綠色制造理念下的機械制造工藝分析

摘 要：綠色制造理念是在可持續發展背景下，所提出的一種全新的發展理念，不僅推動了機械制造工藝創新發展，而且也有效避免了資源和能源浪費問題，降低了工業生產對生態平衡的影響，在實現人與自然和諧相處方面發揮著越來越重要的作用。文章從綠色制造理念角度出發，指出了其在機械制造工藝中的具體體現，并對綠色制造理念下的常見機械制造工藝進行了分析，旨在提供借鑒。

關鍵詞：綠色制造；重要意義；機械制造；具體體現；工藝技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.038

機械制造業屬于高耗能行業，需要龐大的資源和能源支撐，生產成本較高，并且在生產過程中容易造成環境污染問題，在一定程度了阻礙了機械制造業的發展。在工業現代化發展熱潮中，機械制造企業要想增強自身核心競爭力，就需要改變傳統發展理念，從生產技術方面入手，以綠色制造理念為指導，加大綠色機械制造工藝的研發及應用力度，才能順應時代發展趨勢，在市場上立于不敗之地。對此，必須將綠色制造理念融入到機械制造工藝中，通過實際行動將其貫徹落實。

1 綠色制造概念及重要意義

在探究綠色制造理念下的機械制造工藝之前，需要先明確綠色制造的概念，認識到發展綠色制造工藝的重要意義。

1.1 綠色制造概念

所謂綠色制造，是指在機械生產過程中，以清潔型能源作為能源支撐，并選用綠色材料作為原材料，同時對機械設計方案進行優化，在保證產品質量的前提下，盡可能的避免機械作業過程中的浪費和污染問題，以此來降低生產成本，完成綠色產品的生產。綠色制造貫穿于可持續性的生產以及消費綠色模式，貫穿于產品設計、制造、使用、回收全過程，有利于可持續發展的推進與落實，可以實現較為良好的經濟效益和社會效益[1]。

1.2 綠色制造的重要意義

工業傳統發展模式比較粗放，資源和能源浪費現象嚴重，并且還會破壞生態環境平衡，造成污染問題，而綠色制造可以改善這種現象，不僅能夠降低資源和能源的損耗，而且還能夠減弱工業生產對環境的影響，具有較高的節能環保效益。同時，將綠色制造理念融入到機械制造工藝中，所生產出的機械產品結構更加科學合理，拆卸和組裝都是極為方便的，后期維修難度較小，既降低了維修成本，也有利于機械產品的長期使用。另外，基于綠色制造理念的機械產品，所用原材料中很大一部分都可以二次回收利用，能夠節約大量資源，也不會因為機械廢棄而造成環境污染。這些都是綠色制造所具有的重要意義，基于此，必須加大對綠色制造理念的推廣應用力度，推動機械制造工藝的優化與創新[2]。

2 綠色制造理念在機械制造工藝中的具體體現

節能環保是推進可持續發展的關鍵所在，而以綠色制造理念為指導的機械制造工藝，其創新性也是體現在節能環保方面。

2.1 降低環境污染

降低環境污染的機械制造工藝，是從保護環境角度考慮的，通過對此類技術的有效應用，能夠消除或者減少機械制造過程中生成的污染物、廢棄物，對生態環境起到了較好的保護作用，是綠色制造理念的具體體現。機械制造過程相當于一個輸入輸出系統，原材料和機械產品分別為輸入物和輸出物，在利用各種原材料生產機械產品時，會產生多種與產品無關的有害物質，常見的如廢棄、廢水、廢渣等，如果不加以妥善處理，都會對環境造成一定污染。而應用保護環境型機械制造工藝技術，可以在生產末端消除或減少各種無關物質，降低機械制造對環境的污染。

2.2 降低資源損耗

綠色制造理念中，提倡節約資源，通過簡化機械制造工藝系統組成要素，可以減少材料用量，避免浪費現象的出現。對于機械制造，可以從機械設計和生產技術兩方面入手進行優化和改進，以達到減少材料用量的目的。從機械設計方面來講，應在保證機械產品性能良好性的基礎上，簡化其內部結構，通過減輕機械重量、減少零部件數量的方式，實現原材料利用率的最大化。從生產技術方面來講，提倡新型刀具材料的使用，以減緩刀具的磨損速率，通過延長其使用壽命來減少刀具的更換次數；積極探索節水生產工藝，減少機械制造過程中的水資源用量；利用先進的制造技術對毛坯進行優化，減少加工余量，避免出現材料浪費現象，降低資源損耗[3]。

2.3 降低能源損耗

機械制造需要依靠大量能源才能順利開展，降低能源損耗也是綠色制造工藝中的關鍵內容。減少磨損和應用低耗能工藝，是實現節能目的的最主要方式。機械做功過程中所消耗的能量較多，這些能量會轉化為有用功和無用功，如果無用功較多，則會造成能源的浪費。此時可通過減少機械磨損的方式，降低無用功所消耗的能源，同時還可以減弱震動和噪聲現象，確保機械零件的緊固性，增強其安全性能。另外，在機械生產過程中，可以應用節能型的電機、新型的數字機床等新型工藝設備，取代老化陳舊設備；改良原有生產工藝，或者直接引用新型工藝和綠色包裝工藝，從生產技術層面降低能源損耗。

