制造工藝論文：綠色機(jī)械制造的類(lèi)型與開(kāi)發(fā)路徑探究

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本文作者：秦志光 單位：西南交通大學(xué)

在當(dāng)前的機(jī)械生產(chǎn)制造中，通過(guò)利用精確成型的生產(chǎn)方法來(lái)制造機(jī)器零件的工藝，被稱作少無(wú)切削加工。現(xiàn)階段，隨著生產(chǎn)制造的新技術(shù)以及新工藝的不斷發(fā)展和成熟，在產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過(guò)程中，精鑄、擺輾等新技術(shù)以及相應(yīng)的工程塑料技術(shù)在產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過(guò)程中已經(jīng)得到很好的應(yīng)用和發(fā)展，而且從已經(jīng)從近似成型逐漸向凈成型的方向轉(zhuǎn)變。在生產(chǎn)過(guò)程中，部分已經(jīng)成型的零部件已經(jīng)不需要經(jīng)機(jī)械加工，就能直接使用。這樣不僅節(jié)省在生產(chǎn)制造過(guò)程中對(duì)傳統(tǒng)毛坯機(jī)械加工時(shí)所消耗的能源、物料，也在一定程度上大大降低產(chǎn)品的生產(chǎn)制造周期以及生產(chǎn)成本。

水作為一種資源在產(chǎn)品的機(jī)械生產(chǎn)制造過(guò)程中有著非常重要的作用。但由于我國(guó)的水資源分布不均，相比南方，我國(guó)北方的水資源比較匱乏。因此，基于可持續(xù)發(fā)展以及綠色制造的基本理念，在產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過(guò)程中，應(yīng)積極探索和研究節(jié)水制造的新技術(shù)以及新工藝。

在產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過(guò)程中，盡可能的減少對(duì)刀具材料的消耗，特別是對(duì)那些復(fù)雜、造價(jià)昂貴的刀具材料的磨損消耗。在綠色制造理念下，降低對(duì)物料的磨損消耗也實(shí)現(xiàn)綠色機(jī)械制造的有效途徑。在生產(chǎn)過(guò)程中，可以使用新型的刀具材料以及應(yīng)用和發(fā)揮在那涂層刀具來(lái)實(shí)現(xiàn)降低對(duì)刀具的磨損消耗。在產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造過(guò)程中，應(yīng)重視對(duì)已報(bào)廢的機(jī)械產(chǎn)品的回收再利用。對(duì)已報(bào)廢的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行回收再利用，使得在產(chǎn)品生產(chǎn)制造過(guò)程中，物料的運(yùn)行模式已經(jīng)從傳統(tǒng)的開(kāi)環(huán)式轉(zhuǎn)變成為部分閉環(huán)式。在這個(gè)環(huán)節(jié)中生產(chǎn)制造商可以對(duì)部分元器件進(jìn)行選擇、回收以及再利用的處理。

節(jié)省能源的工藝技術(shù)

（1）技術(shù)節(jié)能通過(guò)對(duì)生產(chǎn)制造以及加工技術(shù)進(jìn)行改良、創(chuàng)新，來(lái)提高對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)加工過(guò)程中對(duì)能源的使用效率，比如使用節(jié)能型的電機(jī)、新型的數(shù)字機(jī)床等。同時(shí)，將那些結(jié)構(gòu)老舊，且能量消耗較大的機(jī)械設(shè)備及時(shí)淘汰。

（2）工藝節(jié)能在產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過(guò)程中，對(duì)傳統(tǒng)且能量消耗較大的生產(chǎn)加工工藝進(jìn)行改良創(chuàng)新，或者直接引用比較先進(jìn)的新工藝或者綠色新工裝。

（3）管理節(jié)能在產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)能源使用的管理，對(duì)生產(chǎn)加工設(shè)備的負(fù)荷、進(jìn)行定期的檢查和維修，以消除其漏、滴、冒等能源浪費(fèi)的現(xiàn)象。此外，在生產(chǎn)加工過(guò)程中，應(yīng)盡量避免空車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。

