綠色制造下的機械制造工藝探析

緒論：寫作既是個人情感的抒發(fā)，也是對學術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的1篇綠色制造下的機械制造工藝探析范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

1綠色制造理念下機械制造工藝類型

以綠色制造工藝實施目標為依據(jù)，可以將該工藝劃分為三種類型，即節(jié)約資源工藝、節(jié)約能源工藝、環(huán)保型工藝。

1.1節(jié)約資源工藝

此類工藝技術(shù)主要是通過簡化機械生產(chǎn)流程的方式來節(jié)約原材料，從而達到節(jié)約資源的目的。例如，通過優(yōu)化毛坯形狀，減少加工余量，進而節(jié)省原材料；通過選用新的刀具類型，減少刀具與材料間的消耗，并加入適量的切削液，減少對原材料的浪費。節(jié)約資源工藝作用的發(fā)揮有兩種渠道，一種為設計，另一種為工藝，在設計方面，通過減少零件數(shù)量、減輕零件重量、創(chuàng)新設計技術(shù)等方式，提高原材料的利用率；在工藝方面，借助干式加工技術(shù)、毛坯優(yōu)化技術(shù)、新型特種加工技術(shù)等，使原材料得到有效節(jié)約。

1.2節(jié)約能源工藝

在機械加工過程中勢必要消耗較多的能量，這些能量中部分轉(zhuǎn)化為有用的功，另一部分則化為其他形式遭到浪費，不但使能源遭到損失，且流失掉的能源還會有損于機械制造的順利進行。例如，摩擦損失能量會導致機床精準度受到影響；轉(zhuǎn)為熱量的能量會提高工藝系統(tǒng)的溫度，縮短系統(tǒng)使用壽命；部分流失能量還會產(chǎn)生振動與噪聲，不但影響了系統(tǒng)運行的可靠性，還會產(chǎn)生各類污染，對操作者以及周圍環(huán)境造成損害。因此，節(jié)能工藝的使用十分必要，目前主要的工藝類型為降耗工藝、減磨工藝、低能耗工藝等，并且加強對太陽能、風能、水能等新型能源的開發(fā)與使用。

1.3環(huán)保型工藝

當前機械制造中一般采用去除加工方式，易產(chǎn)生大量廢棄物，不但造成資源浪費，還使環(huán)境受到污染。而環(huán)保型工藝的應用是在綠色制造理念的支持下，通過使用綠色工藝技術(shù)，使生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣、噪音等得到有效的控制和消除，對切削液、磨屑等進行回收再利用，有效防止廢棄物的產(chǎn)生。另外，傳統(tǒng)機械制造工藝易引發(fā)水污染、光污染、大氣污染，環(huán)保型工藝的使用通過優(yōu)化節(jié)能結(jié)構(gòu)、改變?nèi)紵绞健⒓訌娂泄岬确绞剑垢黝愇廴締栴}得到有效的緩解。

2綠色制造技術(shù)在機械制造中的應用

2.1綠色切削加工工藝

在綠色制造理念的指導下，越來越多新技術(shù)、新工藝誕生，如冷擠壓、精鑄、工程塑料技術(shù)等綠色切削加工工藝，在機械制造中得到廣泛的應用。有些成形件甚至無需機械加工便可直接使用，不但減少傳統(tǒng)毛坯制造中消耗的能源與物質(zhì)，還有效縮短了制造周期，減少生產(chǎn)成本投入。綠色切削加工工藝適用于有色金屬制件、齒輪花件、異形孔類件的使用，與以往鍛造—切削工藝相比，能夠節(jié)約30-70%的材料消耗，節(jié)省20-70%的生產(chǎn)費用。對于毛坯較為粗糙的零件來說，機械加工中余量較大，不但產(chǎn)生大量材料浪費，生產(chǎn)效率也不夠理想。對此，可以通過優(yōu)化毛坯制造的方式，提高毛坯精度，也可以采用綠色切削加工工藝，如高速切削，通過提高切削速度的方式，縮短加工時間，工件的變形量較小，加工質(zhì)量由此得以提升。例如，在制造航空領(lǐng)域所需零件時，尤其對于鋁的薄壁件的加工，更應注重零件精度，目前已經(jīng)可以切出0.1mm厚度，幾十毫米高的成形曲面，更加貼近航空領(lǐng)域?qū)α悴考南嚓P(guān)要求。

2.2綠色節(jié)能工藝技術(shù)

在機械制造生產(chǎn)中，需要消耗大量電力、煤炭、鋼鐵等資源，在我國資源儲備量的告急，國際市場石油價格的波動增加的背景下，采取綠色節(jié)能工藝已經(jīng)十分必要，對此，可將以下幾種綠色節(jié)能工藝應用到現(xiàn)代化機械制造當中。

