淺談機械加工與綠色制造

摘要： 機械加工會在不同程度上對環境產生污染，因此，人們應更加注重綠色制造工藝技術，促進產業升級，調整產業結構。機械加工過程中產生的廢棄物會對環境造成巨大污染，導致全球環境逐漸惡化，同時也造成極大的浪費，嚴重破壞生態環境。如果繼續使用傳統的機械加工模式，會對社會經濟、生態環境產生不同程度的影響，因此，大力發展綠色加工制造工藝技術尤為重要。綠色環保理念在機械設計制造上的應用，不僅對節約資源和改善環境有積極作用，適應了時代的發展，而且對機械設計制造行業也具有深遠意義的影響，促進其向著節能化和人性化方向發展，擴大了其發展前景。

關鍵詞： 機械加工；綠色制造； 工藝技術

綠色制造工藝是以傳統工藝為基礎，結合表面技術、材料科學、控制技術等先進機械制造方法的工藝技術，可節約成本、降低環境污染、合理利用資源。綠色制造工藝主要分為三類： 綠色節能型工藝技術、環保型綠色工藝技術、節約資源型的綠色工藝技術。

1 綠色制造在機械加工中的應用

（1）干式加工技術。該加工技術方式多樣，如干銑削、干車削、干式螺旋加工、干鉆削、干式齒輪加工等，干式加工技術是在機械加工過程中，不使用冷卻潤滑液的機械加工技術。相對來說，干式加工方式并不是最先進的加工技術，在機械加工中的應用已有較長時間，但該加工方式的內涵已經發生變化。干式加工技術已經在美國得到廣泛應用，一些歐洲企業也在應用這種加工技術。

（2） 機床技術。在干式加工中，切削部位容易產生切削熱，如果不能及時做好散熱，就會導致機床受熱不均衡，使機床變形，機床一旦變形，就會導致加工精度不準確。因此，循環冷卻是機床必須配備的系統，它可以有效分散切削產生的熱量，具有較好的隔熱作用。實驗表明，在高速切削條件下，干式切削可以有效減少刀具、機床、工件的熱量。由于干切削所產生的切屑較為干燥，也可以將干切屑的機床設計為成立軸和傾斜式的床身。機床工作臺的傾斜蓋板必須采用隔熱材料制作，并在機床上設置過濾系統，以便排除加工產生的灰塵，有效隔離機床的重要部位。隨著科技的快速發展，機床技術的切削加工藝也在迅猛發展，而高速切削機床技術的快速發展為干切削營造了良好加工條件，相對精密的切削機床來說，還可以在機床設置監控系統，以有效檢測切削部位的溫度和切削力度，檢測刀具的磨損程度，同時配備機床補充裝置。

（3）低溫切削工藝。低溫切削工藝一般使用于相對難度較大的材料加工中，如高錳鋼、鈦合金、淬硬鋼等，需要配置一些低溫冷風裝置，如間接冷卻裝置、氮氣流裝置等。由于這些裝置成本比較高，因此機械加工技術發展受到限制。在某些發達國家中，低溫冷風切削工藝的研究已經比較成熟，已廣泛應用于各大機械加工企業中，尤其是在日本應用較為普遍。我國對其也進行了深入研究，相信未來我國的低溫風冷裝置也會得到廣泛應用。

2實現綠色制造工藝技術的方法

（1） 重視綠色設計。綠色設計是綠色工藝技術的設計環節，應全面考慮環境與資源屬性，如制造性、回收性、拆卸性等，盡可能減少對環境的污染，設計目標也應充分考慮工藝技術功能、壽命、質量、經濟性、社會性。在綠色制造工藝的操作中，必須要考慮機械加工與環境的關系，注重加工材料的選擇，優化機械結構，提高能源利用率，重視制造工藝技術，減少加工產生的有害物質。要延長綠色制造工藝技術的使用期限，有效減少資源的浪費，減少污染物和廢棄物的排放。重視綠色制造工藝技術的應用和研發，促進機械加工業的發展。

（2） 改進制作工藝。要堅持因地制宜的原則，在參考完外部環境之后選擇合適的加工工藝。機械零部件的加工工藝不同，要考慮所選的加工工藝是否與設備匹配。只有所選的與生產的設備相匹配，才能發揮設備的正常水平，合理的利用原料，減少廢品和次品的產生，提高生產效率?，F今溫鍛就是有優于熱鍛與冷鍛的優點，才被廣泛運用。冷鍛使金屬的塑形變低，變形易開裂，降低了生產效率；熱鍛工序繁多，工件精度差，鍛件易產生氧化、脫碳、燒損。再從環境保護和節約能源方面考慮，精度高、工序少、自動化程度高的溫鍛就成為優選。其次還要考慮合理安排和調整施工工序，做到高效、節能。另外應用清潔、節能和高效的熱處理技術、真空熱處理技術，工件可以有效地實現無氧化、無碳化和無滲碳，并能達到脫脂除氣的效果；應用離子滲碳技術不產生廢氣和有害煙霧，實現了高效和節能。

（3）選用低物耗原材料。機械加工中會大量使用不可再生的金屬材料，這會危害社會的可持續性發展。因此，機械加工業必須積極運用綠色低耗能的工藝技術，不斷優化工藝方案，引進先進的綠色制造加工工藝技術。在選擇材料時，不僅要重視材料的使用性能，還要與生態環境相協調，完善機電產品功能，簡化機械加工結構，減少材料使用品種，盡量選用低能耗、污染小、可回收、容易加工的材料。在機械設計制造中，要在符合基本原則的前提下盡可能地選用環保型材料。

（4）選擇綠色環保的技術和設備。由于現有的機械產品不符合綠色環保理念，除了淘汰和改進不符合規定的產品和方法，還可以以技術和設備為切入點，充分應用計算機技術和先進的檢測手段，將綠色環保理念融入其中。比如，選擇耗油量低、運轉噪聲小、排放污染低的環保型發動機；為保證液壓系統的高效節能的工作，注意液壓設備的防塵和滲漏，選擇合適的油箱、管道和閥門等。在機械設計制造過程中，通過結合計算機技術和自動控制技術能夠實現產品的模擬制造，及時發現設計的不合理之處，檢測性能的優劣，規劃好工藝流程，做到減少人力物力的浪費，提高生產效率。在生產加工過程中，需要使用大量的煤炭、電力、有色金屬、鋼鐵等能源。隨著不可再生資源的逐年減少，對傳統機械加工工藝技術進行改進，引進先進的綠色制造工藝與節能工藝，充分利用太陽能，獲取輻射加工的高能源，逐步開發風能、生物能、地熱能、天然氣等新型無污染能源。

參考文獻：

[1] 周廷 . 談綠色制造工藝技術在機械加工中的應用[J]. 科技致富向導，2013，（ 12） ： 109 -110.

[2] 艾永旭 . 淺析綠色制造工藝在機械加工中的應用[J]. 中國新技術新產品，2013，（ 04） ： 92.

（作者簡介廣東申菱環境系統股份有限公司）