機械加工制造中的綠色制造工藝分析

張斌閣

（黑龍江建筑職業技術學院，黑龍江 哈爾濱 150025）

基于傳統機械加工方法，對綠色制造工藝所包涵的類型、特點以及應用等各方面的內容研究和討論，以期找到綠色制造工藝在機械加工制造中應用的有效切入點，為我國實現機械加工制造的綠色制造以及保護環境提供理論支持。

1 綠色制造工藝技術概況

綠色控制是指在工業生產中，以資源合理配置以及環境保護為目的的新型制造工藝，主要通過產品的采購、運輸、包裝以及制造等程序來實現提高資源利用率，降低環境污染。綠色制造工藝主要是作為一種協調企業經濟發展與環境關系的手段而在工業生產中得到廣泛應用，作為一種新興、高效和環保的制造手段，綠色制造工藝已經逐漸代替傳統制造工藝成為了實現人類可持續發展的主要手段。事實證明，以質量為目的、成本為核心、資源合理配置以及環境保護為衡量標準的綠色制造工藝已經成為當前企業實現經濟效益和環保并舉的主要平衡點。

2 機械加工制造中綠色制造工藝類型

機械加工制造中綠色制造工藝的類型主要是以綠色制造的基本要求為參照來進行的，將綠色制造工藝分為環保型工藝、能源節約型工藝以及資源節約型工藝，本節主要針對這3種綠色制造工藝進行討論。

（1）環保型工藝。機械加工實際上就是一個生產要素的輸入和輸出的行為，輸入是指生產過程中原材料的添加過程，而輸出則是指原材料加工成產品后的輸出行為，而產品輸出的同時，還會伴隨有許多其它物質的輸出，如噪音、粉塵、廢渣以及油污等，環保型工藝主要是在提高機械加工效率的同時，減少廢棄物的排放，該類型的制造工藝能夠在一定程度上減少污染，減少后期污染后處理的工作量。

（2）能源節約型工藝。機械產品從原料采購到產品成型過程中資源消耗最大的階段就是機械加工過程，在該過程中能源消耗主要體現在能量的有用功轉化，即能源資源大部分轉化為機械能，少部分轉化為熱能，而轉化為熱能的這部分能量則通過熱量散失的方式而消耗，這種形勢的消耗是能源資源浪費的主要途徑。在機械加工過程中，摩擦耗熱以及噪聲或者振動而損失的熱量都在一定程度上導致了能源資源在機械加工過程中的浪費，而且還會導致工件加工精度低和效率低等狀況，這不僅會降低企業的經濟效益，而且還會對企業的生產環境以及自然環境都產生一定程度的危害。

（3）資源節約工藝技術。資源節約型工藝技術主要是指對機械產品的加工工藝進行簡化，從而實現對原材料的節約和系統的優化。在實際加工過程中，往往通過降低加工余量、降低能耗以及減少切削液的使用來達到節約原料，提高資源利用率的目的。隨著技術的發展，資源節約工藝主要是通過先進的設計理念來減少工件的質量和廢品率，并通過先進的技術手段，如無屑加工、干式加工以及先進的切削技術來提高資源的利用率。

3 綠色制造工藝的特點

（1）綠色發展的目標。隨著我國經濟的快速發展，我國政府提出了可持續發展的戰略，而綠色制造工藝作為新興的加工工藝，最鮮明的特點就是走可持續發展的道路，進而實現綠色再制造的目標。隨著全球能源資源危機以及環境污染問題日漸加劇，能源資源節約與環境保護成為了全社會關注的重心，借助綠色制造工藝解決資源和環境問題是目前工業上常用的一種方法。

（2）先進發展思想與技術的應用。綠色制造工藝是基于傳統的制造工藝基礎上發展而來的，通過綠色、可持續思想作為引導，再制造工藝逐漸彌補了不足點，并對環境污染和能源資源危機等問題進行了解決和控制，所以機械加工中，綠色再制造工藝的一個顯著特點就是由先進的發展理念和綠色環保思想為引導，以先進的制造工藝為依靠而進行的。

