谈绿色制造工艺技术在机械加工中的应用

周廷

【摘 要】目前，机械产品在制造过程中会产生大量的废气排放在空气当中，造成环境污染严重。随着我国社会的发展以及技术水平的不断提高，人们对于环保意识的不断加强，这也就促使了机械制造技术向绿色方向发展。本文主要介绍了绿色制造工艺技术在机械产品加工制造中的应用，旨在达到节约能源的效果，起到保护环境的作用。

【关键词】机械加工；绿色制造；工艺技术

随着社会的社会以及人口的迅猛增长，导致了全球资源短缺，环境污染严重，全球气候变暖，这极大的威胁到了人们的健康与生存环境。所谓绿色制造也就是在社会发展的基础上形成的一种新型的制造模式，它不仅采用了先进的技术设备，还将环境的各项影响因素以及资源能源的合理利用考虑在其中，从而使工厂在设计、生产机械产品的过程中，提高生产的效率，降低对环境的污染，满足市场及人们的需求。在绿色制造技术当中，绿色制造工艺是其中的重要组成部分，也是最基础的技术，在采用绿色制造工艺来生产机械产品的过程中，可以减少废气、废渣、废水对环境的污染，它能够有效的减少能源的消耗量、节约经济成本、提高生产效率以及产品质量，从而使生产出的产品在市场中具有竞争优势。机械制造技术是制造业的基础工作，只有在机械生产过程中采用绿色制造工艺，才能够保证产品的质量，降低对环境的污染，所以，绿色制造工艺在社会发展过程中具有非常重要的意义。

1.绿色制造工艺技术的概念

绿色制造工艺技术的诞生与发展主要是建立在传统制造工艺技术的基础上的，然后根据社会发展的需要，将各种高新技术融入在制造工艺技术中，从而形成一种先进的绿色制造工艺技术。这种先进的绿色制造工艺技术在生产产品的过程中，主要是为了合理利用资源，有效的节约经济成本、降低污染、提高生产的工作效率以及产品的质量。我们根据上述目的将这种先进的绿色制造工艺技术进行分类，其主要分为节约资源型工艺技术、节约能源型工艺技术以及环保型工艺技术。

所谓节约资源型工艺技术也就是在工厂生产机械产品的过程中，对工艺进行简化，节约原材料的一种工艺技术。要想实现节约资源的效果，就需要工作人员从机械产品的设计以及制造两个方面入手。从设计的角度来看，设计师可以在设计过程中，在保证产品质量的基础上减少零件的数量以及重量，使原材料在生产过程中得到充分的利用。从产品的制造上来讲，从最初的毛坯制造到后面的各种加工技术中来减少原材料的使用，使原材料在生产过程中充分发挥作用，从而达到节约资源的目的。

节约能源型工艺技术也就是在机械产品生产过程中，有效的减少能源消耗的一种制造工艺技术。在生产过程中，降低能源消耗的方法最为常见的有减磨、降低能源的消耗或者是采用低耗能的工艺技术等。

环保型工艺技术也就是通过先进的工艺技术来减少产品在生产中所产生的各种废物，从而有效的降低对环境的污染，达到环境保护的效果。目前，环境保护是国家及人们重点关注的问题，所以在机械生产过程中，为了能够使环保型工艺技术得到充分的发挥，就需要工作人员在设计阶段进行全面的考虑，这样才能够从根本上减少环境的污染，并且可以在设计过程中增加治理技术，从而将环境污染降到最低。

