綠色設計在機床設計與制造中的運用

徐學彬，姜世民

（1.齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000；2.齊齊哈爾工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

綠色設計在機床設計與制造中的運用

徐學彬1，姜世民2

（1.齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000；2.齊齊哈爾工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

機床是機械制造階段比較重要的組成部分，其性能的好壞直接決定機械產品的最終質量和使用壽命。傳統的機床設計與制造不僅會加劇能源的使用和浪費，而且還會給環境造成一定的危害，因此在進行機床設計與制造過程中可以引入綠色設計的理念，其可以更好地推動我國機床設計與制造的發展。

綠色設計；機床設計；制造；應用

機床的設計與制造在我國工業發展歷程中起到了決定性的作用，但是隨著我國開始重視環保意識，傳統的機床設計與制造已經無法滿足時代發展要求，因此需要對其進行改進。而將綠色設計理念引入到機床設計與制造之中，不僅能夠滿足機械制造需求，而且還能夠實現環境的可持續發展。

1 綠色設計和綠色制造的概述

（1）綠色設計。綠色設計通常以產品周期為前提，開展綠色產品的設計，而且該過程中還需要對產品的回收性、拆卸性、維護性等給予足夠的關注。綠色設計要求按照綠色環保的相關內容進行，最終結果是為了構建一個綠色環保的設計體系。實際上，綠色設計中最為關鍵的一個環節就是降低資源的消耗率，從源頭處降低廢棄物的排放，以實現對環境保護的目的。綠色設計最重要的一個特點就是能夠實現對自然資源的有效保護，緩解地球資源枯竭，維持自然生態環境的平衡發展。

（2）綠色制造。綠色制造屬于新研發的機械制造模式，在進行機床設計的各個環節中，引入綠色制造不僅可以降低對環境的影響，而且還能提高資源的利用效率。同時綠色制造過程中，引入了各類綠色環保理念，大大降低了對資源和能源的消耗，達到企業利益的最大化。

2 機床綠色設計與制造中存在的問題

（1）技術的局限性。在進行機床設計與制造過程中，引入綠色設計理念雖然可以達到一定的效果，但是在技術方面存在一定的缺陷。在進行機床設計與制造過程中，如果缺乏先進的設計和制造技術，就不可能規劃出比較完備的綠色設計方案，從而導致綠色設計在機床設計與制造中無法得到有效的運用。

（2）適用性的問題。我國大部分企業的機床設計與制造還在沿用傳統的設計理念，無法更好的適應綠色設計理念，而且機床設計與制造是一項系統性的工程，部分環節需要進行特定的設計，因此無法更好地引用綠色設計理念。

（3）時效性的問題。雖然綠色設計開始在機床設計與制造中得到應用，但是其無法更好的跟上機床設計發展步伐，導致在實際應用中一些環節存在比較嚴重的時效性問題，要求對相關數據進行不斷的收集和更新。同時機床設計與制造各個環節非常復雜，即使實施下來也會存在一定的時間差，從而存在比較嚴重的時效性問題。

3 綠色設計在機床設計與制造中的應用

（1）機床的綠色設計。①減量化設計。為了保證機床設計與制造的完整性，需要確保機床機構緊密的銜接在一起，從而更好的滿足機床設計與制造綠色理念需求。同時，在機床設計各個環節，還需要對其結構特點進行詳細的分析，對各個部件的規格進行精確的計算，從而在確保機床產品性能的同時，還可以有效的降低原材料和零部件的使用量。②環保型設計。在進行機床設計過程中，通過對其結構進行優化，可以在一定程度上提高機床的綠色性能。例如，用鋼板焊接來取代傳統的鑄造，不僅能夠減少機床運轉階段對環境的影響，而且還能夠優化機床產品的鑄造工藝，從而避免飛濺現象的發生。同時還能夠延長機油的循環利用率，有效的避免了對環境造成的熱污染。③數控化設計。在進行機床設計過程中，傳動系統是其中比較重要的組成部分，但是由于傳動系統比較復雜，所以引入了數控化設計，其不僅可以對機床結構進行優化，而且還能有效的降低噪音和震動，減少傳動能耗。④模塊化設計。將模塊化設計引入到機床設計與制造之中，其可以更好的滿足不同客戶需求，縮短產品的生產周期。同時還能夠有效提高機床產品的性能和質量，便于對機床的維護。此外，模塊化設計還能把一個機床產品劃分為幾個獨立的個體，便于產品的安裝和管理。當需要將加工的功能添加到機床時，可以簡單增加相應的功能模塊，就能夠達到預期的效果。

（2）機床的綠色制造。①綠色材料的選用。首先，在選擇零部件過程中，要盡可能選購性價比高的材料；其次，盡可能避免復合型材料的使用，優先選擇可回收、可再生的材料；最后，盡量選擇一些污染小、豐富、成本低的材料。②應用綠色制造工藝。如今隨著我國科學技術的發展，綠色制造工藝逐漸趨于完善，此時在進行機床設計與制造過程中，在確保符合客戶要求的同時，還需要盡可能優化機床制造的工藝，將原本復雜的工序簡單化，而且還需要采取措施加強對各零部件的再處理，從而提高對資源的使用效率，降低對環境造成的污染。

4 結語

總之，機床設計與制造是一項系統性、復雜性的工作，為了提高機床產品的性能和質量，不僅需要滿足環境標準，而且還需要將綠色設計理念引入到機床設計與制造的各個環節，注重對能源消耗、環境污染等問題的考慮。同時，將綠色設計應用到機床設計與制造之中，不僅可以有效降低對能源的消耗，而且還能夠降低對環境可能造成的污染，在提高企業經濟效益的同時，還能夠推動我國環境的可持續發展。

［1］沈文磊，馮寧寧.綠色設計在機床設計與制造中的應用［J］.科學與財富，2015，6（3）：78-79.

［2］李豐偉.機床設計與制造中的綠色設計探討［J］.中國機械，2015，11（3）：123-124.

［3］湯松萍.基于綠色制造原理的CNC車床綠色設計技術研究［J］.組合機床與自動化加工技術，2015，4（8）：82-83.

Application of Green Design in Machine Tool Design and Manufacturing

XU Xue-bin1，JIANG Shi-min2
（1.Qiqihaer No.2 Machine Tool（group）co.，LTD，Qiqihaer，Heilongjiang 161000，China；2.Qiqihar Engineering College，Qiqihaer，Heilongjiang 161000，China）

Abstrac：The machine is a important part of the machinery manufacturing,whose performance directly determines the final quality of mechanical products and service life.Traditional machine tool design and manufacture will not only increase the use of energy and waste，but also will cause certain harm to the environment，so concept of green design can be introduced in machine tool design and manufacturing process，which can better promote the development of machine tool design and manufacture in China.

green design；machine tool design；manufacturing；application

TG502

A

2095-980X（2016）10-0067-01

2016-09-24

徐學彬（1982-），男，黑龍江齊齊哈爾人，大學本科，工程師，主要研究方向：機床方面的設計制造。