基于綠色制造的新型機(jī)械制造工藝及裝備技術(shù)研究

周天武 楊慧麗

摘 要：綠色制造是環(huán)境保護(hù)，節(jié)約資源和能量，實(shí)現(xiàn)生態(tài)工業(yè)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的一種途徑。為了實(shí)現(xiàn)綠色制造的目的，就必須解決傳統(tǒng)制造技術(shù)中資源能源耗費(fèi)大、環(huán)境污染嚴(yán)重的問(wèn)題，探索新型的綠色制造工藝。

關(guān)鍵詞：綠色制造；新型的；制造工藝

中圖分類號(hào)：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）21-0098-02

Abstract： Green manufacturing is a way to protect the environment， save resources and energy， and realize the sustainable development of ecological industry and society. In order to achieve the purpose of green manufacturing， it is necessary to solve the problems of large resource and energy consumption and serious environmental pollution in traditional manufacturing technology， and explore a new type of green manufacturing process.

Keywords： green manufacturing； new type； manufacturing process

1 概述

我國(guó)是制造業(yè)大國(guó)，制造業(yè)就是將社會(huì)上的資源以及能源通過(guò)各種外加工，制造出一些適合人類使用的物件的產(chǎn)業(yè)。我國(guó)目前制造業(yè)在實(shí)際制造過(guò)程中消耗了大量的自然資源并且造成了嚴(yán)重的浪費(fèi)，這對(duì)自然界的破壞極大，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染[1]。對(duì)于這種情況，人類開(kāi)始考慮、研發(fā)了一種新型的可持續(xù)發(fā)展的制造模式，即綠色制造。制造模式及滿足特征變遷如圖1所示。

綠色制造的提出與傳統(tǒng)相比，減少了環(huán)境的污染，并且對(duì)自然界的資源得到了很好的利用，沒(méi)有造成嚴(yán)重的浪費(fèi)，而且在綠色制造模式下的指導(dǎo)，為各個(gè)制造企業(yè)創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟(jì)效益。因此一些專家認(rèn)為，綠色制造的應(yīng)用可以從根本上解決制造業(yè)環(huán)境污染的問(wèn)題，綠色制造體現(xiàn)了人類的可持續(xù)發(fā)展[2]。

2 理論概述

2.1 機(jī)械加工工藝規(guī)劃的基礎(chǔ)概念

機(jī)械加工過(guò)程就是原料放入工作臺(tái)，再通過(guò)對(duì)其的進(jìn)一步加工。在生產(chǎn)出成品的這段時(shí)間中，主要是工人借助一些專業(yè)的工具，通過(guò)各種方式讓其運(yùn)用在產(chǎn)品的生產(chǎn)線上，然后就能通過(guò)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的程序?qū)⑵渲谱鞒晒I(yè)產(chǎn)品。工藝規(guī)劃就是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行再創(chuàng)造，通過(guò)一些必要的設(shè)計(jì)讓產(chǎn)品能夠變得更加美觀大方，無(wú)論是否有準(zhǔn)備，都要對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)進(jìn)行有目標(biāo)的規(guī)劃。

2.2 綠色制造技術(shù)各階段的主要模式

想要合理的利用資源進(jìn)行產(chǎn)品的制作，還要能夠回收再利用，就是能源資源可以循環(huán)利用，避免對(duì)環(huán)境的污染等一系列嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。第一，材料選用上應(yīng)選擇綠色材料。選用綠色材料的主要原因還是對(duì)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，在選材上肯定會(huì)側(cè)重既環(huán)保又實(shí)用的類型。這樣可以讓產(chǎn)品變得更加能夠接近現(xiàn)在社會(huì)上的主流，一切以環(huán)境問(wèn)題為主，生產(chǎn)生活要以不破壞環(huán)境為主要條件。第二，產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)選擇綠色設(shè)計(jì)模式。首先產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單化與產(chǎn)品的可拆卸性；其次在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，就需要提前全面考慮到，如果產(chǎn)品報(bào)廢，如何做到合理回收提高資源的利用效率，盡最大可能，使零部件能夠得到合理的循環(huán)使用，以及充分發(fā)揮原材料的使用價(jià)值，多層次利用這便是回收再利用設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之處。最后充分考慮產(chǎn)品運(yùn)輸時(shí)的方便性和安全性，可以有效節(jié)約成本提高產(chǎn)品效益。第三，綠色加工工藝是加工工藝設(shè)計(jì)時(shí)的優(yōu)先選擇，綠色加工工藝的合理利用能有效提高原材料的利用率和減少對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境的破壞。第四，管理上使用綠色管理模式。國(guó)家要出臺(tái)相關(guān)的法規(guī)，條文和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)企業(yè)提出明確的綠色加工生產(chǎn)準(zhǔn)則，為企業(yè)提供明確的生產(chǎn)規(guī)范。還要多開(kāi)設(shè)專家討論會(huì)與企業(yè)深入討論研究綠色低碳環(huán)保的生產(chǎn)模式。為企業(yè)提供，理論技術(shù)指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)，各企業(yè)也要根據(jù)自身生產(chǎn)情況開(kāi)發(fā)出可行性高可操作性強(qiáng)的綠色加工工藝并在生產(chǎn)中不斷改進(jìn)完善[3]。

