机械加工中绿色制造工艺技术的运用分析

2014-10-28任国生重庆起重机厂有限责任公司重庆400052

中国科技纵横 2014年19期

任国生(重庆起重机厂有限责任公司,重庆 400052)

机械加工中绿色制造工艺技术的运用分析

任国生(重庆起重机厂有限责任公司,重庆 400052)

当前我国的经济发展取得的瞩目成绩,有赖于制造业在其中所起的作用,机械加工在我国的制造业发展中占有重要的比例,它对于促进我国的经济发展有着重要的推动作用。但是机械加工在发展成长的过程中也给我国的环境造成了比较严重的污染,在能源的耗费上也较为严重,怎样解决这一问题成了机械加工行业发展的重要课题。本文主要就当前我国的机械加工绿色制造工艺技术的运用进行深入的研究,希望能够通过这一研究对机械加工领域的发展起到一定的促进作用。

机械加工绿色制造工艺技术

当前机械加工业的发展,对环境造成的污染问题已经愈来愈严重,通过绿色制造的相关工艺技术的应用能够对这一问题得到有效解决,从而达到保护环境的目的。在近些年的可持续发展理念的支撑下,绿色发展不断的实现新的突破,在制造业的发展中绿色制造工艺技术也有了很大的进步,这对制造行业的持久发展奠定了良好的基础,在节约能源方面也取得了很大的成果。

1 绿色制造工艺技术的基本概述

1.1 绿色制造工艺技术的涵义

关于绿色制造工艺主要是从传统的工艺技术基础上发展而来的,再通过材料科学以及控制技术等对资源进行合理科学的利用,从而来对环境的污染降到最低[1]。在机械加工制造中的绿色制造技术所涵盖的内容是多方面的,首先是减少对物料资源的消耗技术,对可再生能源以及清洁能源的使用技术,降低消耗技术,还有就是对废弃物再生和利用的技术,对有害废气物以及排放物减少的技术,这些技术的综合性运用就能够达到绿色制造工艺的技术标准。

1.2 绿色制造工艺技术的特点分析

和传统的机械制造工艺技术相比较而言,绿色制造工艺技术有着自身的显著特点,这一技术是在可持续发展的理念基础上得到发展的,并以此为目的[2]。我国的环境保护以及资源的节约意识在不断的加强,这也通过绿色制造工艺技术的发展能够得到充分的体现,它在和传统的制造工艺相结合的情况下,通过可持续发展的理念进行指导,从而有效的对传统的工艺技术的不足进行了突破,最大化的减少了对环境的污染,在资源上也得到了节约。

2 机械加工中的影响因素分析及优化

2.1 机械加工中的影响因素

在机械加工中的影响因素是多样化的,其中工艺参数对资源消耗和环境产生的影响比较重要。工艺参数有切削的速度以及进给量和切削的深度等,他们对于切削的工艺规程比较的重要,例如切削制造这一环节,当所输入的工艺参数不同的时候其切削的快慢和深度也是不同的。

还有就是绿色制造工艺路线对于制造资源的消耗和环境也会产生影响,由于绿色工艺路线的不同,在制造资源、环境污染方面也会存在着一定的差异,工艺的方法不同,制造的机理也会有所不同,同时在物料以及能量的消耗方面也会因为工艺的方法、技术的完善程度而存在一定的差异[3]。机床的动态优化调整对于制造的资源消耗和环境也会造成影响,由于工艺的方法和机床之间是多对多的关系,对同一零件安排在不同的机床上进行加工,由于组合方式不同,对于能量的消耗总量也会不同,对于环境的影响程度也有着很大的差别。

2.2 机械加工中绿色制造工艺技术的优化

机械制造的过程是对资源造成浪费以及对环境造成影响的最为主要的因素,对其制造的过程进行优化能够有效的降低资源的消耗以及对环境的污染。对于绿色制造的工艺参数进行优化,这是比较重要的一个技术,通过对零件制造的加工工艺的参数进行优化从而达到物料的最低消耗目的,对工艺参数进行优化基本都是针对制造加工的工艺而言的,这样能够使制造的过程优化的有效运行[4]。

在工艺路线方面进行优化,是对工艺设计的合理性进行确定的关键,这也是最为困难的一个环节,要能够建立一种绿色制造工艺的路线决策模型,从而有效的减少废弃物的排放以及污染,减少资源的消耗。最后就是对多工件多机床节能型调度进行优化,采取优化机床对零件进行加工,充分的利用现有的设备。

3 绿色制造工艺技术在机械加工中的具体运用

按照节约的工艺技术能够将绿色制造工艺技术应用在少无切削加工技术以及新型特种加工技术和干式加工技术这几个重要的方面。在机械加工过程中,绿色制造工艺技术最为主要的是在切削以及磨削方面,通过干磨削以及干切削这一方法来实行加工的,对于这一方法的应用是能够在所有的材料加工中进行实施的。

首先从干切削的方面来看,这一加工的方法比较多样,例如干钻削、干铣削、齿轮干式加工、干车削等等。其中应用最多的是干车削。在具体的加工过程中,对丝杠进行加工的时候,要先在软的工件上加工出螺纹,然后再将带有螺纹的工件淬硬,从而便于逐件的精磨,这样加工一根丝杠就需要将近一百七十个小时,为了能够在实际的生产效率上得到有效的提高,就采取了PCBN刀具来进行旋风铣削加工,这样就大大的提高了金属切除率加工的时间效率提高了将近一百倍[5]。而在干磨削的加工过程中,采用了比较有效的强冷风磨削,它主要就是通过冷热交换器将压缩空气通过液氮冷却到零下一百一十摄氏度,在通过喷嘴喷到磨削的点上,在压缩低温的情况下,工件的变形就相对较小。经过CBN砂轮强冷风磨削技术的应用下,磨削的效率也得到了很大程度上的提高。

另外就是绿色清洁表面技术的应用,这一技术在实际的机械加工过程中已经得到了广泛的应用,在汽车零部件和刀具的表面清洁有着很有效的作用。优质的清洁表面技术有离子束辅助镀膜技术以及新型的节能表面涂装,这两种技术对于传统的清洁表面技术有着很大的突破,能够在清洁的表面上工作更为方便,节省大量的材料,对所清洁的零部件的耐腐蚀性也在很大的程度上得到了提高,对于清洁仪器的使用时限得到了延长。

在风冷却切削技术方面的应用是把从空气供应源在除湿器将水分除去之后,进入空气的冷却器冷却到零下三十摄氏度的时候,经过绝热管在通过风嘴把冷风输送到切削的部位,然后再向加工点喷上少量的无害植物油,这样能够达到防锈以及起到润滑的作用。另外就是在风嘴的对面设有集尘装置可以通过这一装置进行对风尘和废屑加以收集,再通过过滤器把切屑进行过滤掉。

绿色制造工艺技术在机械加工供热的工艺中也能够得到应用,供热的过程中会产生废气,这对于大自然会造成一定的污染,通过对各种的脱水器上安装能够自动调节的阀门,再采取新的技术进行安装新的蒸汽控制的装置,对各种技术进行综合性的应用,从而能够使得蒸汽得到有效的控制,从而达到能量消耗的减少以及利用率的提高。绿色制造工艺技术在这一过程中的应用主要是从对能源的节约为出发点的,这样对于环境的保护也起到了很大的作用。