机械制造过程绿色制造技术探讨

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摘要：绿色制造技术也被称为环境意识制造技术，其最终目的在于进一步促进循环利用资源。文章首先概述了绿色制造技术，其次，深入探讨了绿色制造技术在机械制造过程中的应用，具有一定的参考价值。

关键词：机械制造；绿色制造技术；应用

1概述

我国机械制造业在近年来得到了较快的发展，也取得了一定的成就，已经成为了我国支柱性产业之一，但机械制造业也是用水用电大户，会排出大量的工业废水、废气、废物，一直以来都存在着低效率、高消耗的问题。据统计，我国机械制造业每年都会产生数以亿吨计的工业废水、废气、废物，造成了严重的污染，也消耗掉了大量的宝贵资源。在这种情况下，社会各界都亟盼在机械制造过程广泛应用绿色制造技术，为节能减排、营造和谐社会做出贡献。文章就机械制造过程绿色制造技术应用进行探讨。

2绿色制造技术概述

绿色制造技术是在传统制造技术的基础之上发展起来的，采用新型节能材料和先进制造技术来进行制造生产，使得制造出来的产品对环境污染小、成本低、质量高。

2.1绿色工艺

绿色制造的重要一环就是绿色工艺，清洁生产与绿色工艺紧密相关、密不可分；绿色工艺是指那些既能够降低环境影响，又能够保障产品质量的机械制造工艺技术；通常而言，绿色工艺有以下一些实现途径：（1）基于环境负荷的相对尺度来确定其影响自然资源、人体健康、生物多样性程度的评价；（2）对废物排放、自然资源利用，以及水体、土壤、空气可能造成影响的环境评价；（3）通过对原有设备和原有工艺机械改善来达到改变产品制造技术或者生产工艺的效果，将生态损坏、原材料消耗量、健康与安全风险、能源消耗、废物生量降低到最低程度。（4）将原材料、过渡产品在工艺过程中实现循环利用。

2.2绿色材料

绿色材料也被称为生态材料，是指在机械制造产品生产过程中选用那些对环境无害、无毒、噪声小、能耗低的材料，或者有一定的危害性，但是在应用一些相应措施之后就可消除或者减少的材料，具有较佳的环境兼容性。

2.3绿色包装

绿色包装指机械制造产品所采用的包装工艺、包装材料都务必要满足节能减排的要求。既要考虑到包装材料的可回收性、可降解性、成本，又要考虑到机械制造产品的质量优良、包装精美。在机械制造产品的包装阶段，要尽量选择节能环保、循环利用率高、耐用性强的高科技绿色材料，例如可以选择符合“3R1D”原则、可以自行降解、并且可多次循环利用的绿色包装材料。

3绿色制造技术在机械制造过程中的应用

3.1铸锻焊工艺绿色化

美国作为消失模铸造技术的发源，率先并领跑消失模铸造应用于工业生产，其产量己占世界产量的50%以上。随着工业技术的不断发展和创新，铝合金和黑色合金铸件的技术被美国、日本等发达国家发展的非常成熟了，并且己进入大批量生阶段。中国有26000多家铸造企业，消失模铸造企业仅100多家，中国铸件年产量己达2400多万t，消失模铸造产量仅仅20多万t。我国一汽轻型发动机用消失模铸造法生产的铝合金进气管，毛坯重由原来金属的3.39kg减少到2.84kg，机加工量减少30%，而且模具寿命提高了10倍。传统的铅锡焊料由于污染、抗蠕变性能差，已经完全不能满足电子工业对其可靠性、环境性能的要求。

3.2切削加工工艺绿色化

德国制造的加工中心中将有5%用气冷与润滑性涂层刀具相结合来取代浇注式冷却。但采用油基磨削液有一个缺点，那就是在加工过程中会产生烟雾，使工作环境发生变化而不利于生产，而且过多的使用磨削液会造成成本的增加。在各种加工方式中，其资源的使用量及污染量居于前列，要改善这种情况，可以采用干冻磨削方式来加工。针对单件小批量零件需求，德国开发出数控干切削加工铸型，用于零件制造。同时，在机床切削加工过程，切削液的使用、存贮、采购都需要专门的物流系统和技术，会消耗掉10％-15％的加工成本，而若不能正确处理和使用切削液，那么必将会污染环境，危害到操作人员的身心健康，针对这种情况，可以将原来那种有害健康、高污染、高成本的湿切削过程用微量润滑（MQL）技术、干切削技术来代替，进一步促进机械制造业的“绿色”。

3.3深孔钻削工艺绿色化

亚干式加工是控制环境污染源头的一项绿色制造工艺，它的优点是在切削的过程中没有污染，省去使用切削液造成的一切费用开支，大大的控制住了生产的成本。相对传统（湿式）深孔钻削中大量使用切削液进行冷却、润滑、排屑，造成环境污染和成本增加的问题，在整个制造过程中做到对环境的污染最小和对资源的利用率最高。湿式深孔钻削中的切削力比亚干式深孔钻削中的切削力略小，湿式深孔钻削的刀具磨损和加工表面粗糙度值与亚干式深孔钻削的差不多，能够获得比较好的刀具耐用度和内孔表面质量。亚干式深孔钻削中切削液颗粒容易进入刀具与已加工面的接触区，润滑及冷却效果良好，切削区温度较低，后刀面与已加工表面不易枯接，使两者之间的摩擦减小从而使已加工表面的粗糙度减小。

3.4绿色生态机床的应用

绿色生态机床是绿色机械制造技术的最新应用，它提出了一种全新的节能减排理念：降低使用机床时的能源消耗，并且减少机床的量，节省材料。据统计，为了确保机床的刚度，不得不占用80％的机床重量，而只有不到20%的机床重量用于对机床运动学进行满足。针对这种情况，应该从新材料、新结构两个方面来优化机床结构，降低机床的质量。新材料是指在机床制造材料中采用复合材料、陶瓷、人造花岗石（树脂混凝土）、碳素纤维等新材料，而新结构是指可以采用箱中箱结构机床、联机床等新型结构机床，能够让其具有热稳定性好、抗振性强、阻尼系数大等显著的优点。此外，要以产业化生产和先进技术为手段，以环保、优质、节能、高效为目标，以机械制造产品的全寿命周期设计管理为指导来开展废旧机床的再制造项目，充分回收利用废旧机床，这样一来，能够节约70％以上的材料，能够节约60％的能源消耗，生产成本仅为新品的50％左右。

作者:田炜 单位:呼伦贝尔学院

参考文献:

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[2]王永靖，刘飞，王琦峰.面向绿色制造的汽车制造企业信息系统及关键技术研究[J].中国机械工程，2009，19（07）：133-135.

[3]李聪波，刘飞，谭显春，等.基于协同效益的绿色制造技术实施顺序决策模型[J].系统工程与电子技术，2009，18（11）：109-113.