18611727265
18611776020
面向机械加工节能减耗的(de)绿色制造技术(shu)研(yan)究
制造业为人(ren)类带(dai)来大量财富的(de)(de)同(tong)时，也带(dai)来了更为严(yan)重的(de)(de)环境污染和资源、能(neng)源的(de)(de)过(guo)度消耗。绿色(se)制造作为一种可持续发展模式，具有(you)(you)更显(xian)着的(de)(de)效(xiao)(xiao)益(yi)，其中(zhong)的(de)(de)绿色(se)工艺(yi)(yi)规划(hua)对(dui)(dui)于(yu)减少加工过(guo)程(cheng)中(zhong)对(dui)(dui)资源的(de)(de)消耗和对(dui)(dui)废(fei)弃物(wu)的(de)(de)排放具有(you)(you)重要意(yi)义，在机械加工工艺(yi)(yi)过(guo)程(cheng)中(zhong)，可以获得节能(neng)降耗的(de)(de)明(ming)显(xian)效(xiao)(xiao)果(guo)。
一(yi)、绿色制造技(ji)术
广义(yi)的绿(lv)色制造(zao)(zao)涉及的问题包(bao)括四部分：首(shou)先是设计；其次是制造(zao)(zao)；再次是资源；最后是环境。绿(lv)色制造(zao)(zao)是这(zhei)四部分内(nei)容的交叉和集成。
绿(lv)(lv)色设计(ji)(ji)(ji)是以保(bao)护环境资源为核心理(li)念的(de)设计(ji)(ji)(ji)过(guo)程，在产品(pin)(pin)及(ji)(ji)其寿命(ming)周(zhou)期全过(guo)程的(de)设计(ji)(ji)(ji)中，要(yao)充(chong)分(fen)考虑(lv)对(dui)资源和环境的(de)影响，在充(chong)分(fen)考虑(lv)产品(pin)(pin)的(de)功(gong)能、质(zhi)量、开发(fa)周(zhou)期和成本(ben)的(de)同时(shi)，更重(zhong)要(yao)是使产品(pin)(pin)及(ji)(ji)其制造过(guo)程对(dui)环境的(de)总体(ti)破坏(huai)减(jian)到最小。在绿(lv)(lv)色制造实施过(guo)程中，绿(lv)(lv)色设计(ji)(ji)(ji)是关(guan)键(jian)。绿(lv)(lv)色产品(pin)(pin)设计(ji)(ji)(ji)，不(bu)仅要(yao)减(jian)少(shao)物(wu)质(zhi)和能源的(de)消耗(hao)，减(jian)少(shao)有(you)害物(wu)质(zhi)的(de)排放，而且要(yao)使产品(pin)(pin)及(ji)(ji)零部件能够方便的(de)分(fen)类回收(shou)并再生循(xun)环或(huo)重(zhong)新利用。
绿色(se)制(zhi)造(zao)工(gong)(gong)艺技(ji)术(shu)是在传统工(gong)(gong)艺技(ji)术(shu)的(de)基础上，结合(he)环境(jing)科(ke)(ke)学、材(cai)料(liao)科(ke)(ke)学、能(neng)源科(ke)(ke)学、控制(zhi)技(ji)术(shu)等新技(ji)术(shu)融(rong)合(he)进化发展出的(de)先(xian)进制(zhi)造(zao)工(gong)(gong)艺技(ji)术(shu)。绿色(se)制(zhi)造(zao)工(gong)(gong)艺技(ji)术(shu)根(gen)据制(zhi)造(zao)系(xi)统的(de)实际，尽量(liang)研究和(he)采用(yong)物料(liao)和(he)能(neng)源消耗少、废弃(qi)物少、噪(zao)声低、对环境(jing)污染小的(de)工(gong)(gong)艺方案和(he)工(gong)(gong)艺路线，实现绿色(se)制(zhi)造(zao)的(de)目标要求。
