農機制造中的綠色加工工藝技術分析探究

張鵬舉

(河南建筑職業技術學院，鄭州 450064)

0 引言

在我國經濟發展新形勢下，農業生產獲得快速發展，機械化作為現代農業的關鍵組成部分，農機設備是實現機械化作業的物質支撐，但是農機設備在加工制造中，其產生的粉塵、廢水以及噪音會對環境帶來一定程度的污染，而這種粗放式的加工生產模式，也不利于制造企業升級轉型。綠色加工技術屬于一種環保型技術，其通過技術創新降低加工行為對環境造成的破壞，有助于行業的生態化轉型，對提升農機制造水平和降低資源能耗具有現實價值和積極意義。

1 研究背景

隨著我國科學技術快速發展，我國已經成為世界制造類大國，在農業生產機械化背景下，市場對農機設備的需求量也持續增加，帶動了農機制造行業的發展，經過多年的研究和創新，我國農機制造水平獲得顯著提升，在制造精度和質量方面達到了西方發達國家的水平。但是在農機制造中，受到傳統思維、加工技術等因素的影響，會對環境帶來一定程度的污染，例如在制造加工中產生的廢水、廢渣以及噪音，都會給環境帶來影響，危害人們身體健康。在此背景下，綠色加工成為公眾和社會關注的熱點[1]。

綠色生產是一種全新的思想和理念，綠色加工工藝主要是指利用先進的技術手段對機械零件進行加工，避免有毒液體、有毒氣體、噪聲以及電磁輻射對人體帶來危害，實現生產與環境協同發展。隨著我國提出構建生態型社會這一理念后，大量的清潔、綠色加工技術不斷涌現，在農機制造領域獲得廣泛應用，為行業發展轉型注入了生機[2]。

2 優勢分析

2.1 節約成本

在以往農機生產制造過程中需要投入一定的人力成本和物力成本，應用綠色加工工藝可以起到節約成本的作用，例如一些新型工藝可以對加工工序進行整合，減少加工人員數量，起到節約人力成本的作用；綠色加工技術不需要使用磨削液，可以節約磨削液的成本[3]。

2.2 生態環保

生態環保是綠色加工技術最為顯著的特點，在農機制造中，綠色加工技術不會對環境造成污染，可以起到保護環境、減少污染的作用，例如在應用干式磨削技術中，不會產生噪音和廢渣，不僅可以優化生產環境，也不會對附近的環境造成污染。

2.3 工藝創新

我國是世界制造大國，機械制造水平不斷提升，應用綠色加工技術有助于推動行業工藝創新，以創新為驅動力實現行業發展轉型，有助于提升我國在世界上的競爭力，促使農業機械加工水平不斷提升[4]。

3 技術應用

3.1 干式切削

干式切削在不使用切削液的情況下完成加工，避免了切削液對環境帶來的污染，具有顯著的環保特色，其具有以下特點：第一，生產清潔化，降低切削液對附近水源的污染；第二，節約生產成本、簡化生產設備，避免對切削液進行無害處理的成生消耗；第三，切屑更加清潔、便于回收利用，符合循環經濟理念。在應用干式切削中，對材料特性、加工精度、機床性能以及刀具性能具有一定的要求，為了保證加工工作有序開展，企業要對工藝系統創新改造，營造適合、清潔的生產環境[5]。

刀具作為應用干式切削技術的要點，其主要要求為：第一，刀具的幾何角度和截面形狀要符合要求，保證摩擦力和切削力最小；第二，刀具涂層材料和本身材料要具備一定的耐高溫能力，在快速切削中避免高溫對加工精度帶來負面影響；第三，刀具結構要滿足高速切削的要求，刀具斷裂韌性和強度良好，確保加工過程安全可靠。隨著各種新型刀具的涌現，其性能更加突出，在加工過程中，需要對切削用量和刀具材料進行科學選擇，避免加工摩擦力過大。當前應用于干式切削的主要刀具材料為PCD、CBN、PCBN、金屬陶瓷、陶瓷以及硬質合金等[6]。

切削機床是干式切削的主要硬件支撐，要求剛性良好、進給速度合理、主軸轉速高，可以快速、高精度地完成切削加工。在應用干式切削中，需要處理好機床性能問題：第一，快速散熱，由于在高速運轉中，刀具和材料、機床運行會產生大量熱能，如果沒有及時將熱能排除，則會影響加工進度，甚至導致機床由于受熱而產生變形，因此，機床應具有較強的散熱能力，配備冷氣循環系統，可以通過循環散熱的方式帶走熱能，在關鍵部位安裝溫度傳感器，對機床溫度和加工區溫度變化進行動態監測，便于及時處理；第二，切屑排出，在干式切削中會產生大量切屑，由于運轉速度較快，如果不能及時將切屑排出則會對環境帶來一定程度的影響，因此，在機床設計中，可安裝過濾系統和排放系統，對產生的切屑及時抽出和過濾，為后續的回收利用奠定基礎。

3.2 干式磨削

干式磨削屬于一種綜合性技術，其集超高速磨削和超硬磨料為一體，在快速加工方面具有較為顯著的優勢，主要應用于軸類零件制造。在實際應用中，采用人造金剛石或者薄層CBN為工具，配以超高速數控機床，是當前最為先進的加工技術之一。干式磨削具有良好的生產效能和環保性能，應用優勢為：第一，可以一次性完成溝槽、臺肩、紋理、曲面、錐面以及外圓等外形加工，能夠簡化生產環節，在金屬類材料加工中，還可以將磨、車工序合并，保證加工精度和生產效率，起到降低資源和節約成本的作用，與以往的加工工藝比較，能夠降低加工行為對環境的污染；第二，在磨削過程中可以快速散熱，避免溫度對加工精度帶來負面影響，甚至能夠進行冷態加工，降低廢品率、提升加工精度，并且不需要使用磨削液，避免對環境造成污染；第三，干式磨削在高速轉運中完成加工活動，由于機床轉速較高，可以避免工件出現形變，降低噪音和振動對環境的污染，具有優化生產環境的作用；第四，工件和砂輪之間的接觸面積較小，可以降低二者之間的摩擦力，與以往的磨削工藝相比較，能夠延長砂輪使用年限，同時，在數控機床的支撐下，砂輪安裝更加簡便和快速，可顯著提升生產效能[7]。

在應用干式磨削技術中，需先建立砂輪磨損、磨削效率以及磨削力模型，對磨削原理進行實驗研究，進而掌握工件完整性、磨削比、比磨削能、磨削效率以及磨削溫度的變化規律。

強冷風干式磨削技術屬于一種新型技術，其建立在干式磨削技術基礎上，在機床運行中，通過施加強冷風帶走加工所產生的熱量，在強冷風作用下，能夠擺脫對磨削液的依賴，避免過量使用磨削液而影響生態環境。強冷風干式磨削技術利用低溫空氣進行輔助生產，完全取代了磨削液的作用，是實現綠色生產和清潔生產的關鍵，產生的磨屑還能夠集中存放，便于二次回收利用。而使用的CBN砂輪可以降低砂輪磨損程度，起到節約生產成本的作用。

4 結語

總而言之，在我國經濟發展新形勢下，市場對農產品的需求量也持續增加，帶動了農業生產的快速發展。機械化目前已經成為農業生產的主要方向，農機設備作為機械化作業的硬件支撐，在農機制造中，以往的加工工藝會對環境帶來不同程度的影響，而應用新型清潔、綠色、環保加工工藝，能夠確保工件加工精度，避免加工行為對環境造成污染，對促進行業的穩定以及可持續發展具有現實意義。

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