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綠色化機(jī)械制造工藝
綠色化機(jī)械制造工藝【1】
摘要：綠色制造是環(huán)境保護(hù)，節(jié)約資源和能量，實(shí)現(xiàn)生態(tài)工業(yè)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的一種途徑，它要求在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中考慮產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期對(duì)環(huán)境影響最小、資源利用率最高。
為了實(shí)現(xiàn)綠色制造的目的，就必須解決傳統(tǒng)制造技術(shù)中資源能源耗費(fèi)大、環(huán)境污染嚴(yán)重的問(wèn)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(jī)械制造工藝中的綠色制造理念。
關(guān)鍵詞：機(jī)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(wú)浪費(fèi)制造和環(huán)境意識(shí)制造等環(huán)保名稱(chēng)。
首先，我們來(lái)了解下制造業(yè)的概念。
所謂的制造業(yè)是指將可用資源 (包括能源)通過(guò)制造過(guò)程，轉(zhuǎn)化為可供人們使用和利用的工業(yè)產(chǎn)品或生活消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。
很多行業(yè)都涉及到了制造業(yè)，例如：電子行業(yè)、造紙行業(yè)、化工行業(yè)、機(jī)械行業(yè)、航天行業(yè)等很多行業(yè)都涉及到了制造業(yè)，因此制造業(yè)已經(jīng)成為了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱行業(yè)。
那么，綠色制造的則是一個(gè)系統(tǒng)地考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式。
綠色制造是指在資源制造過(guò)程中全面考慮環(huán)境和資源的因素，盡可能的做到對(duì)環(huán)境的污染最小，對(duì)資源的消耗量也最小，以此來(lái)做到企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)的效益同時(shí)優(yōu)化的一種現(xiàn)代制造模式。
資源制造過(guò)程是指毛坯制造、材料選擇、原料冶煉、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、包裝、使用完后的維修和報(bào)廢這整個(gè)資源制造的過(guò)程。
2、關(guān)于綠色制造理念的基本內(nèi)容
綠色制造理念的核心是在產(chǎn)品制造的過(guò)程中，使用綠色的材料以及清潔能源，通過(guò)運(yùn)用綠色制造的理念來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，以此來(lái)建立一個(gè)可持續(xù)性的產(chǎn)品生產(chǎn)和產(chǎn)品消費(fèi)的模式，總的來(lái)說(shuō)，綠色設(shè)計(jì)，清潔生產(chǎn)，綠色再制造是綠色制造理念的組成內(nèi)容。
因此，在制造的過(guò)程中，要求考慮到產(chǎn)品制造對(duì)環(huán)境的影響，盡可能的做到資源利用率最高的同時(shí)也要盡可能的減小對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。
二、基于綠色制造理念的機(jī)械制造工藝
基于綠色制造理念的機(jī)械制造工藝的基本內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：機(jī)械材料的選擇、機(jī)械產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)的建模、機(jī)械產(chǎn)品的可回收性和可拆卸性、機(jī)械產(chǎn)品的成本設(shè)計(jì)。
基于綠色制造理念的機(jī)械制造工藝根據(jù)其的比基本內(nèi)容，可以將綠色制造理念下的機(jī)械制造工藝技術(shù)可以分為以下幾點(diǎn)：
1、 節(jié)約能源的機(jī)械制造工藝
綠色制造理念為針對(duì)這些能量的損失，提供了以下幾項(xiàng)綠色的技術(shù)措施：
�、俟に嚬�(jié)能技術(shù)。