绿(lv)色制(zhi)造工(gong)艺(yi)(yi)技(ji)(ji)(ji)(ji)术(shu)可(ke)划分为3 种类(lei)型(xing)(xing)：节(jie)约资源型(xing)(xing)、降低(di)能(neng)(neng)耗型(xing)(xing)、环(huan)境(jing)(jing)保(bao)护(hu)型(xing)(xing)。节(jie)约资源型(xing)(xing)工(gong)艺(yi)(yi)技(ji)(ji)(ji)(ji)术(shu)是(shi)(shi)以(yi)加工(gong)制(zhi)造工(gong)艺(yi)(yi)的整体流程为改造载体，着力降低(di)环(huan)境(jing)(jing)污(wu)染并且提(ti)高资源的利用率(lv)。降低(di)能(neng)(neng)耗型(xing)(xing)工(gong)艺(yi)(yi)技(ji)(ji)(ji)(ji)术(shu)是(shi)(shi)指在生产(chan)过程中，降低(di)能(neng)(neng)源及(ji)能(neng)(neng)量(liang)消耗的工(gong)艺(yi)(yi)技(ji)(ji)(ji)(ji)术(shu)。环(huan)境(jing)(jing)保(bao)护(hu)型(xing)(xing)工(gong)艺(yi)(yi)技(ji)(ji)(ji)(ji)术(shu)是(shi)(shi)指采用一定(ding)的技(ji)(ji)(ji)(ji)术(shu)革新，使工(gong)业(ye)生产(chan)中产(chan)生的废气、废液、废渣、噪(zao)声(sheng)等危害(hai)因素尽可(ke)能(neng)(neng)的减少(shao)或彻底消除(chu)。
绿(lv)色(se)(se)资源包括绿(lv)色(se)(se)材(cai)料(liao)和绿(lv)色(se)(se)能(neng)(neng)源的(de)合(he)理使(shi)用。对于绿(lv)色(se)(se)材(cai)料(liao)，绿(lv)色(se)(se)制造(zao)要(yao)(yao)求选(xuan)用来源广泛、加工(gong)制造(zao)方便(bian)、可(ke)(ke)以(yi)再(zai)生和回收，便(bian)于降解的(de)材(cai)料(liao)。绿(lv)色(se)(se)能(neng)(neng)源要(yao)(yao)求选(xuan)用能(neng)(neng)耗(hao)省、环(huan)保好、储量多、可(ke)(ke)再(zai)生的(de)能(neng)(neng)源。大力发展使(shi)用太(tai)阳能(neng)(neng)、风(feng)能(neng)(neng)、水能(neng)(neng)、地热能(neng)(neng)、生物(wu)能(neng)(neng)、潮(chao)汐能(neng)(neng)等(deng)可(ke)(ke)再(zai)生能(neng)(neng)源的(de)制造(zao)业。
二、绿色制造技术在机械加工中的应用
1 干式切削技术
干式切(qie)(qie)削(xue)(xue)是为(wei)保护环(huan)境(jing)、降低(di)成本而有意识地不使用切(qie)(qie)削(xue)(xue)液，在无冷液条件下进(jin)行切(qie)(qie)削(xue)(xue)加工(gong)的切(qie)(qie)削(xue)(xue)加工(gong)的方法。
2 准干式切(qie)削技(ji)术(shu)
准干式切削(xue)(xue)技(ji)术是将干、湿加(jia)(jia)(jia)工(gong)的有(you)点结合，是在(zai)切削(xue)(xue)刀(dao)具的切削(xue)(xue)刃上(shang)喷(pen)上(shang)一层润滑油(you)，切削(xue)(xue)加(jia)(jia)(jia)工(gong)的时候，润滑油(you)在(zai)刀(dao)具和工(gong)件之间形成一层油(you)膜(mo)，保(bao)护(hu)刀(dao)具和工(gong)件，避(bi)免热量产生，提高加(jia)(jia)(jia)工(gong)精(jing)度。它所使用(yong)的切削(xue)(xue)液很少(shao)，约占湿加(jia)(jia)(jia)工(gong)的六万分之一， 但其(qi)效(xiao)果却十分明显，并可取得与完全干式加(jia)(jia)(jia)工(gong)相同的效(xiao)果。
3 风冷却切削(xue)技术
风冷却切削(xue)技术是经过除(chu)湿器(qi)(qi)将水分除(chu)去后的(de)(de)空气(qi)，输送进(jin)入空气(qi)冷却器(qi)(qi)，当温度达到-30°后，再将冷风送至切削(xue)部(bu)位，同时向加工(gong)部(bu)位喷少量的(de)(de)无害植物油，会起到防锈并(bing)且(qie)有(you)一定润滑作用，从而有(you)效地实(shi)现节(jie)约(yue)资(zi)源的(de)(de)机(ji)械加工(gong)。在风嘴(zui)的(de)(de)对面装置(zhi)有(you)集尘设备来收(shou)集废屑和尘土，通过集尘器(qi)(qi)滤去切屑。
