其他應用

4.1 水噴射加工工藝

水噴射加工工藝通過含有磨料的超高壓水流的噴射作用對加工材料進行切割、穿孔、除銹等操作，因此又被稱為水刀加工技術。這一加工技術的優點在于在加工過程中高壓水流能夠帶走加工過程中產生的碎屑等加工廢料，不會有有害氣體、煙塵等污染物形成，大大降低了切割操作對周圍空氣環境的污染，并且這一加工工藝中所使用的水資源可以做到重復利用，能夠有效提高資源利用效率。

4.2 優質清潔表面工藝

優質清潔表面技術可分為新的節能表面自泳涂裝技術和離子束輔助鍍膜技術兩種，前者相較于傳統技術而言，能夠更好地節省資源和能源，有效提高了加工產品的耐腐蝕性，并且這一技術無污染，無火災危害，降低了加工過程中的風險指數；離子束輔助鍍膜技術則針對于加工工件的耐磨性，這一技術能夠有效提高加工工件的使用年限，適用于航天航空領域許多精密零件的加工。

4.3 成形工藝制造的應用

成形工藝技術的不斷改進有效的提高了機械加工產品的精密度、生產率、使用壽命等實際價值，這一技術的應用范圍十分廣泛，其中主要有精密鑄造、粉末冶金、冷擠壓、精密下料等方面。其中精密剪切下料可以有效提升原材料利用率和加工產品生產率；冷擠壓技術能夠提高材料的精密度，可用于精密復雜的零件加工。

5 結語

總而言之，綠色制造工藝這一新興工藝正隨著社會的發展而不斷更新優化，與傳統制造工藝相比更加能夠適應時代的發展。這種能夠有效提高資源、能源利用率，降低能源消耗的環境友好型制造工藝的發展，能夠為經濟社會的穩步發展、人類社會的可持續發展提供源源不斷的動力。隨著綠色制造工藝與機械加工技術的結合，不但能夠改變傳統機械加工技術過程中常造成環境污染的情況，還能夠通過這一新興技術提高機械加工產品的質量和性能。

【參考文獻】

[1]王曉磊.綠色制造工藝技術在機械加工中的應用[J].產業與科技論壇，2016，15（5）：44-45.

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