淺談現代綠色機械加工技術的應用及其發展

宋文超

摘 要：隨著社會的發展，人們對環境問題越來越關注。作為傳統的加工技術，機械制造業如何實現加工過程中的“零污染”，同時保證加工的質量，是值得大力研究的問題。文章針對綠色機械加工技術的特征，對綠色加工技術的應用現狀及發展前景進行了探討。

關鍵詞：綠色機械；加工技術；干式切削技術；切削液；冷卻潤滑技術

當今社會的飛速發展不僅加速了工業化的進程，同時也使得環境問題日益突出，隨著國家可持續發展戰略的實施，綠色化生產模式已成為許多產業的發展目標。而著手“綠色機械加工技術”的研究，就可以在資源可持續發展的同時，對環境污染進行有效的控制。

1 綠色機械加工技術的特點

隨著社會科學技術不斷發展以及社會實踐經驗的不斷積累，為了做到節省人力資源，減少和降低工業生產加工流程過程中對周邊環境所帶來的污染，同時在滿足機械加工效率的前提下，人們從機械工業生產中逐漸總結出了一套完整的綠色機械加工技術。綠色機械加工技術是以節約資源、降低污染、減少對人體健康傷害為目的，在通常的機械工業加工流程中，為了保持機械零部件運行的潤滑，提高工作效率，一般使用潤滑液，與此同時還可能會涉及工業材料的消耗、人力資源的浪費、化工原料的損失等。因此綠色機械加工的最大特點是節省能源和資源。為實現綠色機械加工以達到節約能耗、保護環境的目的，就要我們在機械工業加工的過程中采取相對應的措施。還有重要一點是在傳統制造加工過程中的切削液，它是由特殊的化學原料和材料所組成的，如果不對其做出及時有效的處理就會帶來嚴重的環境污染問題，直接排入河水中的切削液會影響水質、破壞當地的生態系統，會給魚類和水生物的繁殖和生長造成影響。因此，在機械制造加工中必須貫徹對綠色機械加工技術的應用，并采取有效措施保護環境，以取得更好的機械加工效果。

2 綠色機械加工技術的應用

隨著可持續發展戰略的實施，老百姓的環保意識不斷提高。由于機械制造加工業具有既傳統又現代的特點，使得它逐漸開始引起人們的關注。對于機械加工制造業目前存在著三個方面的研發：第一，通過降低機械加工中的切削摩擦來實現對環境的無污染；第二，對于切削液本身無污染的研究；第三，通過研制低污染、甚至無污染的切削冷卻潤滑劑再結合低摩擦的切削技術，最終達到綠色的機械工業加工技術。

2.1 高速與超高速干式切削技術

20世紀90年代，世界各地都在研制新的干式切削技術。該種技術能實現在機械工業制造加工的時候不使用任何冷卻和潤滑的液體。為了不斷改進機械制造中的內部技術，其最終目的是提高加工效率并降低環境污染，但顯然這是一種理想化的切削狀態的模擬技術。因為在不使用切削液的情況下，要達到在機械加工工業中對工具和刀具的冷卻和潤滑的效果，就要求干式切削技術具備很高的技術標準，這就涉及了很多數據的考慮因素，比如工具和切削的方式的選擇、還有切削的環境等。

1931年，德國Salomon博士提出一種高速切削的概念，高速切削具有降低刀削力、減少機械加工中受熱形變、提高機械業加工的表面質量和生產效率等優點，給最終實現干式切削提供了必要條件。而國內各種相關技術還不完善，所以在研制的過程中還需考慮是否有利于可持續發展的問題。這些問題包括，基礎油的選擇、切削液添加劑的選擇、擠壓抗磨劑的選擇、抗霧劑的選擇、防腐劑的選擇等。眾所周知，潤滑劑中最主要的成分就是基礎油，而基礎油中包含礦物油、合成油（脂）和植物油。我國是農業大國，擁有取之不盡用之不竭的太陽能，而且我國物產豐富，植物油的儲備極其豐富，所以從能耗和來源及污染的角度來說，植物油是一種無害且來源充裕的制造切削液的原材料；對于抗煙霧劑則可使用聚異丁烯類化學物質；用豬血清來做極抗壓磨劑。