2.绿色制造工艺技术的具体内容及在机械加工中的应用

绿色制造工艺主要内容。

在机械产品加工制造过程中，采用绿色制造工艺技术也就是采用切削法和磨削法来进行。通常情况下，我们所常见的加工制造方法主要有磨削法、车削法等，不管采用怎样的方法，都需要在加工过程中涂抹切削液来进行，切削液主要加工制造过程中起到冷却、润滑、清理的作用，然而，随着社会科技的不断发展，对于机械产品的质量要求也越来越高，这就导致切削液在加工制造过程中得到了大量的使用，由于切削液本身还有一定的有害物质，这就会给原材料造成一定的破坏，不仅提高了经济成本，还在一定程度上污染的环境，对于工作人员的健康也造成了威胁。所以我们正在寻求一种对环境污染小、成本低、人体伤害小的工艺技术来进行机械产品的加工制造，干式加工是一种值得推荐的加工方法，它可以在加工制造过程中不涂抹切削机，这就在一定程度上减少了经济成本，降低了环境污染，对人体伤害也非常小。干式加工法虽然听起来比较陌生，但是它在实际工作中得到了非常广泛的应用。

2.1干式加工

干切削加工方法有很多种， 如干车削、干铣削、干钻削、干式螺纹加工、干式齿轮加工等。干式加工就是在加工过程中不用冷却润滑液的加工工艺。这种工艺方法从原理上讲并不新，且已在生产中有较长时间的应用（ 如铸铁的干铣削等），但其内涵却与以往有很大不同，因为这里的干式加工已不仅局限于铸铁材料的加工，而是力图在所有材料加工及所有加工方法中均采用干式加工。就目前来看，干式加工范围还较为有限，但其研究和应用以成为加工领域的一个新热点。近年来，美国在制造业广泛采用了干式加工。在欧洲已有一半的企业采用了干切削加工技术，尤其在德国，应用更为广泛。

2.2刀具技术

干式加工对刀具材料要求很高， 它要求材料要具有很高的红硬性和热韧性， 良好的耐磨性、耐热冲击和抗粘结性， 现在立方氮化硼（ CBN） 、聚晶金刚石（ PCD） 、超细晶粒硬质合金等超硬材料已经广泛应用于干切削。经研究表明， 高速钢和硬质合金经过PVD 涂层处理后也可以用于干切削。

在对刀具的几何参数和结构设计时， 要满足干切削对断屑和排屑的要求。对韧性材料的加工来说， 断屑是很关键的， 目前车刀三维曲面断屑槽方面的设计制造技术已经比较成熟， 可针对不同的工件材料和切削用量很快设计出相应的断屑槽结构与尺寸， 并能大大提高切屑折断能力和对切屑流动方向的控制能力。

2.3机床技术

干式加工在切削区域会产生大量的切削热， 如果不及时散热，会使机床受热不均而产生热变形， 这个热变形就成为影响工件加工精度的一个重要因素， 因此机床应配置循环冷却系统， 带走切削热量， 并在结构上有良好的隔热措施。实验表明， 干式切削理想的条件应该是在高速切削条件下进行， 这样可以减少传到工件、刀具和机床上的热量。干切削时产生的切屑是干燥的， 这样可以尽可能的将干切削机床设计成立轴和倾斜式床身。工作台上的倾斜盖板用绝热材料制成， 在机床上配置过滤系统排出灰尘， 对机床主要部位进行隔离。

现在切削加工已朝着高速、超高速方向发展， 高速切削机床的发展给干切削的实现创造了良好的条件， 对于精密切削机床， 可在机床上装上监控系统， 以检测切削区域的温度变化、切削力的变化以及刀具的磨损， 并配以机床补偿装置。

3.结束语

总之， 绿色加工业已是世界工业发展的潮流， 它必将随着人类可持续发展战略的提出和经济全球化的趋势， 显示出它的优势。因为追求生存环境的质量已是人类共同的价值趋向， 绿色加工业作为符合人类这一价值趋向的新兴工艺前景广阔， 做好绿色制造工艺的产、学、研已成为当务之急。

【参考文献】

[1]王珺，张文学.绿色制造工艺技术在机械加工中的应用[J].现代商贸工业，2003（06）.

[2]林建华.现代机械加工技术与应用[J].中国高新技术企业，2008（02）.