基于綠色制造的新型機(jī)械制造工藝及裝備技術(shù)

李立民

摘 要：隨著現(xiàn)代制造行業(yè)的發(fā)展，對(duì)節(jié)能環(huán)保的要求逐步提高，傳統(tǒng)的機(jī)械制造工藝及裝備技術(shù)已經(jīng)難以滿足當(dāng)前的發(fā)展需求，所以基于綠色制造的新型機(jī)械制造工藝及裝備技術(shù)成為了當(dāng)前人們的研究重點(diǎn)。綠色制造是一種以環(huán)境影響最小化為目標(biāo)的制造模式，強(qiáng)調(diào)在設(shè)計(jì)、制造等階段對(duì)生態(tài)環(huán)境因素進(jìn)行充分考慮，并采取相關(guān)的措施來(lái)降低能耗，使得資源利用率能夠獲得有效的提升，這有利于制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。基于綠色制造的新型機(jī)械制造工藝及裝備技術(shù)，除了能夠提升生產(chǎn)質(zhì)量和效率之外，也能夠有效的保護(hù)資源環(huán)境，顯著的降低了機(jī)械制造中的廢棄物排放和能耗，從而對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了提高。本文首先對(duì)綠色制造進(jìn)行概述，從而對(duì)基于綠色制造的新型機(jī)械制造工藝及裝備技術(shù)進(jìn)行分析，希望通過(guò)本文的論述，能夠?yàn)橹圃鞓I(yè)的綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展帶來(lái)一些參考和啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：綠色制造 新型機(jī)械制造工藝 裝備技術(shù)

傳統(tǒng)的制造技術(shù)存在高污染和高能耗的情況，對(duì)生態(tài)環(huán)境形成了破壞，隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的關(guān)注度逐步提升，綠色制造成為了當(dāng)前機(jī)械制造行業(yè)的主要發(fā)展方向。相比于傳統(tǒng)的模式，綠色制造更加強(qiáng)調(diào)對(duì)資源的合理化利用，并降低對(duì)環(huán)境造成的污染，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。因此，對(duì)基于綠色制造的新型機(jī)械制造工藝及裝備技術(shù)進(jìn)行研究有著重要的意義。

1 綠色制造的概述

傳統(tǒng)機(jī)械制造雖然有效促進(jìn)了社會(huì)結(jié)構(gòu)的完善，但因?yàn)槠洳捎玫墓芾砟Ｊ竭^(guò)于粗放，所以不僅對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，同時(shí)也造成了大量的資源消耗，這將會(huì)對(duì)人們的長(zhǎng)久發(fā)展帶來(lái)不利影響。在這樣的情況下，提出了綠色制造的概念，綠色制造包含了綠色工藝、設(shè)計(jì)、處理等多方面的技術(shù)，在對(duì)綠色制造技術(shù)進(jìn)行發(fā)展的過(guò)程中，需要研究能源、材料和環(huán)境等方面的內(nèi)容，目的在于減少其中的能源消耗，減少對(duì)附近生態(tài)環(huán)境的破壞，從而對(duì)整體的資源利用效率進(jìn)行提高，這對(duì)于社會(huì)效益以及工業(yè)制造效益的提高有著重要的意義。與此同時(shí)，對(duì)綠色制造的發(fā)展也有利于提升機(jī)械制造的質(zhì)量，并實(shí)現(xiàn)對(duì)成本的有效控制，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)環(huán)境影響和資源消耗的綜合考慮，促進(jìn)制造行業(yè)的良好發(fā)展。一直以來(lái)，機(jī)械制造行業(yè)都是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要支柱，但隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械制造已經(jīng)逐步成為了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，無(wú)論是生產(chǎn)質(zhì)量還是技術(shù)水平都有所降低，同時(shí)也造成了大量資源的消耗。傳統(tǒng)機(jī)械制造雖然能夠達(dá)到預(yù)期的制造目標(biāo)，但卻會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人們的生命健康帶來(lái)負(fù)面影響，再加上傳統(tǒng)機(jī)械制造行業(yè)中普遍缺乏環(huán)保意識(shí)，存在著隨意排放廢渣廢水廢氣的情況，對(duì)人們的正常生活帶來(lái)不利影響，同時(shí)也造成了資源的浪費(fèi)。綠色制造注重解決生產(chǎn)中的環(huán)境、資源問(wèn)題，將制造的各個(gè)環(huán)節(jié)看作為一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)有效處理和解決生產(chǎn)階段所產(chǎn)生的污染物，從而實(shí)現(xiàn)了資源利用效率的優(yōu)化，避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)的情況，使得機(jī)械制造效率和質(zhì)量獲得了有效提升。相比于傳統(tǒng)機(jī)械制造，綠色制造的主要優(yōu)勢(shì)就在于對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和資源的高效率利用，從全生產(chǎn)周期的角度出發(fā)來(lái)找到最佳的生產(chǎn)模式，從而促進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 基于綠色制造的新型機(jī)械制造工藝及裝備技術(shù)分析