工藝節(jié)能技術(shù)是指改變?cè)瓉?lái)的耗能大的機(jī)械工藝中加工的技術(shù)，采用科學(xué)、先進(jìn)的工藝節(jié)能技術(shù)以及綠色新工裝。
�、谶m當(dāng)?shù)睦眯履茉础?/p>
適當(dāng)?shù)睦眯履茉词侵缚稍偕馁Y源和污染的資源。
�、酃芾砉�(jié)能技術(shù)。
管理節(jié)能技術(shù)是指對(duì)能源的管理進(jìn)一步的加強(qiáng)，避免設(shè)備空車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)和能源浪費(fèi)的現(xiàn)象。
�、艿湍芎牡墓に嚰夹g(shù)。
在機(jī)械制造的過(guò)程中將綠色設(shè)備和制造裝備都進(jìn)盡可能的向著低能耗的方向運(yùn)用。
其實(shí)在我國(guó)已經(jīng)出現(xiàn)了這種低能耗的綠色設(shè)備，綠色設(shè)備在機(jī)床中的運(yùn)用可以提高機(jī)床的能效和優(yōu)化機(jī)床的結(jié)構(gòu)。
例如：強(qiáng)冷風(fēng)磨削機(jī)床和干式切削加工機(jī)床。
�、菁夹g(shù)節(jié)能。
技術(shù)節(jié)能是指加強(qiáng)技術(shù)的改造，并且提高能源的利用率。
2、環(huán)保型的機(jī)械制造工藝技術(shù)
環(huán)保型的機(jī)械制造工藝是指通過(guò)一定的工藝技術(shù)使得一些對(duì)環(huán)境或者人類(lèi)有影響和危害的物質(zhì)，例如：廢氣、噪聲、廢液等，將這些有害的物質(zhì)盡可能的減少或者完全消除，以此來(lái)提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
當(dāng)然，在工藝設(shè)計(jì)的時(shí)候就該全面的考慮環(huán)保因素，提前積極的做好預(yù)防污染的產(chǎn)生，這樣才能更加有效的實(shí)施環(huán)保型的機(jī)械制造工藝技術(shù)。
那么，在全面考慮環(huán)保因素的時(shí)候，可以從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮：①減少水的污染，②減少大氣的污染，③減少環(huán)境的污染。
3、節(jié)約資源型的機(jī)械制造工藝技術(shù)
節(jié)約資源型的機(jī)械制造工藝技術(shù)是指在生產(chǎn)過(guò)程中簡(jiǎn)化工藝系統(tǒng)組成、節(jié)省原材料消耗的工藝技術(shù)。
例如：通過(guò)提高刀具的壽命，選擇新型的刀具材料，以此來(lái)降低刀具的組成材料的消耗。
再如：通過(guò)優(yōu)化毛坯的形狀，減少機(jī)械加工的余量，做到減低原材料的消耗。
要實(shí)施節(jié)約資源型的機(jī)械制造工藝技術(shù)應(yīng)從兩方面來(lái)實(shí)施，這兩方面分別是：設(shè)計(jì)、工藝。
從設(shè)計(jì)的方面來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)對(duì)零件數(shù)量的減少和零件重量的減輕，以此來(lái)采用優(yōu)化的設(shè)計(jì)技術(shù)，使得原材料的利用率提高。
從工藝的方面來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)對(duì)毛坯的制造技術(shù)、下科技術(shù)的優(yōu)化，以及利用干式加工技術(shù)和、少無(wú)切削加工技術(shù)、綠色切削加工技術(shù)等新型的機(jī)械加工技術(shù)來(lái)減少材料的消耗度。
三、基于綠色制造理念的機(jī)械制造工藝技術(shù)的策略
隨著我國(guó)新技術(shù)和新工藝的發(fā)展，精密鑄造、冷按壓、直接沉積等成型技術(shù)和工程塑料在機(jī)械制造中的應(yīng)用日益成熟，從接近零件形狀向精密成形、仿形方向發(fā)展。
那么，基于綠色制造理念的機(jī)械制造工藝技術(shù)的策略可以分為以下幾點(diǎn)：
�、俑汕邢骷夹g(shù)。
總所周知，材料切削是一種常規(guī)的機(jī)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(shù)會(huì)有環(huán)境污染的問(wèn)題，而且費(fèi)用還要高于刀具的費(fèi)用，這不符合綠色制造的理念，因此，倡議使用干切削技術(shù)來(lái)實(shí)施機(jī)械制造。
�、诶漭殧U(kuò)技術(shù)。