（4）合理利用新能源在產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過(guò)程中，合理利用回收再利用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)部分元器件的再利用。同時(shí)，在生產(chǎn)產(chǎn)品或者產(chǎn)品加工時(shí)，使用污染較小的新能源，在減少環(huán)境污染的同時(shí)，有效的降低生產(chǎn)成本。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品在生產(chǎn)制造過(guò)程中，其實(shí)就相當(dāng)于一個(gè)輸入與輸出系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中輸入所需要素時(shí)，系統(tǒng)對(duì)這些要素進(jìn)行生產(chǎn)加工，輸出最終產(chǎn)品。不過(guò)在輸出產(chǎn)品時(shí)，還會(huì)輸出一些對(duì)周?chē)h(huán)境以及操作人員造成危害的物質(zhì)，比如廢氣、廢液、廢渣等。而所謂環(huán)保型工藝技術(shù)是指在產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過(guò)程中，通過(guò)使用一些工藝手段，盡可能的消除或者減少在輸出產(chǎn)品時(shí)，輸出的對(duì)人或者環(huán)境造成危害的物質(zhì)，以切實(shí)提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

綠色制造工藝的開(kāi)發(fā)策略

（1）使用電子技術(shù)對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行改造創(chuàng)新在產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過(guò)程中，對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行改造、創(chuàng)新的目的主要在于提高機(jī)床生產(chǎn)效率以及加工精度，降低操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，增加機(jī)床的使用功能，并在一定程度上，提高機(jī)床的工作穩(wěn)定性以及自動(dòng)化程度。在改造創(chuàng)新過(guò)程中，經(jīng)常使用到的電子技術(shù)主要有：PLC技術(shù)、數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)顯技術(shù)以及變領(lǐng)器調(diào)速技術(shù)。

（2）干切削技術(shù)所謂干切削技術(shù)是指在對(duì)材料進(jìn)行加工切削時(shí)，無(wú)需使用切削液。在對(duì)材料進(jìn)行生產(chǎn)加工時(shí)，傳統(tǒng)切削液的冷卻、潤(rùn)滑等作用已經(jīng)被刀具設(shè)計(jì)和制造等其他方法所替代。在產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過(guò)程中，對(duì)原材料進(jìn)行切削是常見(jiàn)的機(jī)械加工工藝，一般情況都是濕切削。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，在對(duì)材料進(jìn)行切削時(shí)，所使用切削液的費(fèi)用已經(jīng)超過(guò)了切削刀具的費(fèi)用。此外，使用濕切削加工工藝還會(huì)環(huán)境造成一定的污染。在產(chǎn)品的生產(chǎn)制造以及加工過(guò)程中，綠色設(shè)備已經(jīng)逐漸開(kāi)始向著與環(huán)境相協(xié)調(diào)以及低能耗的方向轉(zhuǎn)變。現(xiàn)階段干式切削加工機(jī)床以及強(qiáng)冷風(fēng)磨削機(jī)床已經(jīng)逐漸應(yīng)用和推廣開(kāi)來(lái)。在其生產(chǎn)加工過(guò)程中，綠色設(shè)備有效的縮減了機(jī)床材料的使用量，而且優(yōu)化、改良了機(jī)床機(jī)構(gòu)，進(jìn)而提高了機(jī)床使用效率，同時(shí)，在產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過(guò)程中，也有效的降低了對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的破壞。

（3）冷碾擴(kuò)技術(shù)在以往的產(chǎn)品生產(chǎn)加工過(guò)程中，冷碾擴(kuò)技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的輾擴(kuò)以及成型，無(wú)法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品對(duì)精度的要求。而隨著比例技術(shù)以及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展、成熟，再加上材料性能的不斷改進(jìn)、創(chuàng)新，冷輾擴(kuò)工藝已經(jīng)得到了很好的發(fā)展和應(yīng)用。

在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，綠色制造理念的應(yīng)用和推廣,不僅能夠有效的降低生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染，而且在一定程度上，也能有效的降低生產(chǎn)成本，同時(shí)為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供一定的支持。因此，這就要求我們要做好綠色理念下生產(chǎn)機(jī)械制造工藝的研究和探索工作。