2.1 以綠色制造為基礎(chǔ)的節(jié)約型機(jī)械制造工藝

傳統(tǒng)機(jī)械制造需要消耗大量材料，為了解決這個(gè)問(wèn)題，基于綠色制造的機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)需要以節(jié)約為目標(biāo)，合理的制定設(shè)計(jì)方案來(lái)達(dá)到環(huán)保節(jié)能的效果。首先，需要重視對(duì)少無(wú)切削加工技術(shù)的應(yīng)用，該技術(shù)主要被應(yīng)用在成型器件當(dāng)中，具體應(yīng)用的是異位孔隙，在其中通過(guò)應(yīng)用臺(tái)階式軸承來(lái)達(dá)到減少材料消耗的目的。通過(guò)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)和分析可知，應(yīng)用無(wú)切削加工技術(shù)可節(jié)約百分之四十以上的材料，充分體現(xiàn)出了該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。其次，要重視對(duì)干式切削技術(shù)的應(yīng)用。傳統(tǒng)機(jī)械制造需要應(yīng)用大量切削液來(lái)實(shí)現(xiàn)切削冷卻，避免出現(xiàn)生銹問(wèn)題。但這個(gè)過(guò)程也會(huì)造成材料的浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)對(duì)人體的生命健康帶來(lái)危害。干式切削技術(shù)不需要應(yīng)用切削液，而是采用潤(rùn)滑劑來(lái)替代，磨削加工后的產(chǎn)品，并在刀具上進(jìn)行處理。例如清洗刀具后對(duì)其進(jìn)行擦拭，然后利用冷卻高速滾齒來(lái)進(jìn)行切除。在這個(gè)過(guò)程中主要應(yīng)用的是CNB刀具，該刀具相比于其他刀具具備了更強(qiáng)的導(dǎo)熱性，能夠保證切除位置的準(zhǔn)確性，且其中應(yīng)用的是不銹鋼材質(zhì)，不容易出現(xiàn)生銹的情況，從而對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和壽命進(jìn)行有效的提升。另外，也應(yīng)該注重生產(chǎn)效率的提高，例如通過(guò)提升設(shè)備利用率、減少生產(chǎn)中的等待時(shí)間以及優(yōu)化生產(chǎn)流程等方式來(lái)達(dá)到提升生產(chǎn)效率的目標(biāo)。同時(shí)，也應(yīng)該將先進(jìn)的管理理念和生產(chǎn)技術(shù)引入到其中，例如六西格瑪管理和精益生產(chǎn)等理念。在節(jié)約型機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)中，還應(yīng)該對(duì)資源回收和廢棄物處理進(jìn)行關(guān)注，例如生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢水廢料等等，需要采取針對(duì)性的處理措施，防止其對(duì)環(huán)境造成破壞。同時(shí)也應(yīng)該進(jìn)行廢棄物回收制度的構(gòu)建，對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)和回收，從而避免造成資源的浪費(fèi)。這里需要關(guān)注的是，節(jié)約型機(jī)械制造工藝并不只是技術(shù)手段，同時(shí)也是一種文化理念，應(yīng)該讓更多的人意識(shí)到保護(hù)環(huán)境的重要性，并積極的倡導(dǎo)綠色生活方式，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。基于綠色制造的節(jié)約型機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)是未來(lái)機(jī)械制造行業(yè)的主要發(fā)展方向，應(yīng)該通過(guò)多種方式來(lái)推動(dòng)這項(xiàng)工作的發(fā)展，包括生產(chǎn)方式的優(yōu)化和加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)等等，促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和綠色轉(zhuǎn)型。

