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摘要:工业是一个地区乃至一个国家最为重要的产业支柱,而机械制造是工业体系中不可分割的组成部分,机械制造业为经济的发展提供了巨大的动力。绿色制造就是要求在生产中节约资源、减少对环境的破坏,这是上世纪80年代提出的经济可持续发展战略的一部分。传统的机械制造是一种高能耗、高污染的工业,为了改变这一缺点,实现可持续发展,绿色制造必须要研发新工艺新技术。
关键词:机械制造;绿色工艺;技术
1 绿色制造工艺的特点
1.1 绿色发展的目标
相比较于传统的加工制造工艺,绿色制造工艺最为明显的特点是其坚持可持续发展的思想,从而实现绿色发展的目标。当今,全社会一直非常重视的问题是节约资源与保护环境,这也是我们分析绿色制造工艺的根本所在,而借助先进的绿色制造工艺能够对传统工艺所破坏的环境问题进行有效地控制,从而实现绿色发展的目标。
1.2 先进发展思想与技术的应用
立足于固有的传统制造工艺之上的绿色制造工艺有效地统一了先进的绿色技术,借助可持续发展的思想加以引导,能够完善传统制造工艺存在的不足之处,进而对破坏的环境问题进行控制。因此,绿色制造工艺的一个明显特点是通过先进的技术组织生产和通过先进的发展思想进行制造。
1.3 绿色制造工艺的种类不同,所对应的事项也存在差异性
绿色制造工艺可划分为三种类型:节约资源的工艺技术、节省能源的工艺技术、环保型工艺技术。因为这几个种类实现的目的存在差异性,为此,也应用不完全相同的先进技术,并且每一个种类都具备相应的内容。其中,以节省资源为目的的绿色制造工艺对应的事项是在整个的工艺生产过程当中尽量地实现消耗材料资源的减少,最大程度地提高资源应用率,以及实现生产过程的简化,从而节省资源。以保护环境作为目的的绿色制造工艺应对的事项是生产过程形成的噪音、废气、废水等,在生产的过程当中,在应用先进技术的基础上使生产对环境的污染减少。以减少能耗为目的的绿色制造工艺应对的事项是实际生产过程,在生产的整个过程中使生产消耗的能量降低。
2 绿色制造技术在机械制造过程中的应用
2.1 铸锻焊工艺绿色化
美国作为消失模铸造技术的发源,率先并领跑消失模铸造应用于工业生产,其产量己占世界产量的50%以上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆随着工业技术的不断发展和创新,铝合金和黑色合金铸件的技术被美国、日本等发达国家发展的非常成熟了,并且己进入大批量生阶段。中国有26000多家铸造企业,消失模铸造企业仅100多家,中国铸件年产量己达2400多万t,消失模铸造产量仅仅20多万t。我国一汽轻型发动机用消失模铸造法生产的铝合金进气管,毛坯重由原来金属的3.39kg减少到2.84kg,机加工量减少30%,而且模具寿命提高了10倍。传统的铅锡焊料由于污染、抗蠕变性能差,已经完全不能满足电子工业对其可靠性、环境性能的要求。
2.2 切削加工工艺绿色化
德国制造的加工中心中将有5%用气冷与润滑性涂层刀具相结合来取代浇注式冷却。但采用油基磨削液有一个缺点,那就是在加工过程中会产生烟雾,使工作环境发生变化而不利于生产,而且过多的使用磨削液会造成成本的增加。在各种加工方式中,其资源的使用量及污染量居于前列,要改善这种情况,可以采用干冻磨削方式来加工。针对单件小批量零件需求,德国开发出数控干切削加工铸型,用于零件制造。同时,在机床切削加工过程,切削液的使用、存贮、采购都需要专门的物流系统和技术,会消耗掉10%-15%的加工成本,而若不能正确处理和使用切削液,那么必将会污染环境,危害到操作人员的身心健康,针对这种情况,可以将原来那种有害健康、高污染、高成本的湿切削过程用微量润滑(MQL)技术、干切削技术来代替,进一步促进机械制造业的“绿色”。
2.3 深孔钻削工艺绿色化
亚干式加工是控制环境污染源头的一项绿色制造工艺,它的优点是在切削的过程中没有污染,省去使用切削液造成的一切费用开支,大大的控制住了生产的成本。相对传统(湿式)深孔钻削中大量使用切削液进行冷却、润滑、排屑,造成环境污染和成本增加的问题,在整个制造过程中做到对环境的污染最小和对资源的利用率最高。湿式深孔钻削中的切削力比亚干式深孔钻削中的切削力略小,湿式深孔钻削的刀具磨损和加工表面粗糙度值与亚干式深孔钻削的差不多,能够获得比较好的刀具耐用度和内孔表面质量。亚干式深孔钻削中切削液颗粒容易进入刀具与已加工面的接触区,润滑及冷却效果良好,切削区温度较低,后刀面与已加工表面不易枯接,使两者之间的摩擦减小从而使已加工表面的粗糙度减小。
2.4 绿色生态机床的应用
绿色生态机床是绿色机械制造技术的最新应用,它提出了一种全新的节能减排理念:降低使用机床时的能源消耗,并且减少机床的量,节省材料。据统计,为了确保机床的刚度,不得不占用80%的机床重量,而只有不到20%的机床重量用于对机床运动学进行满足。针对这种情况,应该从新材料、新结构两个方面来优化机床结构,降低机床的质量。新材料是指在机床制造材料中采用复合材料、陶瓷、人造花岗石(树脂混凝土)、碳素纤维等新材料,而新结构是指可以采用箱中箱结构机床、联机床等新型结构机床,能够让其具有热稳定性好、抗振性强、阻尼系数大等显著的优点。此外,要以产业化生产和先进技术为手段,以环保、优质、节能、高效为目标,以机械制造产品的全寿命周期设计管理为指导来开展废旧机床的再制造项目,充分回收利用废旧机床,这样一来,能够节约70%以上的材料,能够节约60%的能源消耗,生产成本仅为新品的50%左右。
3 结语
绿色制造工艺正在社会化、国际化,资源减少,环境问题都是世界性的问题,这也是绿色制造技术国际化的重要原因。对于高消耗、高污染的机械制造业世界各国都应该制定相应的措施来引导机械制造走向绿色生产。
参考文献
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[3]鹿革.绿色制造理念下的机械制造工艺[J].现代制造技术与装备,2010,04:59-60.
论文作者:夏灵智
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/8
标签:制造工艺论文; 机床论文; 技术论文; 加工论文; 机械制造论文; 目的论文; 生产过程论文; 《建筑学研究前沿》2017年第19期论文;