基于绿色制造的新型机械制造工艺及装备技术研究

周天武 杨慧丽

摘 要：绿色制造是环境保护，节约资源和能量，实现生态工业和社会可持续发展的一种途径。为了实现绿色制造的目的，就必须解决传统制造技术中资源能源耗费大、环境污染严重的问题，探索新型的绿色制造工艺。

关键词：绿色制造；新型的；制造工艺

中图分类号：TH16 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）21-0098-02

Abstract： Green manufacturing is a way to protect the environment， save resources and energy， and realize the sustainable development of ecological industry and society. In order to achieve the purpose of green manufacturing， it is necessary to solve the problems of large resource and energy consumption and serious environmental pollution in traditional manufacturing technology， and explore a new type of green manufacturing process.

Keywords： green manufacturing； new type； manufacturing process

1 概述

我國是制造业大国，制造业就是将社会上的资源以及能源通过各种外加工，制造出一些适合人类使用的物件的产业。我国目前制造业在实际制造过程中消耗了大量的自然资源并且造成了严重的浪费，这对自然界的破坏极大，对环境造成了严重的污染[1]。对于这种情况，人类开始考虑、研发了一种新型的可持续发展的制造模式，即绿色制造。制造模式及满足特征变迁如图1所示。

绿色制造的提出与传统相比，减少了环境的污染，并且对自然界的资源得到了很好的利用，没有造成严重的浪费，而且在绿色制造模式下的指导，为各个制造企业创造了更大的经济效益。因此一些专家认为，绿色制造的应用可以从根本上解决制造业环境污染的问题，绿色制造体现了人类的可持续发展[2]。

2 理论概述

2.1 机械加工工艺规划的基础概念

机械加工过程就是原料放入工作台，再通过对其的进一步加工。在生产出成品的这段时间中，主要是工人借助一些专业的工具，通过各种方式让其运用在产品的生产线上，然后就能通过已经设计好的程序将其制作成工业产品。工艺规划就是对产品进行再创造，通过一些必要的设计让产品能够变得更加美观大方，无论是否有准备，都要对产品的设计进行有目标的规划。

2.2 绿色制造技术各阶段的主要模式

想要合理的利用资源进行产品的制作，还要能够回收再利用，就是能源资源可以循环利用，避免对环境的污染等一系列严重的环境问题。第一，材料选用上应选择绿色材料。选用绿色材料的主要原因还是对环境进行保护，在选材上肯定会侧重既环保又实用的类型。这样可以让产品变得更加能够接近现在社会上的主流，一切以环境问题为主，生产生活要以不破坏环境为主要条件。第二，产品设计时选择绿色设计模式。首先产品结构要简单化与产品的可拆卸性；其次在设计产品时，就需要提前全面考虑到，如果产品报废，如何做到合理回收提高资源的利用效率，尽最大可能，使零部件能够得到合理的循环使用，以及充分发挥原材料的使用价值，多层次利用这便是回收再利用设计的关键之处。最后充分考虑产品运输时的方便性和安全性，可以有效节约成本提高产品效益。第三，绿色加工工艺是加工工艺设计时的优先选择，绿色加工工艺的合理利用能有效提高原材料的利用率和减少对我国生态环境的破坏。第四，管理上使用绿色管理模式。国家要出台相关的法规，条文和质量标准，对企业提出明确的绿色加工生产准则，为企业提供明确的生产规范。还要多开设专家讨论会与企业深入讨论研究绿色低碳环保的生产模式。为企业提供，理论技术指导和实验，各企业也要根据自身生产情况开发出可行性高可操作性强的绿色加工工艺并在生产中不断改进完善[3]。

