綠色化機械制造工藝
綠色化機械制造工藝【1】
摘要：綠色制造是環境保護，節約資源和能量，實現生態工業和社會可持續發展的一種途徑，它要求在產品的設計和制造過程中考慮產品的整個生命周期，從而實現產品全生命周期對環境影響最小、資源利用率最高。
為了實現綠色制造的目的，就必須解決傳統制造技術中資源能源耗費大、環境污染嚴重的問題，探索新型的綠色制造工藝。
在了解綠色制造的理念，最后講述機械制造工藝中的綠色制造理念。
關鍵詞：機械制造 工藝 綠色制造
一、綠色制造的基本概念
1、綠色制造的基本定義
綠色制造也可以叫做清潔制造、無浪費制造和環境意識制造等環保名稱。
首先，我們來了解下制造業的概念。
所謂的制造業是指將可用資源 (包括能源)通過制造過程，轉化為可供人們使用和利用的工業產品或生活消費品的產業。
很多行業都涉及到了制造業，例如：電子行業、造紙行業、化工行業、機械行業、航天行業等很多行業都涉及到了制造業，因此制造業已經成為了我國國民經濟的支柱行業。
那么，綠色制造的則是一個系統地考慮環境影響和資源效率的現代制造模式。
綠色制造是指在資源制造過程中全面考慮環境和資源的因素，盡可能的做到對環境的污染最小，對資源的消耗量也最小，以此來做到企業經濟效益和社會的效益同時優化的一種現代制造模式。
資源制造過程是指毛坯制造、材料選擇、原料冶煉、設計、生產、包裝、使用完后的維修和報廢這整個資源制造的過程。
2、關于綠色制造理念的基本內容
綠色制造理念的核心是在產品制造的過程中，使用綠色的材料以及清潔能源，通過運用綠色制造的理念來設計產品，以此來建立一個可持續性的產品生產和產品消費的模式，總的來說，綠色設計，清潔生產，綠色再制造是綠色制造理念的組成內容。
因此，在制造的過程中，要求考慮到產品制造對環境的影響，盡可能的做到資源利用率最高的同時也要盡可能的減小對環境的負面影響。
二、基于綠色制造理念的機械制造工藝
基于綠色制造理念的機械制造工藝的基本內容包括以下幾點：機械材料的選擇、機械產品的綠色設計的建模、機械產品的可回收性和可拆卸性、機械產品的成本設計。
基于綠色制造理念的機械制造工藝根據其的比基本內容，可以將綠色制造理念下的機械制造工藝技術可以分為以下幾點：
1、 節約能源的機械制造工藝
綠色制造理念為針對這些能量的損失，提供了以下幾項綠色的技術措施：
①工藝節能技術。
工藝節能技術是指改變原來的耗能大的機械工藝中加工的技術，采用科學、先進的工藝節能技術以及綠色新工裝。
②適當的利用新能源。
適當的利用新能源是指可再生的資源和污染的資源。
③管理節能技術。
管理節能技術是指對能源的管理進一步的加強，避免設備空車運轉和能源浪費的現象。
④低能耗的工藝技術。
在機械制造的過程中將綠色設備和制造裝備都進盡可能的向著低能耗的方向運用。
其實在我國已經出現了這種低能耗的綠色設備，綠色設備在機床中的運用可以提高機床的能效和優化機床的結構。
例如：強冷風磨削機床和干式切削加工機床。
⑤技術節能。
技術節能是指加強技術的改造，并且提高能源的利用率。
2、環保型的機械制造工藝技術
環保型的機械制造工藝是指通過一定的工藝技術使得一些對環境或者人類有影響和危害的物質，例如：廢氣、噪聲、廢液等，將這些有害的物質盡可能的減少或者完全消除，以此來提高系統的運行效率。
當然，在工藝設計的時候就該全面的考慮環保因素，提前積極的做好預防污染的產生，這樣才能更加有效的實施環保型的機械制造工藝技術。
那么，在全面考慮環保因素的時候，可以從以下幾個方面來考慮：①減少水的污染，②減少大氣的污染，③減少環境的污染。
3、節約資源型的機械制造工藝技術
節約資源型的機械制造工藝技術是指在生產過程中簡化工藝系統組成、節省原材料消耗的工藝技術。
例如：通過提高刀具的壽命，選擇新型的刀具材料，以此來降低刀具的組成材料的消耗。
再如：通過優化毛坯的形狀，減少機械加工的余量，做到減低原材料的消耗。
要實施節約資源型的機械制造工藝技術應從兩方面來實施，這兩方面分別是：設計、工藝。
從設計的方面來說，可以通過對零件數量的減少和零件重量的減輕，以此來采用優化的設計技術，使得原材料的利用率提高。
從工藝的方面來說，可以通過對毛坯的制造技術、下科技術的優化，以及利用干式加工技術和、少無切削加工技術、綠色切削加工技術等新型的機械加工技術來減少材料的消耗度。
