绿色制造的新型机械制造工艺技术

刘俊杰

摘要：现阶段，伴随着社会经济的迅速发展，经济、环境和资源三者的关系越来越紧密，传统的机械制造工艺技术因其在节能、环保方面不太理想，对生态环境造成破坏以及浪费能源的问题日渐凸显，已经不能满足当前可持续发展的要求。越来越多的机械制造企业开始重视可持续发展的理念，逐渐开始在机械制造过程中推行绿色制造工艺技术，极大地改善了机械制造过程中污染环境和浪费能源的问题。本文以绿色制造工艺的概念及其应用的必要性作为切入点，重点介绍绿色制造工艺和具体应用，供相关技术人员参考。

Abstract： At the present stage， with the rapid development of social economy， the relationship among economy， environment and resources is becoming more and more close. The traditional mechanical manufacturing technology has been unable to meet the current requirements of sustainable development because of its unsatisfactory energy saving and environmental protection， the ecological environment damage and waste of energy. More and more machinery manufacturing enterprises begin to attach importance to the concept of sustainable development， and gradually begin to implement green manufacturing technology in the process of mechanical manufacturing， which greatly improves the problem of environmental pollution and energy waste in the process of mechanical manufacturing. In this paper， the concept of green manufacturing process and the necessity of its application as a starting point， focusing on the introduction of green manufacturing technology and specific applications， for the reference of relevant technical personnel.

關键词：绿色制造;新型机械制造;工艺技术

Key words： green manufacturing;new mechanical manufacturing;process technology

中图分类号：TH16                                        文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2020）22-0104-03

1  绿色制造工艺概念和必要性

1.1 绿色制造工艺概念

绿色制造工艺是在传统机械加工工艺的基础上不断优化发展而来的，其目的是为了合理地利用资源，降低能源的消耗和减轻环境污染问题。绿色制造工艺有效地结合了材料科学、环境工程以及控制工程等多方面的工艺技术和理论。绿色制造工艺一般情况下可分为三种类型：低物耗工艺、低能耗工艺和环保型工艺。

低能耗绿色工艺，一般情况下也称作节省能源型技术。现阶段，社会的迅速发展对能源的需求非常大，同时各类矿产资源也在不断被消耗，逐年减少。这就需要机械制造企业合理推进绿色制造工艺，改进传统的加工工艺，实现节约能耗和资源的目的。并加大资金投入，适当引进先进的设备和加工技术，最大限度地提高能源利用率。

传统机械加工产生大量的污染气体，不仅污染环境，而且浪费能源。而环保绿色制造工艺可以有效地减少污染气体的排放，从而达到保护环境的目的。

1.2 绿色制造工艺在机械加工应用中的必要性

对于传统的机械加工来说，不仅需要消耗大量的人力、物力、能源，而且存在加工时效长，效率低等问题。随着科学技术不断发展，传统的机械加工工艺的弊端逐渐暴露，尤其是在环境污染、能源消耗等方面。因此机械制造企业为了促进企业的可持续发展，逐渐在加工制造过程中融入生态环保理念，合理应用绿色制造工艺，不仅可以很好的实现机械加工，很大程度上也可以降低机械加工过程中对生态环境的影响，并提高资源利用率，保护我们赖以生存的地球，平衡经济发展和环境保护间的关系。

2  基于绿色制造的新型机械制造工艺

2.1 资源节约型工艺

随着科技进步，新型的机械制造工艺和技术也在不断创新和发展，工程塑料和冷挤压成形技术已经广泛应用于机械制造领域中，该技术的应用使得机械部件不必进行复杂的加工，直接就可以成型。该技术的应用不仅有利于节省资源和能源的消耗，而且还在一定程度上缩短了机械制造周期，节省了大量的人力、物力和财力。冷挤压成形技术来说，可广泛应用于机械制造中的台阶轴、齿轮花键、端面爪齿件以及孔类零件的加工中，相对于传统加工工艺，不仅可以节省30%以上的成本，还能节省大量的原材料和能源消耗。除此之外，传统的机械制造利用毛坯加工技术，不仅浪费大量的材料和人力，而且制造效果相对较差。现阶段，在绿色制造的理念下，机械制造中对于毛坯的加工一般采取集中化处理方式，有效的提高了毛坯制作的质量和效率。对于毛坯切削来说，选用高速切削工艺，可有效提高切割精度和效率。

2.2 降低能耗型工艺

机械制造企业，作为高能耗型企业，在进行生产制造期间，需要利用非常多的金属材料以及煤炭、电力等能源。随着世界范围内矿产资源的逐年递减，矿产资源的成本不断升高，因此机械制造业的成本压力也越来越大。这就需要全面贯彻绿色制造的理念，深入研究和应用机械加工的降低能耗工艺。