2.2 以綠色制造為基礎(chǔ)的低能耗機(jī)械制造工藝

針對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造中的污染排放和高能耗問(wèn)題，可選擇應(yīng)用具備可再生特性的節(jié)能產(chǎn)品，例如風(fēng)能和太陽(yáng)能等等，從而有效的促進(jìn)綠色制造發(fā)展。同時(shí)，也需要對(duì)其中的潤(rùn)滑方式進(jìn)行改進(jìn)，減少機(jī)械制造中的摩擦，從而對(duì)能耗進(jìn)行降低。在進(jìn)行潤(rùn)滑的過(guò)程中，首先應(yīng)在產(chǎn)品內(nèi)壁上向著其中的中心點(diǎn)進(jìn)行吹油，這里需要關(guān)注的是，需要在其中的關(guān)鍵部分涂抹油，例如機(jī)器連接口的位置和焊接位置等，在這個(gè)過(guò)程中應(yīng)該做到精細(xì)滴灑，避免出現(xiàn)浪費(fèi)的情況。該方式具備更強(qiáng)的耐熱性，且不會(huì)受到腐蝕，且有著很高的利用效率。其次需要對(duì)潤(rùn)滑工藝進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)和優(yōu)化。上文提到，干式切削技術(shù)的能耗較低，且具備了很強(qiáng)的實(shí)用性，使用的是典型主軸構(gòu)造系統(tǒng)，通過(guò)改造機(jī)床主軸來(lái)實(shí)現(xiàn)與油氣系統(tǒng)的組合，利用主軸套管來(lái)進(jìn)行油氣混合材料的安置，輸入潤(rùn)滑油后縮短其中的回轉(zhuǎn)部分，利用中心部分來(lái)達(dá)到噴射的目標(biāo)，該噴射工藝對(duì)于材料的應(yīng)用量較少，且有著很高的利用率，能夠避免整個(gè)過(guò)程產(chǎn)生污染物，這對(duì)于綠色制造的發(fā)展有著重要的意義。另外，也可將先進(jìn)冷卻工藝引入到其中，例如對(duì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)和特殊冷卻液的應(yīng)用，從而有效的降低機(jī)械制造溫度，從而降低其中的能耗。同時(shí)，通過(guò)對(duì)冷卻技術(shù)的合理應(yīng)用，也能夠減少其中的部件損耗，從而對(duì)整體設(shè)備的使用壽命進(jìn)行延長(zhǎng)，達(dá)到能源節(jié)約的效果。在控制能耗的過(guò)程中，對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)流程的優(yōu)化也同樣十分關(guān)鍵，通過(guò)提升生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度的合理性來(lái)減少設(shè)備的空閑時(shí)間，從而對(duì)整體的生產(chǎn)效率進(jìn)行提高，并可在一定程度上避免材料浪費(fèi)和副產(chǎn)品的產(chǎn)生，從而源頭上控制能耗問(wèn)題的發(fā)生。在這個(gè)過(guò)程中，應(yīng)該注重提升工作人員的環(huán)保節(jié)能意識(shí)，并制定完善的能源管理制度，進(jìn)一步促進(jìn)綠色制造的深入發(fā)展。同時(shí)，企業(yè)方面也應(yīng)該定期進(jìn)行能源審計(jì)，對(duì)能源利用中的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決，保證能源能夠得到高效利用。在推動(dòng)以綠色制造為基礎(chǔ)的低能耗機(jī)械制造工藝發(fā)展和應(yīng)用時(shí)，政府在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，通過(guò)制定相關(guān)的環(huán)保法規(guī)來(lái)推動(dòng)清潔能源的應(yīng)用，并鼓勵(lì)企業(yè)更多的研發(fā)和應(yīng)用先進(jìn)節(jié)能技術(shù)，積極的引導(dǎo)向著綠色制造的方向轉(zhuǎn)型和發(fā)展。以綠色制造為基礎(chǔ)的低能耗機(jī)械制造工藝是未來(lái)機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，需要通過(guò)多種方式來(lái)促進(jìn)機(jī)械制造的綠色化和低能耗化，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)環(huán)境的和諧發(fā)展。