2.2 綠色機械加工切削液的研制

綠色的機械工業加工模式應該是以實現機械工業加工過程中的綠色、安全、環保、無污染，追求高技術標準的干式切削方式為目標。因為歷史因素的限制，該技術尚未成熟面向市場，一直受到技術支持的困擾，從而導致綠色機械工業加工模式難以實現。為了能夠改變目前的這種狀況，我們從機械加工中所必須用到的切削液入手，研制出一種新的綠色機械工業加工切削液的重要性便凸顯了出來。

對于在綠色機械加工中切削液的選擇可以分為三個階段。第一，根據機械工業加工的精度，通過精度可以將精度、工件材料、刀具材料、切削參數等作為限制條件，對于四大類和若干小類再進行預選，最終選擇合適的類型；第二，通過對每一個細化的小類切削液的潤滑性、冷卻性、消泡性、污染性、滲透性、抗粘合性及壽命等作為特性條件對具體細化的每一個小類進行特殊的選擇；第三，對幾十位所擬定選擇的切削液進行合理性的評估，通過對比差異選擇最優的結果。如果出現只有一種類別的切削液，則精心挑選的結果就是輸出的最優結果。

綠色機械加工切削液的研制過程中，必須要考慮到廢液的處理問題。對于一般傳統的切削液可以分為油基切削液和水基切削液兩大類。由于水基切削液不易燃、易稀釋、不易變質等優點，被廣泛地開發和應用。

2.3 低污染或無污染冷卻潤滑技術

目前由于技術原因，干式切削技術雖為大家所熟知，卻仍處于實驗室研發階段，推向市場技術應用的條件還不成熟。然而在機械工業加工過程中，傳統的切削技術又有許多不足，尤其是對環境的影響和破壞比較嚴重，而這種新的冷卻潤滑技術正是可以彌補傳統機械加工方式的缺陷，經試驗證明通過小量的潤滑劑就可以使得切削順利進行，還會提高機械加工制造的質量，所以介于這兩者之間的冷卻潤滑技術在目前的市場來看具有相當廣闊的應用前景。

3 綠色機械加工技術的發展前景

3.1 綠色機械加工液

隨著科學技術的發展與進步，在使用自然降解有劑、冷風、水等原料的基礎下，經過一定步驟就可以加工成一個新的綠色機械加工液，這就是在實際機械加工應用過程中通常所說的微量油膜附水滴技術。通過試驗和實際的機械加工應用，我們發現該技術可以有效改善環境問題、防止資源、水源、生態系統破壞，從而實現“零排放”的要求，通過綠色機械加工液技術的推廣，最終會推動我們一個傳統的機械工業向一個現代化機械工業轉變的進程。

3.2 零污染

相比較傳統機械加工業的加工技術而言，綠色機械加工技術對當地環境和生態系統的影響變得很小。綠色機械加工技術可以在實現機械加工廢料零排放的同時，減少在制作切削液和切削液的使用維護過程中有毒化學試劑的使用量，通過采用冷風和自然降解的油劑與水，就可以實現切削液的重復利用。同時，我們使用綠色機械加工技術替代原先傳統落后的技術，這就大大減少了對傳統冷卻和廢液處理裝置的使用，能夠實現電力等資源20%以上的節能。

3.3 低污染高效率

綠色機械加工技術是建立在對傳統機械加工技術的改善基礎之上，對于機械加工業而言有著巨大的發展潛力和廣闊應用前景。綠色機械加工液不僅在環保、生態、安全等諸多領域有良好效果，在經濟、社會方面也有顯著影響，因此在今后應該大力推廣和應用。

4 結語

綠色機械加工技術的多樣化類型，加之本身一系列的顯著特點，使得在今后機械加工業的發展中應該著力于此，進行大力研發和普及，掌握核心技術對于實現機械加工零污染、零排放最終實現環境、資源的可持續發展有著重要而深遠的意義。

參考文獻

[1] 倪書楠.淺談綠色機械加工技術的應用與發展[J].高新技術，2013，（3）.

[2] 李佳.談綠色機械加工技術的應用與發展[J].科教導刊，2014，（1）.

[3] 馮麗.綠色機械加工技術的運用和發展探討[J].科技傳播，2014，（3）.

（作者單位：上海申美飲料食品有限公司）