3 綠色制造理念下的機械制造工藝

在將綠色理念應用于機械制造工藝中，進行技術創新時，具體從以下幾方面考慮，才能提高機械制造工藝的節能環保效益。

3.1 遵循綠色發展理念

在研發綠色制造工藝時，因嚴格遵循綠色發展理念，從機械產品的全生命周期進行綜合考慮，在設計、生產、使用、回收等所有環節，都體現出綠色制造理念。具體實施過程中，應兼顧機械產品的實用性、經濟性、環保型和可回收性，科學規劃機械產品結構及細節，減少材料和能源的使用，在產品細節方面實現良好的環保效益[4]。需要注意的是，對機械產品進行綠色設計時，應以保證其各項功能的正常使用為前提，確保各個環節的良好銜接。

3.2 選用綠色原材料

原材料的選用是綠色制造工藝中的必須考慮的一項內容，在保證所用原材料質量及適應性較強的同時，還需要考慮到機械制造所在特殊工作環境，優先選用可回收原材料。一方面，在選用機械原材料時，應以可再生材料為主，減少不可再生材料的使用量，保證機械廢棄后材料可以再次回收利用，在節約材料的同時，還能實現其利用率的的最大化。另一方面，在選擇原材料時，應盡量選擇價格低廉、易于獲取且比較常見的類型，以降低機械制造材料成本。

3.3 綠色切削加工技術

切削液在機械制造污染物中所占比重較大，并且自自身造價也比較高，占到了機械生產成本的15%左右，使得生產成本較高，基于此，便需要引入綠色切削技術，降低切削液體所對環境造成的影響，在提高切削效率的同時，減少成本支出[5]。干式切削、低溫切削和綠色濕式切削，是當前比較常用的綠色切削加工技術。同時，在各種新技術、新工藝迅速發展背景下，機械制造中所用的精密鑄造、冷擠壓、直接沉淀等各項技術，變得越來越成熟，逐步從接近零件形狀向精密成形、仿形方向發展。如果機械零件已經成形，不需要進行再次加工，則可采用少無切削加工技術取代傳統切削技術，以減少傳統毛坯制造時的材料損耗和能源損耗，避免對環境造成污染，同時還能加快機械制造進度，降低成本費用。

3.4 冷輾擴技術

冷輾擴技術也是綠色制造技術中的一種，在機械產品生產過程中有著較高的節能環保效益。在應用冷輾擴技術生產機械時，所用外模具和內模具，分別在一個碾壓輪和軸心驅動下運行，內部支撐輪會跟隨滑座運動擠壓在一起，此時內部碾壓力會施加在套圈上，實現其由局部向切向以及徑向往復滾動，減小直徑受力，完成產品套圈擴徑成型。在這過程中，機械產品內壁是在計算機數控作用下變薄的，主要影響因素包括機械形狀、材料性能、直徑大小等，不需要進行壓力控制，可以提高機械加工的精密度。

3.5 綠色回收技術

在機械產品設計環境，就應該考慮到機械廢棄后的回收問題，這就需要應用綠色回收技術，對廢棄機械零件進行二次加工利用，再提高資源利用率的同時，還能避免造成環境污染問題。這就要求機械制造企業應重視回收那些有毒有害的零部件，使之再利用，做到無污染處理。

4 結束語

對于機械制造工藝來講，應用綠色制造理念對其進行改進和創新，不僅是推動機械制造業發展的關鍵所在，也是實現可持續發展的必然要求，具有重要的現實意義和時代意義，是當下機械制造企業必須重視并落實的一項重要任務。在開發應用綠色制造工藝時，需要從工藝的保護環境性能、節約資源和能源性能三方面進行綜合考慮，堅實以綠色發展理念為核心指導，應用各種節能環保效益較高的新型工藝，才能有效避免環境污染問題的出現，實現資源和能源利用率的最大化，降低生產成本，兼顧機械制造的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]王曉秋.基于綠色制造理念的機械制造工藝探討新思考[J].現代職業教育，2015（28）：70-71.

[2]馮愛華.基于綠色制造理念的機械制造工藝[J].電子制作，2013（22）：81.

[3]張兵.綠色制造理念的機械制造工藝淺述[J].文摘版：工程技術，2015（38）：291.

[4]何芬尼.分析機械制造工藝的綠色制造理念[J].中國機械，2014（05）：61.

[5]趙紀國，劉世平.基于綠色制造理念的機械制造工藝[J].河南科技，2015（19）：58-59.

作者簡介：高小軍（1979-），男，甘肅鎮原人，本科，一級實習指導教師，研究方向：機械實習教學。