2.3 以綠色制造為基礎(chǔ)的環(huán)保機(jī)械制造工藝

傳統(tǒng)機(jī)械制造并不關(guān)注其對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響，所以造成了水污染和大氣污染等方面的問(wèn)題，這會(huì)對(duì)人們的生命健康帶來(lái)嚴(yán)重威脅。以綠色制造為基礎(chǔ)的環(huán)保機(jī)械制造工藝應(yīng)用了集中供給和其他的能源燃燒方式，使得機(jī)械制造中減少了對(duì)煤炭供熱資源的應(yīng)用。為了能夠?qū)ν恋刭Y源進(jìn)行有效的保護(hù)，不可直接排放機(jī)械生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物，需要做好源頭處理工作，綠色制造的主要特點(diǎn)就在于對(duì)廢棄物的處理，減少其對(duì)自然環(huán)境造成的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢棄物處理過(guò)程的優(yōu)化。在傳統(tǒng)機(jī)械制造的加熱過(guò)程會(huì)消耗大量的能源，同時(shí)也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，為了能夠?qū)訜岘h(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，需要對(duì)其燃燒的方式和節(jié)能結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，并重視對(duì)新能源的應(yīng)用，采用集中加熱的方式來(lái)避免對(duì)自然環(huán)境造成污染。在對(duì)水污染問(wèn)題進(jìn)行治理的過(guò)程中，需要機(jī)械制造中能夠?qū)ξ鬯欧胚M(jìn)行嚴(yán)格管理，并做到對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)督，當(dāng)發(fā)現(xiàn)違規(guī)情況時(shí)應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格追責(zé)，及時(shí)對(duì)廢水問(wèn)題進(jìn)行解決，確保能夠從源頭上避免水污染問(wèn)題的發(fā)生。基于綠色制造的環(huán)保機(jī)械制造工藝除了關(guān)注生產(chǎn)過(guò)程之外，也會(huì)將環(huán)保理念融入到設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、材料選擇等環(huán)節(jié)當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的高效率利用。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，需要將環(huán)保理念的作用充分發(fā)揮出來(lái)，通過(guò)輕量化材料和模塊化設(shè)計(jì)等方式來(lái)減少產(chǎn)品體積，并降低其中產(chǎn)生的廢棄物。同時(shí)，也應(yīng)該充分考慮到產(chǎn)品的可降解性和可回收性，這樣才能夠在產(chǎn)品報(bào)廢后更好的對(duì)其進(jìn)行回收和處理。在進(jìn)行生產(chǎn)中，環(huán)保機(jī)械制造工藝強(qiáng)調(diào)了環(huán)境的保護(hù)和資源節(jié)約，通過(guò)先進(jìn)技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用來(lái)對(duì)整體的生產(chǎn)質(zhì)量和效率進(jìn)行提高，避免材料和能源的浪費(fèi)。另外，對(duì)生產(chǎn)中的廢氣廢水應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格處理，確保達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，避免對(duì)自然環(huán)境造成污染。通過(guò)節(jié)能環(huán)保的產(chǎn)品來(lái)引導(dǎo)人們轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的消費(fèi)習(xí)慣，減少對(duì)資源的破壞，例如一些機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用了高效率低能耗的電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，在保證機(jī)械性能的同時(shí)也減少了其中的能耗。基于綠色制造的環(huán)保機(jī)械制造工藝屬于新的生產(chǎn)理念，強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)中的環(huán)保和節(jié)約，從而實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏，這對(duì)于推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)有著重要的意義。

