机械制造中的低碳制造理论与技术

王元芳 纪涛 程守宝 赵红军 刘平 李阳

【摘要】 机械制造中的低碳制造理论与技术的应用是目前机械制造行业的发展趋势，低碳制造理论与技术的使用不仅可以提升机械制造的生产效率，对于工艺流程以及部件优化也是大有帮助。本文从机械制造中的产品设计出发，对机械制造中的低碳技术如高速切削技术干切削技术与硬切削技术、先进润滑技术、先进的刀具技术进行了探究，希望为机械制造行业的发展提供积极借鉴和建议。

【关键词】 机械制造 低碳制造 理论与技术

低碳制造技术在机械制造中的应用主要包括产品的低碳设计环节、低碳生产环节、低碳能源开发环节，主要目标是实现机械产品制造的轻量化以及生态化发展，进而提升机械制造行业的经济效益和生态效益，从而促进机械制造行业的转型升级。众所周知，机械制造行业是一个高能耗的行业，在倡导低碳环保的今天，机械制造行业要想获得持续的发展，必须大力开发低碳生产和制造技术，减轻能源消耗和废弃物排放，促进机械制造行业生态效益的提升。

一、产品设计

1、轻量化设计。重量、性能、成本以及配套设备是机械制造过程中主要考虑的几个指标，也是衡量机械设备质量的重要参考标准。因此，轻量化设计原则主要是针对以上指标来进行的。轻量化设计原则的运用对于机械制造的益处主要体现在以下几个方面：首先，轻量化设计能够大大减少机械制造过程中原料的消耗，节约制造成本，减少碳排放量。同时，轻量化设计能够减少机械制造过程中产生的噪音，众所周知，噪音干扰是机械制造过程中一个比较棘手的问题，而轻量化原则的运用恰好弥补了这一缺陷。再次，轻量化设计能够优化产品性能，提升产品质量。

2、生态化设计。生态化设计主要遵循的原则如下：第一，生态化设计首先要满足机械制造的基本需求，满足产品性能设计的要求，使得产品能够尽可能丰富其功能；第二，生态化设计主要致力于减少机械制造过程中能源的消耗和浪费，减少废弃物的排放。生态化设计主要运用于化工、电子、交通以及机械产品设计等领域。生态化设计以其低能耗、绿色环保的特点已经在机械制造中得到运用。

二、制造技术

机械产品制造过程中，先进的加工技术的使用不仅可以优化产品性能、提升产品品质，也能够有效降低产品制造成本、增强机械制造行业的经济效益和生态效益，随着低碳制造技术的发展，机械制造行业也在转变其制造技术，优化生产制造技术。

1、高速切削技术。高速切削技术相比普通切削技术，其速度达到了普通技术的7到10倍。高速切削技术的应用能够有效提高零部件的运行速度，从而减轻零部件对于电能的消耗，这也是符合低碳原则的。传统的切削技术容易造成产品加工中精确度的受损，而高速切削技术则使得产品表面加工精确度得到提升，同时提升了产品的质量，能够显著的增加产品经济效益[1]。但是高速切削技术对于机床性能和结构的要求比较高，机械制造行业要想引入这一制造技术，需要在前期投入较多的成本，但是就制造过程的长远发展来看，企业可以获得更好的经济效益和生态效益。

2、干切削技术与硬切削技术。传统切削技术主要指的是通过切削液体添加量的改变来调节切削温度的低碳技术，通过对切削温度的控制，可以对加工强度进行控制。同时，在使用该项技术时，要注意对切削液进行均匀加入，稍有不慎，将对产品加工质量产生不良影响。而干切削技术与硬切削技术的应用则能够在不适用切削液的前提下，对切削的强度和面积进行控制，提升产品生产加工效率，优化工艺质量，因此，将干切削技术与硬切削技术作为低碳技术运用到机械制造中具有较大的发展空间。

3、先进润滑技术。随着干切削技术与硬切削技术的应用，虽然机械制造过程中避免了切削液的使用，但是也有可能出现切削过程中产品表面干涩、粗糙影响加工效果的状况，因此，润滑液的使用就十分必要润滑技术主要包括风冷润滑技术和微量润滑技术[2]。众所周知，切削液对于生态环境具有不良的影响，而润滑液对于生态环境的影响较小，因此，将润滑液代替切削液也是符合低碳原则的。

4、先进的刀具技术。刀具技术在机械制造过程中的运用是优化切削技术的必要辅助，先进刀具技术的使用可以大大提升切削效率，促进切削技术的进步。同时，新兴刀具技术的使用也大大提升了零部件的工作精度，大大减少了二氧化碳的排放，符合低碳制造的原则。在加工过程中，合理的走刀轨迹将大大提升加工过程中的精度，降低生产制造成本，增加机械制造行业的经济效益。从零部件的加工质量到加工效率，都涉及到了刀具的使用，因此，在机械制造过程中，也要对刀具的使用寿命进行延长。

三、结语

低碳产品设计作为机械制造的第一步，主要体现着轻量化设计以及生态化设计的原则，针对该原则，机械制造技术主要采用了高速切削技术、干切削技术与硬切削技术、先进润滑技术、先进的刀具技术。低碳制造理论和技术在机械制造中的应用不仅大大提升了机械制造的效率，还彰显了生态环保的可持续发展原则。

参 考 文 献

[1]刘献礼，陈涛.机械制造中的低碳制造理论与技术[J].哈尔滨理工大学学报，2011，01：1-8.

[2]缑玉峰.机械制造中的低碳制造理论与技术[J].硅谷，2013，20：7+175.