农机制造中的绿色加工工艺技术分析探究

张鹏举

(河南建筑职业技术学院，郑州 450064)

0 引言

在我国经济发展新形势下，农业生产获得快速发展，机械化作为现代农业的关键组成部分，农机设备是实现机械化作业的物质支撑，但是农机设备在加工制造中，其产生的粉尘、废水以及噪音会对环境带来一定程度的污染，而这种粗放式的加工生产模式，也不利于制造企业升级转型。绿色加工技术属于一种环保型技术，其通过技术创新降低加工行为对环境造成的破坏，有助于行业的生态化转型，对提升农机制造水平和降低资源能耗具有现实价值和积极意义。

1 研究背景

随着我国科学技术快速发展，我国已经成为世界制造类大国，在农业生产机械化背景下，市场对农机设备的需求量也持续增加，带动了农机制造行业的发展，经过多年的研究和创新，我国农机制造水平获得显著提升，在制造精度和质量方面达到了西方发达国家的水平。但是在农机制造中，受到传统思维、加工技术等因素的影响，会对环境带来一定程度的污染，例如在制造加工中产生的废水、废渣以及噪音，都会给环境带来影响，危害人们身体健康。在此背景下，绿色加工成为公众和社会关注的热点[1]。

绿色生产是一种全新的思想和理念，绿色加工工艺主要是指利用先进的技术手段对机械零件进行加工，避免有毒液体、有毒气体、噪声以及电磁辐射对人体带来危害，实现生产与环境协同发展。随着我国提出构建生态型社会这一理念后，大量的清洁、绿色加工技术不断涌现，在农机制造领域获得广泛应用，为行业发展转型注入了生机[2]。

2 优势分析

2.1 节约成本

在以往农机生产制造过程中需要投入一定的人力成本和物力成本，应用绿色加工工艺可以起到节约成本的作用，例如一些新型工艺可以对加工工序进行整合，减少加工人员数量，起到节约人力成本的作用；绿色加工技术不需要使用磨削液，可以节约磨削液的成本[3]。

2.2 生态环保

生态环保是绿色加工技术最为显著的特点，在农机制造中，绿色加工技术不会对环境造成污染，可以起到保护环境、减少污染的作用，例如在应用干式磨削技术中，不会产生噪音和废渣，不仅可以优化生产环境，也不会对附近的环境造成污染。

2.3 工艺创新

我国是世界制造大国，机械制造水平不断提升，应用绿色加工技术有助于推动行业工艺创新，以创新为驱动力实现行业发展转型，有助于提升我国在世界上的竞争力，促使农业机械加工水平不断提升[4]。

3 技术应用

3.1 干式切削

干式切削在不使用切削液的情况下完成加工，避免了切削液对环境带来的污染，具有显著的环保特色，其具有以下特点：第一，生产清洁化，降低切削液对附近水源的污染；第二，节约生产成本、简化生产设备，避免对切削液进行无害处理的成生消耗；第三，切屑更加清洁、便于回收利用，符合循环经济理念。在应用干式切削中，对材料特性、加工精度、机床性能以及刀具性能具有一定的要求，为了保证加工工作有序开展，企业要对工艺系统创新改造，营造适合、清洁的生产环境[5]。

刀具作为应用干式切削技术的要点，其主要要求为：第一，刀具的几何角度和截面形状要符合要求，保证摩擦力和切削力最小；第二，刀具涂层材料和本身材料要具备一定的耐高温能力，在快速切削中避免高温对加工精度带来负面影响；第三，刀具结构要满足高速切削的要求，刀具断裂韧性和强度良好，确保加工过程安全可靠。随着各种新型刀具的涌现，其性能更加突出，在加工过程中，需要对切削用量和刀具材料进行科学选择，避免加工摩擦力过大。当前应用于干式切削的主要刀具材料为PCD、CBN、PCBN、金属陶瓷、陶瓷以及硬质合金等[6]。

切削机床是干式切削的主要硬件支撑，要求刚性良好、进给速度合理、主轴转速高，可以快速、高精度地完成切削加工。在应用干式切削中，需要处理好机床性能问题：第一，快速散热，由于在高速运转中，刀具和材料、机床运行会产生大量热能，如果没有及时将热能排除，则会影响加工进度，甚至导致机床由于受热而产生变形，因此，机床应具有较强的散热能力，配备冷气循环系统，可以通过循环散热的方式带走热能，在关键部位安装温度传感器，对机床温度和加工区温度变化进行动态监测，便于及时处理；第二，切屑排出，在干式切削中会产生大量切屑，由于运转速度较快，如果不能及时将切屑排出则会对环境带来一定程度的影响，因此，在机床设计中，可安装过滤系统和排放系统，对产生的切屑及时抽出和过滤，为后续的回收利用奠定基础。

3.2 干式磨削

干式磨削属于一种综合性技术，其集超高速磨削和超硬磨料为一体，在快速加工方面具有较为显著的优势，主要应用于轴类零件制造。在实际应用中，采用人造金刚石或者薄层CBN为工具，配以超高速数控机床，是当前最为先进的加工技术之一。干式磨削具有良好的生产效能和环保性能，应用优势为：第一，可以一次性完成沟槽、台肩、纹理、曲面、锥面以及外圆等外形加工，能够简化生产环节，在金属类材料加工中，还可以将磨、车工序合并，保证加工精度和生产效率，起到降低资源和节约成本的作用，与以往的加工工艺比较，能够降低加工行为对环境的污染；第二，在磨削过程中可以快速散热，避免温度对加工精度带来负面影响，甚至能够进行冷态加工，降低废品率、提升加工精度，并且不需要使用磨削液，避免对环境造成污染；第三，干式磨削在高速转运中完成加工活动，由于机床转速较高，可以避免工件出现形变，降低噪音和振动对环境的污染，具有优化生产环境的作用；第四，工件和砂轮之间的接触面积较小，可以降低二者之间的摩擦力，与以往的磨削工艺相比较，能够延长砂轮使用年限，同时，在数控机床的支撑下，砂轮安装更加简便和快速，可显著提升生产效能[7]。

在应用干式磨削技术中，需先建立砂轮磨损、磨削效率以及磨削力模型，对磨削原理进行实验研究，进而掌握工件完整性、磨削比、比磨削能、磨削效率以及磨削温度的变化规律。

强冷风干式磨削技术属于一种新型技术，其建立在干式磨削技术基础上，在机床运行中，通过施加强冷风带走加工所产生的热量，在强冷风作用下，能够摆脱对磨削液的依赖，避免过量使用磨削液而影响生态环境。强冷风干式磨削技术利用低温空气进行辅助生产，完全取代了磨削液的作用，是实现绿色生产和清洁生产的关键，产生的磨屑还能够集中存放，便于二次回收利用。而使用的CBN砂轮可以降低砂轮磨损程度，起到节约生产成本的作用。

4 结语

总而言之，在我国经济发展新形势下，市场对农产品的需求量也持续增加，带动了农业生产的快速发展。机械化目前已经成为农业生产的主要方向，农机设备作为机械化作业的硬件支撑，在农机制造中，以往的加工工艺会对环境带来不同程度的影响，而应用新型清洁、绿色、环保加工工艺，能够确保工件加工精度，避免加工行为对环境造成污染，对促进行业的稳定以及可持续发展具有现实意义。

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