现阶段，常用的绿色制造工艺的方式有应用新能源、管理节能等形式。对于新能源的应用来说，包括将太阳能、潮汐能和风能等清洁能源广泛应用于机械制造过程中。对于管理节能来说，其目的是系统地管理机械制造过程中的能源消耗情况，从而实现降低能耗的目的。通过合理管理设备，有效减少设备故障，减少设备在高能耗状态下的工作时间，同时应用节能技术，并对传统的加工制造技术进行优化，最大程度地提高设备加工效率和能源利用率。除此之外，还要合理使用润滑剂，并对润滑剂加以改进，从而实现降低设备能耗高的问题。机械制造企业要融入节能环保的理念，研发、应用性能好、环保节能的润滑剂。不仅可以有效降低机械设备的能耗，提高机械设备的加工效率和能源利用率，还有利于延长设备使用年限，有利于企业经济效益的提高。最后，机械制造型企业还要重视对润滑系统的改造。现阶段，最为常用的工藝润滑系统是混合式MQL系统，在绿色节能环保的理念下，合理改进润滑系统还可以动态调整加工情况，对节约能源和减少污染具有重要价值。

2.3 生态环保型工艺

传统的机械制造工艺会对我们的生态环境产生不同程度的污染，所以要合理融入绿色制造的环保理念，有效降低机械制造对生态环境造成的影响，同时提高能源和原材料利用率，促进企业的可持续发展和人与自然的和谐共处。

首先，要合理改进燃烧方式和能源结构，对煤炭进行去硫处理，合理应用太阳能、天然气等清洁能源。除此之外，还可以利用集中供热的方式实现对老城区和产业基地的改造;其次，机械制造过程中会产生很多工业废水，工业废水的治理难度大、成本高，为了有效处理工业废水，机械制造型企业必须从工业废水的源头进行管控，利用洗涤废水和电镀废水处理技术，实现对工业废水的绿色处理;最后，加强对材料的管理，传统的材料并不节能环保，极易对生态环境产生影响。因此机械制造企业必须要合理选择生态环保材料，最大限度地保障生态环境。对于选择材料来说，可以选择贝氏体钢、低渗马氏体钢和低渗碳性钢等。同时在节约材料的前提下，还要考虑机械制造产品的性能，例如贝氏体钢的强度、韧性相对较高，可以在淬火工艺应用，不但可以提高机械的使用寿命，还有利于降低生产成本，提高企业的经济效益。除此之外，对机械制造来说，作为系统性工程，在各个生产阶段都会产生污染问题，包括光污染、热污染、噪音污染等，机械制造型企业必须加强对绿色工艺技术的深入研究，最大限度地保障人与自然的和谐共处。

3  绿色制造工艺在机械加工中具体应用

3.1 干式切削工艺

对于干式切削工艺来说，一般情况下不使用切削液，从而有效减少环境污染。在机械制造行业中，应用干式切削技术与加工的材料有直接关系，对于合金等硬性材料来说，该技术处理相对比较困难;但对于铸铁来说，利用该技术极易完成加工。研究发现，在干式切削过程中，有95%以上的切削热量在切削中消耗，这样可以有效提高材料加工的精度，有利于节约材料和能源。但应注意的是，在使用该技术时，尽可能地不要在高温环境中施工，因为会出现加工材料和切削刀具粘连的现象，同时应根据实际加工材料选择最佳刀具和工件。

3.2 低温切削工艺

低温切削工艺作为高级绿色制造工艺，一般情况下，广泛应用于难度相对较大的材料加工过程中，例如高锰钢、钛合金等。应用低温切削技术时，需配备低温冷风装置。现阶段，在美国、日本等发达国家的低温切削技术发展已经十分成熟，非常多的机械制造企业已经大范围应用该技术，尤其是日本机械制造企业。

3.3 机床技术

在进行机械制造加工期间，使用干式切削技术可以实现节能环保，但极易在切削处产生大量的热量，如果散热不及时，机床就会出现变形，无法保障施工的准确性。所以要合理配备机床冷却系统，不仅要实现隔热，而且还要及时将产生的切削热量进行分散。研究发现，在进行高速切削时，干式切削可以有效降低切削热量，因此可以选择将机床床身设计成倾斜或立轴式，特别是机床工作台倾斜盖板的材料的应具有隔热性。除此之外，还要在机床上安置过滤系统，及时清理灰尘和垃圾，有效保护机床关键部位。随着科技迅猛发展，机床切削工艺技术有了很大改善，高速切削机床技术也逐渐应用于机械制造中。

4  结语

综上所述，相对于传统的机械制造工艺技术而言，绿色制造工艺作为现代化科学技术发展的产物，在能耗、环保、可持续发展等方面均比传统机械制造工艺要好很多，绿色制造工艺技术在机械制造过程中的合理应用是科学发展和可持续发展的必然需求。所以，对于机械制造企业而言，一定要重视对绿色制造工艺技术的合理运用以及运用中的要点，最大限度地发挥绿色制造工艺技术的优势。在保证机械产品质量、制造效率和安全的同时，有利于机械制造过程中的节约能源和保护环境。除此之外，随着科学技术的发展，对于机械制造企业来说，也要不断的深入研究绿色制造工艺技术，不断地更新和优化技术，提高绿色工艺技术水平，促进机械制造行业的可持续发展。

参考文献：

[1]唐建勇，胡凌峰，李宏业.绿色工艺技术在机械制造中的应用[J].黑龙江科学，2018（1）：74-75.

[2]刘斌，丁卫华.绿色制造工艺技术在机械加工中的应用分析[J].科技创新导报，2018（24）：70-75.

[3]谢伟东，常新平.机械加工制造中的绿色制造工艺[J].山东工业技术，2018（5）：233-236.

[4]孙乐维.机械加工中绿色制造工艺技术的应用分析[J].时代农机，2018（1）：97-106.