（3）綠色制造工藝的種類不同，所對應的事項也存在差異性。前文已經指導綠色制造工藝是由資源節約、能源節約以及環保型工藝這三種工藝類型所構成的，由于這三種工藝類型的側重點不同，所以所依靠的技術手段也各不相同，且各自具有其獨特性。其中，資源節約型工藝是以資源節約，降低資源消耗為主要前提的綠色制造工藝，能源節約是通過降低機械制造過程中的熱損耗以及能源消耗來實現綠色制造和可持續發展的工藝，環保性工藝則主要是通過減少噪音、廢水和廢氣等的排放來進行工業生產的加工工藝。

4 機械加工制造中綠色制造工藝的應用

（1）干式切削工藝的應用。干式切削主要是為了降低對資源的消耗并且降低排放到環境中的污染物，而在不適用切削液的前提下進行施工的一種機械加工工藝，干式切削主要分為干式齒輪加工工藝、干式車削、銑削以及磨削工藝，而在這些工藝中，在工業產品加工中應用最為廣泛的就是干車削，即在材質較軟的材料上進行加工，加工完成后再通過熱處理等手段來實現工件硬度和抗拉強度等提高。

（2）通過MQL潤滑的準干式切割工藝的應用 。由于產品的硬度和抗拉強度要求，導致干切削過程中完全使用較軟材料進行加工的方式很難實現，所以在機械加工中，微量潤滑技術相應而出，成為當前切削液的主要替代品。MQL是通過空壓機將切削油霧化從而實現加工過程中材料的潤滑目的，在工件加工過程中，對切削區域進行噴灑，以確保工件和切削刀具的良好接觸，并確保切削廢屑不會肆意飛濺污染環境。MQL潤滑油多選用對人體無害的植物油或者動物脂肪提煉的油，其用量主要與霧化效果有關，應用后工件表面清潔、干凈且整個加工過程中沒有廢屑等污染物產生，所以對環境起到了一定保護作用。

（3）優質清潔表面工藝的應用。優質表面清潔和處理工藝是指通過先進的表面處理技術對工件表面進行處理，以達到產品的外觀要求，且降低傳統表面處理方式如酸洗、堿洗以及噴漆等工藝對環境的污染，現場用的先進表面處理技術有：電涌、自動涂裝技術、等離子噴涂技術以及超音速噴涂技術等，這些方法的應用不僅可以提高材料的表面光潔度而且還可以在一定程度上提高產品的使用性能如耐磨、硬度提高以及美觀等，這些工藝的普及和應用在一定程度上降低了機械加工對環境的污染，并提高了工件的耐磨性、耐腐蝕以及表面硬度，逐漸在汽車零部件、儀表儀器、家用電器等上應用。

（4）成形工藝制造的應用。機械加工中的成形工藝主要是指將材料加工成形的工藝如粉末冶金、燒結、鍛造、軋制、機加以及數控加工等，其中數控加工以及精密加工能夠在一定程度上提高產品的利用率和生產效率，而對于一些復雜零件使用數控加工以及冷擠壓和冷噴涂等手段可以在一定范圍內實現降低工件殘余應力，提高工件精度的目的。

（5）風冷卻切削制造工藝的應用。在機械加工中，雖然采用軟料加工可以使用干式切削的方式，但是任何材質進行機械加工時都會產生熱量，從而對工件性能以及刀具產生不可估量的損害，而風冷技術就是利用空氣中的水分借助除濕器等設備實現工件加工過程中的濕潤和冷卻，通過風冷作用帶走工件上的熱量，可以在一定程度上減少切削液、植物油或者脂肪油給環境帶來的污染問題，而在利用風冷技術冷卻切削件時，一定要在風冷裝置中設置過濾網等零部件，以過濾切削廢屑，從源頭上杜絕環境污染。

5 結語

綜上所述，綠色制造工藝是一門新興的制造工藝，是建立在傳統制造工藝基礎上的，由于我國企業生產現狀和經濟危機的影響，使我國綠色制造工藝的進程十分緩慢，而未來以能源資源節約和環境保護為核心的綠色制造工藝必將成為以我國企業機械加工的主要工藝手段和實現環境保護的主要途徑。

［1］劉宏宇，徐銘杰.機械加工制造中的綠色制造工藝［J］.科學與財富，2017，（15）：165-167.