隨著數(shù)控和比例技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，冷輾擴(kuò)技術(shù)由原先只能做到輾擴(kuò)和成型技術(shù)的，發(fā)展到了達(dá)到高精度要求的冷輾擴(kuò)技術(shù)。
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(tǒng)的粉末冶金工藝和塑料成型的工藝相結(jié)合而成的新型工藝。
�、懿捎秒娮蛹夹g(shù)來(lái)改造舊機(jī)床。
首先來(lái)了解下舊機(jī)床的改造目的，舊機(jī)床的改造目的是：為了擴(kuò)大機(jī)床的功能、為了減輕操作的勞動(dòng)強(qiáng)度、為了提高自動(dòng)化的程度、提高工作的可靠性、為了提高機(jī)床的加工精度以及加工效。
目前，一般采用的電子技術(shù)分別有：可編程序的控制器(PLC)技術(shù)、變領(lǐng)調(diào)速技術(shù)、數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)顯技術(shù)等電子技術(shù)。
綠色制造是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式，與制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及企業(yè)的振興與發(fā)展密不可分。
隨著綠色制造理念被世界各國(guó)的日益重視，制造業(yè)將會(huì)改變?cè)瓉?lái)傳統(tǒng)的制造模式，實(shí)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(hù)生態(tài)環(huán)境的目的以及資源的不浪費(fèi)等目的，將會(huì)持續(xù)發(fā)展相關(guān)的綠色材料、綠色能源等綠色設(shè)備，市場(chǎng)上也將逐漸推行，并且流行綠色的產(chǎn)品。
綠色機(jī)械制造工藝【2】
【摘要】綠色機(jī)械是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，而我國(guó)對(duì)綠色機(jī)械制造還處在起步階段，需要在今后的應(yīng)用中不斷進(jìn)行創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)。
本文主要對(duì)綠色制造工藝以及加強(qiáng)綠色機(jī)械制造工藝的措施進(jìn)行了分析。
【關(guān)鍵詞】綠色;制造;機(jī)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(duì)環(huán)境的污染，其是綠色制造的核心問(wèn)題。
綠色制造工藝可分為：節(jié)約資源型工藝技術(shù)、降低能耗型工藝技術(shù)、環(huán)境保護(hù)型工藝技術(shù)。
(一)節(jié)約資源型工藝技術(shù)
所謂節(jié)約資源型工藝技術(shù)是指生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)工藝系統(tǒng)的組成進(jìn)行簡(jiǎn)化并對(duì)原材料的消耗進(jìn)行節(jié)省的一種技術(shù)。
在傳統(tǒng)加工過(guò)程中，消耗大量的原材料，對(duì)于全社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有著不利影響，因此，機(jī)械制造業(yè)秉承綠色理念，積極推廣減少資源消耗的綠色技術(shù)。
(1)少無(wú)切削加工技術(shù)。
隨著新技術(shù)、新工藝的發(fā)展，在機(jī)械制造行業(yè)中，精鑄、冷擠壓等成型技術(shù)和工程塑料的應(yīng)用越來(lái)越成熟。
少無(wú)切削加工技術(shù)越來(lái)越受機(jī)械工業(yè)的歡迎。
少無(wú)切削加工技術(shù)適用于對(duì)異性孔類(lèi)零件、齒輪花鍵、端面爪齒件、臺(tái)階種類(lèi)件等類(lèi)似零件的加工，尤其適合有色金屬制作。
(2)干式加工技術(shù)。
干式切削是指在機(jī)械加工中為了保護(hù)環(huán)境和降低成本而有意識(shí)地減少使用或不使用切削液的加工方法。
隨著人類(lèi)對(duì)水資源的節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的高度重視，而切削液所造成的影響和污染已經(jīng)是不能再置之不理。
(3)減少加工余量。
采用先進(jìn)的制造技術(shù)，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(zhì)量。