4 刀具技术
干式加工对刀具材(cai)料要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)很高，它要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)材(cai)料要(yao)(yao)(yao)具有很高的(de)红硬性(xing)和热韧性(xing)以及良好(hao)的(de)耐磨性(xing)和抗粘(zhan)结(jie)性(xing)。对刀具的(de)几何参数和结(jie)构(gou)进行(xing)设(she)计时，要(yao)(yao)(yao)满足干切(qie)屑对断屑和排屑的(de)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)。
5 机床技术
干(gan)式加工在切(qie)(qie)屑区域(yu)会产生(sheng)大量的切(qie)(qie)削(xue)热，不及时散热，机(ji)(ji)床(chuang)会因受(shou)热不均匀而产生(sheng)热变形，因此机(ji)(ji)床(chuang)应装备循环冷(leng)却系统(tong)(tong)。干(gan)切(qie)(qie)削(xue)产生(sheng)的切(qie)(qie)屑是干(gan)燥的，所(suo)以尽(jin)可能(neng)的将干(gan)切(qie)(qie)削(xue)机(ji)(ji)床(chuang)设计成立轴和(he)倾斜式床(chuang)身。对于精密切(qie)(qie)削(xue)加工机(ji)(ji)床(chuang)，应在机(ji)(ji)床(chuang)上(shang)配备监(jian)控系统(tong)(tong)。
6 水喷射(she)加(jia)工技术
水喷(pen)射(she)加(jia)(jia)工技术是利用水或水中(zhong)加(jia)(jia)添加(jia)(jia)剂的液(ye)(ye)体经增(zeng)压器(qi)、储液(ye)(ye)蓄能(neng)器(qi)后(hou)，形(xing)成300 m/s～900 m/s的高速(su)液(ye)(ye)体流，喷(pen)射(she)到(dao)工件(jian)表面，达到(dao)去除材(cai)料的目(mu)的。
7 减磨技术
在机械工业中，适(shi)当的(de)(de)使(shi)(shi)用减(jian)磨剂能有效地降低(di)摩擦阻力、减(jian)小机械(xie)磨损、降低(di)能源消耗(hao)及延长发动(dong)机使(shi)(shi)用寿命。除使(shi)(shi)用减(jian)磨剂外，可(ke)以采用将金属抗磨剂混入到润滑(hua)油中的(de)(de)方法来(lai)达到节能降耗(hao)的(de)(de)目的(de)(de)。
8 优质清洁表(biao)面(mian)技术
对于(yu)一(yi)些耐(nai)磨性要求(qiu)高的重(zhong)要零(ling)件，采用(yong)离(li)子束辅助镀膜技术，利用(yong)沉积原子和轰击离(li)子之间一(yi)系列的物理(li)化(hua)(hua)学作用(yong)，可在常(chang)温(wen)下合(he)成各种优质薄膜。采用(yong)新型节能表面涂装(zhuang)技术——自泳涂装(zhuang)，由于(yu)没(mei)有(you)磷化(hua)(hua)工(gong)艺，整个自泳涂装(zhuang)系统中没(mei)有(you)重(zhong)金(jin)属的参(can)与，简化(hua)(hua)了后续(xu)的废水(shui)处理(li)程序，属无污染清洁生产工(gong)艺。另外，自泳涂装(zhuang)所需工(gong)位少(shao)、操作简单、运行成本低廉(lian)。
9 快速成型(xing)制(zhi)造(zao)技(ji)术
