淺談機械加工制造中的綠色制造工藝

摘 要：當今社會，機械加工制造業造成的環境污染問題愈發嚴重。為了響應“節能減排”的號召，使用綠色制造工藝已經成為了我國機械加工制造行業的發展趨勢。本文以綠色制造工藝為研究對象，先對綠色制造工藝進行了簡單的介紹，然后重點介紹了綠色制造工藝在機械加工制造中的一些具體的應用，希望能為機械加工制造行業的可持續發展提供一定的借鑒意義。

關鍵詞：綠色制造工藝；機械加工；干式切削技術

隨著社會的飛速發展，機械加工制造行業也在不斷的發展和突破。傳統的機械制造工藝，在加工的過程中會產生大量的廢棄物，而這些廢棄物嚴重污染了人們的生活環境，對地球的生態平衡造成了巨大的破壞，加速了全球環境的惡化速度。因此，企業應當盡快調整自身的產業結構，摒棄原有的制造工藝，引入綠色制造工藝，并加大綠色制造工藝技術的發展力度。

1 綠色制造工藝概述

綠色制造工藝是以傳統制造工藝作為基礎，結合對控制技術、材料科學、表面技術等新技術的使用，所研究制造出的新型制造工藝。使用綠色制造工藝的目的是實現對資源的合理利用、降低能源成本、降低對環境的污染。按照這三種目的，可將綠色制造工藝在技術上分為三類：節約資源型工藝技術、節省能源型工藝技術、環保型工藝技術。節約資源型工藝技術指的是在生產時對工藝系統的構成進行簡化，并對原材料的消耗量加以節省。可以用優化設計、減少零件數量、降低零件重量等方法來提高原材料的利用率，從而達到減少材料消耗的效果。節省能源型工藝技術指的是降低能量在生產過程中的損耗量的工藝技術，目前的低能耗工藝所采用的主要辦法有降耗法和減磨法。而環保型工藝技術指的是利用一些特定的工藝技術，盡可能的減少或消除在生產過程產生的廢渣、廢氣、廢液等有害物質。

2 綠色制造工藝技術在機械加工制造中的應用

2.1 干式加工技術

干式加工技術，是指不需要使用冷卻潤滑液就能進行加工的一種綠色制造工藝技術。干式加工技術的類型有很多種，如干銑削、干車削、干式齒輪加工、干鉆削、干式螺紋加工等技術，都屬于干式加工技術。從原理上來看，干式加工技術并不算新穎，其原理在生產工作中的應用時間已經非常久遠，如鑄鐵的干削及干銑工藝。但是從內涵上看，干式加工技術和以往的加工技術存在著很大的區別，因為這里所說的干式加工技術已經不只是局限于對鑄鐵材料的加工，而是在機械加工制造過程中對所有類型的材料的、都引入干式加工。當前階段，干式加工還處于剛剛興起的階段，技術還沒有完全成熟，應用范圍也相對較小[1]。目前，干式加工技術在美國的制造業中應用較為廣泛，而在歐洲地區，也有將近一半的企業使用了干式加工技術。

2.2 機床技術

在干式加工的過程中，受到切削的部位很容易產生熱量，若不及時對其進行散熱處理，機床就會由受熱不均衡導致變形，而變形機床的加工精度會降低很多。因此，機床必須配備循環冷卻系統，來分散切削時產生的大量熱量，并起到良好的隔熱作用。相關的實驗表明，在高速切削的狀態下進行干式切削，能夠減少機床、刀具、工件等物體所產生的熱量。由于用干式切削方式產生的切屑同樣非常干燥，因此技術人員應事先將用于干式切削的機床設計成傾斜式的床身，并使用有隔熱效果的材料來制作機床的傾斜蓋板。另外，技術人員還要在機床上設置相應的過濾系統，以便于對加工時產生的灰塵進行排除，使機床的重要部位能夠被單獨隔離。科技的發展帶動了機床技術的發展，而機床技術則為干式切削技術提供了良好的條件。

2.3 低溫切削技術

低溫切削技術是一種非常高端的綠色制造工藝，一般會在難度較大的材料加工過程中使用。例如高錳鋼的加工制造、鈦合金的加工制造、淬硬鋼的加工制造過程，都需要使用低溫切削技術。在對這類材料進行加工時，需要額外配置一部分低溫冷風裝置，如氮氣流裝置、間接冷卻裝置等等。但這些裝置的造價非常昂貴，這給低溫切削技術的發展帶來了很大的限制。目前，一些發達國家對低溫切削技術的研究已經較為成熟，且這些國家的機械加工企業已經將低溫切削技術大規模的應用在了企業的加工流程中，尤其是日本的機械加工企業，幾乎全都引入了低溫切削技術。我國對于低溫切削技術的研究也正走向深入化，相信在不久的將來，我國的機械加工企業也會實現對低溫切削技術的大規模引入。

2.4 干式切削技術

對于機械加工制造工作而言，想要實現干式切削技術的大規模使用，很大程度上需要由工件的材料來決定。超硬合金是最難進行干式切削的工藝材料，其次是鋼材料，而鑄鐵則是最容易進行干式切削的工藝材料。以鋁合金為例，鋁合金在機械加工的過程中所產生的切屑很容易和刀具產生“咬焊”式的粘連，而高速干式切削技術就能輕松解決這個問題。有關實驗表明，在干式切削的過程中，大約95%至98%的切削熱量都傳送給了切屑，而切屑和刀具前面接觸部分則會出現局部熔化現象，有效的提高了鋁合金的表面質量及加工精度，從而降低產生的能耗，節約了資源和成本[2]。需要注意的是，為了減少高溫狀態下工件與刀具材料之間的粘結，要對工件和刀具材料進行合理的搭配，在對干削方式進行研究的同時，還要積極的尋找和研究新的干削方式，更好的達到綠色制造的要求。

3 總結

總而言之，綠色制造工藝作為一種近年來新興發展出來的技術，仍具有很大的提升空間，相關技術人員應不斷采用最新的科學技術，來對綠色制造工藝進行優化和改進。目前，人們對生活環境和生活質量越來越重視，綠色制造的理念早已深入人心，倡導綠色制造已經成為了社會發展的必然趨勢。企業應當高度重視對綠色制造工藝的使用，從而實現機械加工制造行業的可持續發展。

參考文獻：

[1]楊德峰.淺談綠色制造技術在機械制造領域的應用[J].山東工業技術，2016，（01）：23.

[2]余亞洲.綠色制造工藝在機械加工中的應用[J].黑龍江科技信息，2017，（06）：17.

作者簡介：趙翔（1986-），男，江蘇泗洪人，本科，機械制造工藝專業。