(二)降低能耗型工藝技術(shù)
所謂降低能耗型工藝技術(shù)是指在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)能量損耗降低的一種技術(shù)。
降低能耗型工藝技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：
(1)常用節(jié)能技術(shù)。
大量鋼鐵、煤炭、電力和有色金屬等資源都是機(jī)械制造企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中所必須的，隨著能源的緊缺，節(jié)能減耗型工藝技術(shù)中變得非常重要。
常用節(jié)能技術(shù)主要包括技術(shù)節(jié)能、工藝節(jié)能、管理節(jié)能、適度利用新能源、綠色設(shè)備、改進(jìn)潤(rùn)滑方式。
(2)潤(rùn)滑方式和潤(rùn)滑劑的改進(jìn)。
首先，設(shè)備潤(rùn)滑劑的改進(jìn)。
設(shè)備潤(rùn)滑劑宜發(fā)展油氣潤(rùn)滑。
油氣潤(rùn)滑的概念首次是由德國(guó)的一家公司提出來(lái)的，使油氣潤(rùn)滑得到了廣泛的應(yīng)用。
之所以選擇油氣潤(rùn)滑主要是因?yàn)槠渚哂泻芏鄡?yōu)點(diǎn)，例如，可以讓軸承壽命提高3-6倍;潤(rùn)滑油耗量較小，相當(dāng)于噴油潤(rùn)滑的十分之一到三十分之一;油氣潤(rùn)滑劑使用的場(chǎng)合有高速工況、高溫工況，受贓物、化學(xué)性流體侵蝕的場(chǎng)合;油氣潤(rùn)滑有利于環(huán)保，往外界排放的潤(rùn)滑劑最少，且油不霧化;使?jié)櫥O(shè)備運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用有所降低。
其次，工藝潤(rùn)滑的改進(jìn)。
干切削是最理想的方式，主要是從環(huán)保節(jié)能的角度來(lái)看，但是干切削加工時(shí)，刀具壽命會(huì)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(fā)展的最小量潤(rùn)滑(MQL)加工方法的應(yīng)用，使?jié)櫥夹g(shù)發(fā)生了巨大的變化。
MQL潤(rùn)滑系統(tǒng)用油量極少。
對(duì)于排除切削和冷卻作用，運(yùn)送油的壓縮空氣可以實(shí)現(xiàn)。
MQL的使用具有一定的優(yōu)勢(shì)：1)用油量少;2)切削上幾乎無(wú)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(jiǎn)化，或者清洗劑的壽命可以得到大幅度的延長(zhǎng);4)不需要潤(rùn)滑管理;5)消耗大量能耗的冷卻循環(huán)系統(tǒng)可以省去;6)MQL裝置可以很方便地在機(jī)床上安裝。
經(jīng)過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，使用MQL潤(rùn)滑時(shí)，冷卻效果存在有限的問(wèn)題。
針對(duì)這一問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了油水復(fù)合霧MQL加工方法。
此方法主要就是霧化潤(rùn)滑油和水，同時(shí)噴到切削點(diǎn)。
可以根據(jù)加工實(shí)際晴況對(duì)油、水的混合比進(jìn)行調(diào)整，并可以根據(jù)噴嘴的形狀和配置情況做成水包油的同軸供應(yīng)方式，或者是混合供應(yīng)方式。
(三)環(huán)境保護(hù)型工藝技術(shù)
所謂環(huán)境保護(hù)型工藝技術(shù)是指在生產(chǎn)過(guò)程中利用一定的工藝技術(shù)將產(chǎn)生的對(duì)環(huán)境有影響的物質(zhì)盡可能減少的一項(xiàng)技術(shù)。
傳統(tǒng)的機(jī)械制造往往對(duì)周?chē)h(huán)境造成大氣污染、水污染和其他污染。
二、加強(qiáng)綠色機(jī)械制造工藝的措施
(一)遵循綠色發(fā)展理念
我國(guó)的經(jīng)濟(jì)屬于出口導(dǎo)向型經(jīng)濟(jì)。
我國(guó)外資利用的比重基本上都用于制造業(yè)。
而目前制造業(yè)的輸出國(guó)多半是發(fā)達(dá)國(guó)家。