三、基于綠色制造理念的機械制造工藝技術的策略
隨著我國新技術和新工藝的發展，精密鑄造、冷按壓、直接沉積等成型技術和工程塑料在機械制造中的應用日益成熟，從接近零件形狀向精密成形、仿形方向發展。
那么，基于綠色制造理念的機械制造工藝技術的策略可以分為以下幾點：
①干切削技術。
總所周知，材料切削是一種常規的機械制造工藝，一般都是在有切削液的條件下的濕切削。
可是這種濕切削技術會有環境污染的問題，而且費用還要高于刀具的費用，這不符合綠色制造的理念，因此，倡議使用干切削技術來實施機械制造。
②冷輾擴技術。
隨著數控和比例技術的發展和進步，冷輾擴技術由原先只能做到輾擴和成型技術的，發展到了達到高精度要求的冷輾擴技術。
③金屬粉末的未注射成型工藝。
金屬粉末的未注射成型工藝是指將傳統的粉末冶金工藝和塑料成型的工藝相結合而成的新型工藝。
④采用電子技術來改造舊機床。
首先來了解下舊機床的改造目的，舊機床的改造目的是：為了擴大機床的功能、為了減輕操作的勞動強度、為了提高自動化的程度、提高工作的可靠性、為了提高機床的加工精度以及加工效。
目前，一般采用的電子技術分別有：可編程序的控制器(PLC)技術、變領調速技術、數據技術、數顯技術等電子技術。
綠色制造是現代制造業的可持續發展模式，與制造業的產業結構調整及企業的振興與發展密不可分。
隨著綠色制造理念被世界各國的日益重視，制造業將會改變原來傳統的制造模式，實施基于綠色制造理念的制造工藝。
為了提高資源的利用率、保護生態環境的目的以及資源的不浪費等目的，將會持續發展相關的綠色材料、綠色能源等綠色設備，市場上也將逐漸推行，并且流行綠色的產品。
綠色機械制造工藝【2】
【摘要】綠色機械是機械制造業發展的必然趨勢，而我國對綠色機械制造還處在起步階段，需要在今后的應用中不斷進行創新和開發。
本文主要對綠色制造工藝以及加強綠色機械制造工藝的措施進行了分析。
【關鍵詞】綠色;制造;機械
一、綠色制造工藝
綠色制造工藝的最終目的就是合理利用資源和能源以及減少對環境的污染，其是綠色制造的核心問題。
綠色制造工藝可分為：節約資源型工藝技術、降低能耗型工藝技術、環境保護型工藝技術。
(一)節約資源型工藝技術
所謂節約資源型工藝技術是指生產過程中對工藝系統的組成進行簡化并對原材料的消耗進行節省的一種技術。
在傳統加工過程中，消耗大量的原材料，對于全社會的可持續發展有著不利影響，因此，機械制造業秉承綠色理念，積極推廣減少資源消耗的綠色技術。
(1)少無切削加工技術。
隨著新技術、新工藝的發展，在機械制造行業中，精鑄、冷擠壓等成型技術和工程塑料的應用越來越成熟。
少無切削加工技術越來越受機械工業的歡迎。
少無切削加工技術適用于對異性孔類零件、齒輪花鍵、端面爪齒件、臺階種類件等類似零件的加工，尤其適合有色金屬制作。
(2)干式加工技術。
干式切削是指在機械加工中為了保護環境和降低成本而有意識地減少使用或不使用切削液的加工方法。
隨著人類對水資源的節約和環境保護的高度重視，而切削液所造成的影響和污染已經是不能再置之不理。
(3)減少加工余量。
采用先進的制造技術，隨著切削速度的提高，切削力下降，工件變形小，從而保證加工質量。
(二)降低能耗型工藝技術
所謂降低能耗型工藝技術是指在生產過程中對能量損耗降低的一種技術。
降低能耗型工藝技術主要包括以下幾個方面：
(1)常用節能技術。
大量鋼鐵、煤炭、電力和有色金屬等資源都是機械制造企業在生產過程中所必須的，隨著能源的緊缺，節能減耗型工藝技術中變得非常重要。
常用節能技術主要包括技術節能、工藝節能、管理節能、適度利用新能源、綠色設備、改進潤滑方式。
(2)潤滑方式和潤滑劑的改進。
首先，設備潤滑劑的改進。
設備潤滑劑宜發展油氣潤滑。
油氣潤滑的概念首次是由德國的一家公司提出來的，使油氣潤滑得到了廣泛的應用。
之所以選擇油氣潤滑主要是因為其具有很多優點，例如，可以讓軸承壽命提高3-6倍;潤滑油耗量較小，相當于噴油潤滑的十分之一到三十分之一;油氣潤滑劑使用的場合有高速工況、高溫工況，受贓物、化學性流體侵蝕的場合;油氣潤滑有利于環保，往外界排放的潤滑劑最少，且油不霧化;使潤滑設備運行和維護費用有所降低。
其次，工藝潤滑的改進。