3 機(jī)械加工工藝過(guò)程綠色制造的方法

3.1 材料消耗的分析

對(duì)材料消耗提出幾點(diǎn)建議：一是對(duì)加工材料的消耗，在機(jī)械加工行業(yè)中，可以從根源上改善加工材料浪費(fèi)嚴(yán)重的問(wèn)題，從而提高原材料的利用率。在考慮如何節(jié)省原材料時(shí)，主要從加工后材料的去向進(jìn)行分析，主要包括制成成品件實(shí)體的材料，工藝品質(zhì)造成的材料損耗以及其他原因造成的損耗三方面進(jìn)行考慮。二是對(duì)輔助材料的消耗，例如，工人需要的勞保鞋，手套，安裝和運(yùn)輸制件時(shí)需要的材料包裝等會(huì)造成材料消耗。在這些方面也應(yīng)該注重對(duì)材料的管理，提高相關(guān)耗材的利用效率。三是提高材料的利用率，主要體現(xiàn)在提高常用易損件的表面硬度，進(jìn)行表面處理工藝，提升耐磨性能；使用可回收材料；根據(jù)實(shí)際加工需要，考慮購(gòu)置專用加工機(jī)床，避免小材大用，加速機(jī)床的耗損；利用CAM技術(shù)模擬加工過(guò)程，找到容易造成浪費(fèi)的環(huán)節(jié)；保障機(jī)床零部件的使用壽命；三是對(duì)機(jī)加工設(shè)備的保護(hù)。四是節(jié)約加工中消耗的能源。

3.2 避免機(jī)加工對(duì)環(huán)境造成的污染

機(jī)械加工中以及后期，會(huì)產(chǎn)生大量的廢料、廢氣、廢液以及噪聲污染。

4 影響工藝規(guī)劃的因素及應(yīng)對(duì)方法

考慮到加工條件的限制，以及加工過(guò)程中對(duì)材料的消耗，環(huán)境的影響等因素，要選擇最優(yōu)的加工工藝。一是選擇合適的工藝參數(shù)；二是制定合理的工藝路線；三是機(jī)床的調(diào)整和選用。

機(jī)械加工難免會(huì)產(chǎn)生大量的加工廢料，在傳統(tǒng)的加工方式上，盡管已經(jīng)進(jìn)行了多種因素的綜合考慮，但是還是會(huì)難以避免的產(chǎn)生很多廢品，對(duì)環(huán)境造成較大的污染，因此提出了綠色制造工藝過(guò)程。綠色制造工藝過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)在于進(jìn)一步優(yōu)化加工過(guò)程的加工工藝，進(jìn)一步減少材料的浪費(fèi)，降低能源的消耗，將廢棄物排放降至最低。

5 工藝規(guī)劃中對(duì)機(jī)床設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化的方法

（1）利用高速干切削技術(shù)來(lái)對(duì)機(jī)床進(jìn)行改造。

（2）在MQL技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)床進(jìn)行改造。

（3）對(duì)綠色的刀具進(jìn)行研究。

a.對(duì)刀具的消耗量進(jìn)行減少。選擇更加適合生產(chǎn)刀具的材料和刀具上的涂層的物質(zhì)；讓刀具的刃數(shù)增多，讓刀具的刀片變得更小。

b.把廢舊的硬質(zhì)合金刀片重新進(jìn)行使用。

c.小切削力刀具。

（4）對(duì)高速干切削和準(zhǔn)干切削技術(shù)的刀具進(jìn)行研究

a.找出和干切削加工相配合的材料。使用新的材料進(jìn)行刀具研制，能快、準(zhǔn)、狠的進(jìn)行工作，促進(jìn)刀具在切削工作中的使用。

b.對(duì)刀具的涂層材料進(jìn)行研究。盡可能多的在刀具上，進(jìn)行涂抹，讓這個(gè)防熱的效果達(dá)到一個(gè)最佳的狀態(tài)，可以使用不同的材質(zhì)進(jìn)行涂層，這樣出來(lái)的效果會(huì)更好，讓這個(gè)刀具更好的發(fā)揮出自己的作用來(lái)。在刀具上進(jìn)行一個(gè)軟的涂層是一個(gè)發(fā)展的方向，其次使用一些新科技，研制出一個(gè)新的涂層材料，既可以更好的發(fā)揮出隔熱的功能，還能有一個(gè)潤(rùn)滑的作用。

c.對(duì)刀具的形狀進(jìn)行調(diào)整。主要是減少刀具和實(shí)物之間接觸的面積，促進(jìn)刀具切割的作用。比如刀具的切頭可以設(shè)置成螺旋的。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著機(jī)加工行業(yè)的普及，零件制造中的許多問(wèn)題逐步凸顯出來(lái)。綠色制造技術(shù)即是針對(duì)這些問(wèn)題提出來(lái)的。它順應(yīng)了當(dāng)前政策以及環(huán)境的發(fā)展方向。綠色制造加工技術(shù)在傳統(tǒng)的加工技術(shù)基礎(chǔ)上，綜合了更多方面的因素，建立在對(duì)工藝，加工手段的改進(jìn)方面上，具有更多的加工優(yōu)勢(shì)。文章通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)加工方式的簡(jiǎn)單介紹，提出了綠色加工工藝規(guī)程的制定，通過(guò)對(duì)加工中涉及的各個(gè)因素綜合考慮，充分論述了綠色加工工藝規(guī)程的優(yōu)勢(shì)和提高綠色加工的有效途徑。綠色制造技術(shù)符合現(xiàn)在我國(guó)保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策，對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)制造，提高經(jīng)濟(jì)效益的意義重大。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉光復(fù)，劉志峰，李鋼.綠色設(shè)計(jì)與綠色制造[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[2]陳志偉.先進(jìn)制造技術(shù)與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略[J].常州師范?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2003（04）.

[3]陳超，周福章，李力千.機(jī)械工業(yè)中的綠色制造技術(shù)[J].機(jī)械制造，2000.