2.2.1綠色潤滑工藝

根據(jù)節(jié)能環(huán)保、延長設備使用壽命的要求，可以將油氣潤滑應用到機械制造當中，結(jié)合國外先進技術(shù)與理念，利用TURBOLUB油氣分配器，提高油氣潤滑的效果。油氣潤滑的主要原理為：通過步進式給油器按照特定的時間、數(shù)量為設備提供潤滑油，用3×105-4×105Pa的壓縮空氣，將潤滑油沿著管道推送到潤滑點，使油品能夠準確的處于所需潤滑的位置。在潤滑方式的選擇上，有油氣潤滑與油霧潤滑兩種，其中，油氣潤滑主要是將油霧化成0.5-2μm的霧粒，使霧化后的油氣在空氣的推動下進入到需要潤滑之處，霧氣與空氣的流動速度相同。而油氣潤滑則是以油膜的方式直接被送入到潤滑點，以油滴的方式對潤滑點進行潤滑，流速為2-5cm/s，而空氣的流速為30-80m/s。與油霧潤滑相比，油氣潤滑能夠使耗油量降低1/5，使軸承的使用壽命延長300倍，目前越來越多的制造企業(yè)開始選用油氣潤滑工藝。

2.2.2綠色潤滑劑的應用

在混合式MQL潤滑系統(tǒng)中，主要包括供油系統(tǒng)、機床主軸、供汽系統(tǒng)等。將套管放入到中空主軸當中，內(nèi)管通油，外管通氣，油氣在主軸前端的混合裝置中接合，將潤滑劑輸送到切削工具當中。霧狀潤滑劑回轉(zhuǎn)部分較短，受離心力的干擾較弱，通過工具前的孔高效噴出，能夠精準的作用在潤滑點。用CNC來控制油量，并對數(shù)量值進行設定，在MQL系統(tǒng)中所需油量較少，通常少于50mL，且運送油的壓縮空氣具有一定的冷卻效果，但是在應用過程中，發(fā)現(xiàn)冷卻效果不明顯，難以符合實際需求。對此，將潤滑油與水分別進行霧化處理，使其形成綠色潤滑劑，并同時噴射到切削點，對于水與油的比例可以根據(jù)實際情況進行修正，也可以改變噴嘴形狀，形成水包油等供應方式，也可以混合供應，以此來提高潤滑效果，減少切削阻力，充分達到節(jié)能效果。

2.3環(huán)保型工藝技術(shù)

傳統(tǒng)的機械制造工藝在使用中往往對周圍環(huán)境產(chǎn)生多種污染，這主要受到熱處理的影響，而綠色環(huán)保型工藝能夠盡可能的減少對熱處理材料的使用，從而能夠達到減少污染、保護環(huán)境的效果。在環(huán)保型工藝技術(shù)的使用中，往往采用冷拔、熱軋作用即可達到性能要求的材料，減少資源消耗與環(huán)境污染。在機械加工過程中，不得不對材料進行熱處理時，也應選擇熱處理較少的材料，如貝氏體鋼、低滲碳性鋼等。在利用低滲碳性鋼對齒輪進行制造時，只需對其進行感應加熱淬火，與合金滲碳鋼相比，具有較強的綜合機械性能，且能夠防止合金元素的浪費，從性能方面來看，甚至能夠超過中碳結(jié)構(gòu)鋼，工藝性能良好，卻具有顯著的經(jīng)濟優(yōu)勢。

2.4振動消除應力技術(shù)

在機械制造中，傳統(tǒng)工藝模式下在管料調(diào)制后進行粗車、推車、精車等機械加工，但是在推鎖加工以后，往往會產(chǎn)生較大的加工應力，導致鋼件在加工后出現(xiàn)變形，生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量較低，甚至成為報廢品。對此，應在綠色制造理念的指導下，引入振動消除應力技術(shù)，也稱為振動時效。此種工藝的工作原理為在共振作用下對零件內(nèi)部殘余應力進行消除與處理，在交變應力的作用下，結(jié)構(gòu)件中的部分點將出現(xiàn)晶體位移，從而發(fā)生塑性形變，當內(nèi)部殘余應力最大點得以釋放時，構(gòu)件內(nèi)部殘余應力便得到了有效的降低與處理。據(jù)統(tǒng)計，采用振動消除法能夠使構(gòu)件內(nèi)部應力減少40%左右，應用效果較為顯著。

3結(jié)論

綜上所述，在我國環(huán)保政策實施背景下，機械制造領(lǐng)域融入綠色技術(shù)已經(jīng)成為大勢所趨，同時也是工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的保障。在此背景下，機械制造應積極采用綠色切削加工工藝、節(jié)能技術(shù)、環(huán)保型工藝，在各個生產(chǎn)與制造的環(huán)節(jié)均體現(xiàn)出綠色理念，從而實現(xiàn)資源效益、經(jīng)濟效益、生態(tài)效益的協(xié)調(diào)優(yōu)化，促進工業(yè)的健康快速發(fā)展。