快速(su)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)制(zhi)(zhi)造(zao)技术(shu)是(shi)一种(zhong)(zhong)快速(su)生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)模(mo)型(xing)(xing)或者零件(jian)的(de)(de)制(zhi)(zhi)造(zao)技术(shu)。在计算(suan)机(ji)控制(zhi)(zhi)与管理下，依靠(kao)已有的(de)(de)CAD数(shu)据，采用材(cai)料(liao)(liao)精确(que)堆(dui)积(ji)(ji)的(de)(de)方式(shi)，即(ji)由点(dian)堆(dui)积(ji)(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)面(mian)，由面(mian)堆(dui)积(ji)(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)三(san)维，最终生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)实体。依靠(kao)此技术(shu)可以生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)非常(chang)复(fu)杂的(de)(de)实体，而且成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)的(de)(de)过程中无需模(mo)具的(de)(de)辅助(zhu)。快速(su)成(cheng)(cheng)(cheng)形技术(shu)就是(shi)利用三(san)维CAD的(de)(de)数(shu)据，通过快速(su)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)机(ji)，将(jiang)一定厚度(du)的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)反复(fu)打(da)印在平(ping)台上，循环往复(fu)，直(zhi)到生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)整个成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)件(jian)。按照不同的(de)(de)实现(xian)工艺，材(cai)料(liao)(liao)可以是(shi)纸(zhi)张、塑料(liao)(liao)、金属、陶瓷(ci)等各种(zhong)(zhong)材(cai)料(liao)(liao)。快速(su)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)制(zhi)(zhi)造(zao)技术(shu)既节约资源、降低制(zhi)(zhi)造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)本，又能减少加工废弃物对环境的(de)(de)污染(ran)，同时也大大提高了新产品样(yang)件(jian)的(de)(de)制(zhi)(zhi)造(zao)速(su)度(du)。
10 工艺模拟技(ji)术
工(gong)(gong)艺模拟(ni)技术主(zhu)要用于热加工(gong)(gong)过程(cheng)，是(shi)应用模拟(ni)仿(fang)真、实验测(ce)试等(deng)方(fang)法(fa)，在模拟(ni)真实的环境下(xia)进行材料加工(gong)(gong)，显(xian)示出(chu)材料在加工(gong)(gong)过程(cheng)中的理化性质和缺(que)陷(xian)的演变情况，预(yu)测(ce)其性能(neng)质量，达到(dao)优化工(gong)(gong)艺设计的目(mu)的。
结束语
随着我国(guo)经(jing)济的(de)(de)加速发展(zhan)(zhan)，环境破程度加剧，面对资源枯竭(jie)与能源危机(ji)，大(da)力倡(chang)导绿色制造(zao)技(ji)(ji)术(shu)能够缓和经(jing)济发展(zhan)(zhan)与环境保护之间的(de)(de)冲突(tu)，并且符(fu)合可持续发展(zhan)(zhan)的(de)(de)策(ce)略。所以，绿色制造(zao)技(ji)(ji)术(shu)的(de)(de)应用势在必行，广大(da)从事机(ji)械制造(zao)、加工的(de)(de)人员必须(xu)不断的(de)(de)提(ti)高自己的(de)(de)科学技(ji)(ji)术(shu)水平，使我国(guo)的(de)(de)绿色制造(zao)技(ji)(ji)术(shu)能够走(zou)在世界(jie)的(de)(de)前列。