干切削是最理想的方式，主要是從環保節能的角度來看，但是干切削加工時，刀具壽命會縮短，并且精度和表面光潔度受到了影響。
因此，只有在特殊的情況下，才采用干切削。
新發展的最小量潤滑(MQL)加工方法的應用，使潤滑技術發生了巨大的變化。
MQL潤滑系統用油量極少。
對于排除切削和冷卻作用，運送油的壓縮空氣可以實現。
MQL的使用具有一定的優勢：1)用油量少;2)切削上幾乎無油;3)只有很少的油附著在工件上，工件清洗工序可以得到簡化，或者清洗劑的壽命可以得到大幅度的延長;4)不需要潤滑管理;5)消耗大量能耗的冷卻循環系統可以省去;6)MQL裝置可以很方便地在機床上安裝。
經過實踐發現，使用MQL潤滑時，冷卻效果存在有限的問題。
針對這一問題，開發了油水復合霧MQL加工方法。
此方法主要就是霧化潤滑油和水，同時噴到切削點。
可以根據加工實際晴況對油、水的混合比進行調整，并可以根據噴嘴的形狀和配置情況做成水包油的同軸供應方式，或者是混合供應方式。
(三)環境保護型工藝技術
所謂環境保護型工藝技術是指在生產過程中利用一定的工藝技術將產生的對環境有影響的物質盡可能減少的一項技術。
傳統的機械制造往往對周圍環境造成大氣污染、水污染和其他污染。
二、加強綠色機械制造工藝的措施
(一)遵循綠色發展理念
我國的經濟屬于出口導向型經濟。
我國外資利用的比重基本上都用于制造業。
而目前制造業的輸出國多半是發達國家。
發達國家就把一些高污染的制造業轉移到對環保要求不高的國家中去，其中就包括我國，而這些國家為了發展經濟、解決就業，也積極的承接這些產業的轉移，甚至降低環境標準，導致了自身成為環境污染避難所。
這種做法事實上是一種短視的行為。
這些破壞的治理粗略根本沒有考慮到可持續發展，應該予以拋棄，必須遵循綠色發展理念。
(二)選擇綠色原材料
綠色制造所選擇的材料既要有良好地適用性能，又要滿足制造工藝特性以及與環境有較好地協調性，選擇綠色材料是實現綠色制造的前提和關鍵因素之一。
綠色制造要求選擇材料應考慮以下幾個原則：(1)優先選用可再生材料，盡量選用回收材料，提高資源利用率，實現可持續發展;(2)選用原料豐富，低成本，少污染的材料代替價格昂貴，污染大的材料;(3)盡量選擇環境兼容性好的材料，避免選用有毒、有害和有輻射性的材料。
這樣有利于提高產品的回收率，節約資源，減少產品毀棄物，保護生態環境。
(三)綠色切削加工技術
機械加工過程中主要的污染源算是切削液，而且切削液的費用也是相當高的，其約占整個零件制造成本的六分之一。
通過綠色切削加工技術來解決切削液所帶來的問題，實踐證明，這種方法是非常重要的。
所謂綠色切削加工技術就是指對環境和資源問題進行充分考慮的一種加工技術，在整個加工過程中要求以綠色為主，也就是說對環境的污染降到最低以及對資源的利用率最高。
目前，干式切削、低溫切削和綠色濕式切削是我國對綠色切削的主要研究。
其中目前比較可行的加工方法就是綠色濕式切削。
此時，急需解決的問題有新型環保切削液的研制、合理使用切削液和凈化處理廢液。
作為21世紀一項新的課題——綠色切削加工技術，其越來越受到廣泛重視。
在實際應用中，雖然這些綠色切削加工技術還存在很多需要解決的問題，但是他們的優越性已經掩蓋住了他們的問題，綠色切削加工技術是未來綠色制造業的重要組成部分。
(四)人才支撐
人才是每個行業都不可缺少的一部分，并且其具有重要作用。
因此，對于機械類行業而言，綠色制造理念的實施還是需要大量具有綠色制造理念的人才。
機械制造工藝能否實現綠色制造的前提就是機械類行業是否具有綠色制造理念的人才。
因此，對于制造專業的教育而言，教學與實踐相脫離，很顯然就與職業教育為企業服務的原則不相符。
由此可知，通過機械專業課程教學改革來培養適應企業需求的人才，這是制造專業亟須注意和解決的問題。
三、結束語
人們對環境污染問題已經提起高度重視，在機械行業中，基于綠色制造理念的機械工藝是當前的熱點，也是亟須解決的問題。
基于綠色制造理念的機械制造還處于剛起步階段，因此，必須對其進行不斷優化和改善，使綠色理念真正融人到機械制造中，這樣促進了機械制造的可持續發展進程。
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