淺析綠色制造工藝在機械加工中的應用

艾永旭

（齊重數控裝備股份有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

隨著社會經濟得到快速發展、人口數量的急劇增加，給地球帶來了巨大的負擔，全球生態環境也遭到嚴重的破壞，各類能源資源在不斷減少，有些資源甚至出現枯竭，這樣的問題對人類的生存與發展帶來了巨大的威脅。

綠色制造是一種現代化的制造方式，這種制造方式充分考慮到制造業對生態環境的破壞以及對能源資源的使用效率。綠色制造要求產品在設計、制造、運輸、銷售以及使用的整個過程中，實現對資源的充分利用，使資源的利用率達到最高程度，將環境破壞的程度降低到最小范圍。其中，綠色制造技術的基礎是綠色制造工藝技術，使用綠色制造工藝技術能夠將廢物以及有害物的排放率降到最低.并使加工業對環境造成的破壞降到最小。綠色制造工藝技術節約資源，使能量的損耗降到最低，從而保證產品的質量提高，產品生產的成本降低，達到提高企業產品的市場核心競爭力的目的。

1 綠色制造加工工藝的概念

由于工業技術的不斷發展，對全球不可再生資源的廣泛使用，對人類未來的生存、發展帶來了危機。為了實現社會經濟的可持續發展，就需要對科學的工藝技術進行開發，用新的制造工藝技術代替傳統的制造工藝技術。綠色制造工藝技術是一種以傳統的工藝技術為前提，實現資源合理、高效的利用，降低產品生產成本，并降低對環境的污染，和材料使用科學化、并利用表面技術以及控制技術等先進的技術進行制造加工的技術。它的主要目標是實現資源的合理使用、成本的降低、環境的保護。依據不同的目標可以將綠色制造工藝分為三類，分別是低物耗綠色工藝技術、廢棄物少的環保型工藝技術以及低能耗綠色工藝技術。

2 綠色制造工藝在機械加工中的應用情況

2.1 采用干式切削技術

干式切削技術是一種為保護環境、降低產品生產成本，不使用切削液，而是在無冷液條件對產品進行切削加工的切削加工的技術。干式切削加工方式有多種，比如干車削、干銑削、干鉆削以及干式齒輪加工等。其中，干車削是在實際的生產過程中運用最多的一種方式，在對絲杠進行加工時，首先在較軟的工件上加工出螺紋，然后將有螺紋的工件淬硬，之后再逐件進行精細打磨。

2.2 采用MQL潤滑的準干式切割技術

純粹的干切削技術對于一些加工方式、工件材料組合在實際的生產過程中無法實現，因此出現了極微量潤滑技術。MQL是一種將極少量的切削油和存在一定壓力的壓縮空氣混合并油霧化的技術，之后將其噴灑在切削區，使得刀具和切屑與刀具、工件的接觸部分光滑，從而減少摩擦并預防刀具上粘有刀屑，同時對切削區進行冷卻，有助于刀具的排屑，使得切削加工的條件得到顯著的提高。

在使用MQL潤滑時，應該選擇對人體健康無害的脂油或是植物油，其使用量較少，通常每小時使用十幾到幾十毫升，機械加工之后工件、刀具以及切屑都處于干燥狀態，所以使用MQL潤滑的切削工藝又叫做準干切削工藝。準干切削工藝不但能夠實現加工要求，又能降低切削液的使用費用，是一種能夠實現與干切削相同目標的切割方式。

2.3 采用成形工藝技術

成形工藝技術中主要包含精密下料、精密鑄造、精密鍛造、精密軋制、冷擠壓以及粉末冶金等工藝技術。其中精密剪切下料工藝，能夠有效地提高產品生產的效率以及加工材料的使用率。在零件形狀比較復雜時，可以采用冷擠壓技術，冷擠壓技術能夠將材料的使用率提高到90%，并且材料的生產率和精度都比較高。

2.4 采用優質清潔表面技術

優質清潔表面技術主要有兩種，分別是離子束輔助鍍膜技術和新型節能表面涂裝技術--自泳涂裝。離子束輔助鍍膜技術通常是在一些耐磨性要求比較高的零件中使用，它能夠使精密儀器和刀具、模具以及航空航天軸承的壽命得到提高。新型節能表面涂裝技術是一種水分散體系，它具有無毒、無火災危害以及不含有機溶劑的特點。它與傳統的電泳涂裝技術進行對比，這種新型技術能夠節約能源與材料，涂抹比較均勻，有良好的耐蝕性，是一種無污染的生產工藝技術。該技術已經得到廣泛的使用，比如在家電、儀表儀器以及汽車零部件等方面，并且獲得了十分顯著的經濟效益。

2.5 采用水噴射加工技術

水噴射加工技術又叫水刀加工技術，通過超高壓水射流以及混合于其中的磨料對各類材料進行穿孔、表面去銹以及切割等方面的加工，水噴射加工技術不會產生火花、煙塵以及有毒氣體，不會對空氣造成污染，加工件不會發生熱效應，并且水資源能夠重復利用。

2.6 采用風冷卻切削技術

干式加工作為綠色制造工藝中的研究重點，在一定情況下，沒有進行冷卻處理是很難實現干式加工的，還必須對刀具進行潤滑與冷卻。

風冷卻切削技術是指使用除濕器將空氣供給源的空氣水分排出之后，并將其送入空氣冷卻器中進行冷卻，使溫度降至零下30℃，之后再通過絕熱管的風嘴將冷風輸入到切削的部位，并且在切削的地方噴灑少量的脂油或無害植物油，避免切割面出現生銹。在風嘴的對面有安裝收集廢屑和風塵的裝置，通過該裝置內的過濾器將切屑過濾掉。

結語

在機械加工中使用綠色制造工藝已經成為世界工業發展的一種趨勢，在人類的可持續發展和世界經濟全球化的背景下，綠色制造工藝將顯示出它的優勢。由于社會經濟的快速發展，人們對生活環境的要求越來越高，在制造業中實行綠色制造加工工藝符合人們對環境保護的價值觀念。因此，綠色制造工藝在機械加工中的使用前景十分廣闊，制造業的相關企業應該加強對綠色制造業的的重視程度，并提高綠色制造工藝技術的使用頻率。

[1]韓圣武.淺談綠色制造工藝技術在機械加工中的應用 [J].黑龍江科技信息，2008(33).

[2]張海舟.機械產品的綠色設計與制造探討[J].科技信息，2009(09).

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