3 机械加工工艺过程绿色制造的方法

3.1 材料消耗的分析

对材料消耗提出几点建议：一是对加工材料的消耗，在机械加工行业中，可以从根源上改善加工材料浪费严重的问题，从而提高原材料的利用率。在考虑如何节省原材料时，主要从加工后材料的去向进行分析，主要包括制成成品件实体的材料，工艺品质造成的材料损耗以及其他原因造成的损耗三方面进行考虑。二是对辅助材料的消耗，例如，工人需要的劳保鞋，手套，安装和运输制件时需要的材料包装等会造成材料消耗。在这些方面也应该注重对材料的管理，提高相关耗材的利用效率。三是提高材料的利用率，主要体现在提高常用易损件的表面硬度，进行表面处理工艺，提升耐磨性能；使用可回收材料；根据实际加工需要，考虑购置专用加工机床，避免小材大用，加速机床的耗损；利用CAM技术模拟加工过程，找到容易造成浪费的环节；保障机床零部件的使用寿命；三是对机加工设备的保护。四是节约加工中消耗的能源。

3.2 避免机加工对环境造成的污染

机械加工中以及后期，会产生大量的废料、废气、废液以及噪声污染。

4 影响工艺规划的因素及应对方法

考虑到加工条件的限制，以及加工过程中对材料的消耗，环境的影响等因素，要选择最优的加工工艺。一是选择合适的工艺参数；二是制定合理的工艺路线；三是机床的调整和选用。

机械加工难免会产生大量的加工废料，在传统的加工方式上，尽管已经进行了多种因素的综合考虑，但是还是会难以避免的产生很多废品，对环境造成较大的污染，因此提出了绿色制造工艺过程。绿色制造工艺过程的优点在于进一步优化加工过程的加工工艺，进一步减少材料的浪费，降低能源的消耗，将废弃物排放降至最低。

5 工艺规划中对机床设备进行优化的方法

（1）利用高速干切削技术来对机床进行改造。

（2）在MQL技术的基础上对机床进行改造。

（3）对绿色的刀具进行研究。

a.对刀具的消耗量进行减少。选择更加适合生产刀具的材料和刀具上的涂层的物质；让刀具的刃数增多，让刀具的刀片变得更小。

b.把废旧的硬质合金刀片重新进行使用。

c.小切削力刀具。

（4）对高速干切削和准干切削技术的刀具进行研究

a.找出和干切削加工相配合的材料。使用新的材料进行刀具研制，能快、准、狠的进行工作，促进刀具在切削工作中的使用。

b.对刀具的涂层材料进行研究。尽可能多的在刀具上，进行涂抹，让这个防热的效果达到一个最佳的状态，可以使用不同的材质进行涂层，这样出来的效果会更好，让这个刀具更好的发挥出自己的作用来。在刀具上进行一个软的涂层是一个发展的方向，其次使用一些新科技，研制出一个新的涂层材料，既可以更好的发挥出隔热的功能，还能有一个润滑的作用。

c.对刀具的形状进行调整。主要是减少刀具和实物之间接触的面积，促进刀具切割的作用。比如刀具的切头可以设置成螺旋的。

6 结束语

随着机加工行业的普及，零件制造中的许多问题逐步凸显出来。绿色制造技术即是针对这些问题提出来的。它顺应了当前政策以及环境的发展方向。绿色制造加工技术在传统的加工技术基础上，综合了更多方面的因素，建立在对工艺，加工手段的改进方面上，具有更多的加工优势。文章通过对传统加工方式的简单介绍，提出了绿色加工工艺规程的制定，通过对加工中涉及的各个因素综合考虑，充分论述了绿色加工工艺规程的优势和提高绿色加工的有效途径。绿色制造技术符合现在我国保护环境的基本国策，对于企业生产制造，提高经济效益的意义重大。

参考文献：

[1]刘光复，刘志峰，李钢.绿色设计与绿色制造[M].机械工业出版社，1999.

[2]陈志伟.先进制造技术与可持续发展战略[J].常州师范专科学校学报，2003（04）.

[3]陈超，周福章，李力千.机械工业中的绿色制造技术[J].机械制造，2000.