發(fā)達(dá)國(guó)家就把一些高污染的制造業(yè)轉(zhuǎn)移到對(duì)環(huán)保要求不高的國(guó)家中去，其中就包括我國(guó)，而這些國(guó)家為了發(fā)展經(jīng)濟(jì)、解決就業(yè)，也積極的承接這些產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移，甚至降低環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致了自身成為環(huán)境污染避難所。
這種做法事實(shí)上是一種短視的行為。
這些破壞的治理粗略根本沒(méi)有考慮到可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)該予以拋棄，必須遵循綠色發(fā)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(huán)境有較好地協(xié)調(diào)性，選擇綠色材料是實(shí)現(xiàn)綠色制造的前提和關(guān)鍵因素之一。
綠色制造要求選擇材料應(yīng)考慮以下幾個(gè)原則：(1)優(yōu)先選用可再生材料，盡量選用回收材料，提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展;(2)選用原料豐富，低成本，少污染的材料代替價(jià)格昂貴，污染大的材料;(3)盡量選擇環(huán)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(chǎn)品的回收率，節(jié)約資源，減少產(chǎn)品毀棄物，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
(三)綠色切削加工技術(shù)
機(jī)械加工過(guò)程中主要的污染源算是切削液，而且切削液的費(fèi)用也是相當(dāng)高的，其約占整個(gè)零件制造成本的六分之一。
通過(guò)綠色切削加工技術(shù)來(lái)解決切削液所帶來(lái)的問(wèn)題，實(shí)踐證明，這種方法是非常重要的。
所謂綠色切削加工技術(shù)就是指對(duì)環(huán)境和資源問(wèn)題進(jìn)行充分考慮的一種加工技術(shù)，在整個(gè)加工過(guò)程中要求以綠色為主，也就是說(shuō)對(duì)環(huán)境的污染降到最低以及對(duì)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(guó)對(duì)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(shí)，急需解決的問(wèn)題有新型環(huán)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(jì)一項(xiàng)新的課題——綠色切削加工技術(shù)，其越來(lái)越受到廣泛重視。
在實(shí)際應(yīng)用中，雖然這些綠色切削加工技術(shù)還存在很多需要解決的問(wèn)題，但是他們的優(yōu)越性已經(jīng)掩蓋住了他們的問(wèn)題，綠色切削加工技術(shù)是未來(lái)綠色制造業(yè)的重要組成部分。
(四)人才支撐
人才是每個(gè)行業(yè)都不可缺少的一部分，并且其具有重要作用。
因此，對(duì)于機(jī)械類(lèi)行業(yè)而言，綠色制造理念的實(shí)施還是需要大量具有綠色制造理念的人才。
機(jī)械制造工藝能否實(shí)現(xiàn)綠色制造的前提就是機(jī)械類(lèi)行業(yè)是否具有綠色制造理念的人才。
因此，對(duì)于制造專(zhuān)業(yè)的教育而言，教學(xué)與實(shí)踐相脫離，很顯然就與職業(yè)教育為企業(yè)服務(wù)的原則不相符。
由此可知，通過(guò)機(jī)械專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)改革來(lái)培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)需求的人才，這是制造專(zhuān)業(yè)亟須注意和解決的問(wèn)題。
三、結(jié)束語(yǔ)
人們對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題已經(jīng)提起高度重視，在機(jī)械行業(yè)中，基于綠色制造理念的機(jī)械工藝是當(dāng)前的熱點(diǎn)，也是亟須解決的問(wèn)題。
基于綠色制造理念的機(jī)械制造還處于剛起步階段，因此，必須對(duì)其進(jìn)行不斷優(yōu)化和改善，使綠色理念真正融人到機(jī)械制造中，這樣促進(jìn)了機(jī)械制造的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程。
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