2.4 以綠色制造為基礎(chǔ)的新型裝備技術(shù)

首先是切削液系統(tǒng)。切削液系統(tǒng)主要涉及到了切削與加工這兩個(gè)環(huán)節(jié)，在機(jī)械制造中起到了十分關(guān)鍵的作用。以往的切削系統(tǒng)包含了切削液和供給系統(tǒng)這兩個(gè)部分，在具體的應(yīng)用中存在著多個(gè)弊端，且操作起來(lái)存在著較高的復(fù)雜性，其中的零件十分繁瑣且有著很高的制作成本，不利于提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，傳統(tǒng)的切削液系統(tǒng)對(duì)于能源的利用率相對(duì)較低，同時(shí)也會(huì)對(duì)附近的生態(tài)環(huán)境造成污染。基于綠色制造的切削液系統(tǒng)能夠?qū)@些問(wèn)題進(jìn)行有效的解決。該系統(tǒng)在不對(duì)其性能造成影響的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)成本的有效控制，并提升了整體的操作性。同時(shí)，該系統(tǒng)在明確切削液使用量的基礎(chǔ)上進(jìn)行了合理的配比，讓其防銹、軟化和冷卻效果獲得了大幅度的提升。此外，該系統(tǒng)相較于以往有著更強(qiáng)的通用性，能夠適應(yīng)多種不同的切削材料和方案，從而大幅度的提升機(jī)械制造的靈活性。綠色制造理念的應(yīng)用不但與當(dāng)前的可持續(xù)發(fā)展要求相符合，也為企業(yè)帶來(lái)了更多的經(jīng)濟(jì)利益。在具體操作中，基于綠色制造的切削液系統(tǒng)應(yīng)用了更為先進(jìn)的回收設(shè)備和過(guò)濾技術(shù)，減少了浪費(fèi)的同時(shí)也避免對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染。通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化來(lái)降低其中的能耗，這對(duì)于提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力有著重要的意義。其次是機(jī)床和刀具系統(tǒng)。隨著科技的進(jìn)步和機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展，對(duì)機(jī)床設(shè)備的要求也隨之提高，包括了環(huán)保性、節(jié)能性和安全性等方面的變化。具體可應(yīng)用MQL技術(shù)和高速干切削技術(shù)來(lái)改進(jìn)機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)，對(duì)其在使用中所造成的環(huán)境污染進(jìn)行緩解，并減少了其中對(duì)切削液的應(yīng)用，提升了整體的綠色性和環(huán)保性。此外，需要重視研究基于綠色制造的刀具系統(tǒng)，對(duì)刀具制造技術(shù)進(jìn)行提升和完善，降低其中的磨損，并減少其中所應(yīng)用的不可再生資源，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)成本的有效控制。同時(shí)，也要重視對(duì)刀具的回收，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，從而對(duì)資源的利用率進(jìn)行有效的提升。未來(lái)，隨著數(shù)字化和智能制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，將進(jìn)一步提升機(jī)床和刀具系統(tǒng)的智能化水平，例如通過(guò)應(yīng)用數(shù)據(jù)分析技術(shù)和傳感設(shè)備可實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具磨損情況和機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的優(yōu)化，有效的提升生產(chǎn)效率。

總之，綠色制造是機(jī)械制造行業(yè)的未來(lái)主要發(fā)展方向，除了與當(dāng)前的可持續(xù)發(fā)展要求相符合之外，也能夠?qū)φw的生產(chǎn)質(zhì)量和效率進(jìn)行提高，從而提升整體的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。隨著綠色制造理念的應(yīng)用和發(fā)展，相關(guān)的技術(shù)將會(huì)得到更為廣泛的運(yùn)用，從而提升機(jī)械制造行業(yè)的高效性和環(huán)保性，降低對(duì)自然環(huán)境的依賴(lài)和破壞，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的雙贏。

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