綠色制造技術(shù)在生產(chǎn)制造中的應(yīng)用

李新林

摘要：綠色制造是現(xiàn)代化的一張制造模式，隨著人們的環(huán)保理念越來越強(qiáng)，制造業(yè)也朝著綠色環(huán)保的方向發(fā)展。綠色制造技術(shù)不僅考慮到對資源環(huán)境進(jìn)行有效的利用，還考慮了對環(huán)境的影響，綠色制造技術(shù)在機(jī)械生產(chǎn)制造過程中的目的就是為了在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸以及銷售使用的整個(gè)過程中貫徹環(huán)保的理念，以提高對資源的利用效率，降低對環(huán)境的污染和危害。綠色制造技術(shù)的優(yōu)勢使得它在機(jī)械生產(chǎn)過程中的地位越來越重要，本文淺述了綠色制造技術(shù)的相關(guān)概念及其在生產(chǎn)制造過程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：綠色制造;機(jī)械生產(chǎn);應(yīng)用

一、機(jī)械制造的現(xiàn)狀及綠色制造技術(shù)的概念

（一）機(jī)械生產(chǎn)制造行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著制造行業(yè)的不斷深入發(fā)展，可再生資源的利用率也逐漸增加，給人們的生活帶來很大的危機(jī)。當(dāng)前生產(chǎn)制造企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀也面臨了很大的困境，例如環(huán)境的污染比較嚴(yán)重，資源的匱乏和枯竭，導(dǎo)致生產(chǎn)制造企業(yè)的發(fā)展受到很大的阻礙。例如，機(jī)械生產(chǎn)加工是一個(gè)典型的生產(chǎn)制造行業(yè)分支，由于制造過程中需要多種鐵、銅等金屬，而這些金屬資源在我們的利用過程中變得越來越少，對機(jī)械生產(chǎn)而言是一個(gè)很大的危機(jī)，同時(shí)，由于生產(chǎn)過程中產(chǎn)生很多廢棄物，對環(huán)境造成不可恢復(fù)的毀滅，也影響了人類的生產(chǎn)生活環(huán)境。為了不斷推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展理念，對資源進(jìn)行有效合理地利用，降低生產(chǎn)成本以及對環(huán)境造成的污染，加強(qiáng)綠色環(huán)保的生產(chǎn)勢在必行。綠色制造技術(shù)可以降低能耗，提高環(huán)保指數(shù)，在生產(chǎn)過程中占據(jù)越來越重要的地位。

（二）綠色制造技術(shù)的概念

綠色制造技術(shù)主要有三種，即低物耗、低能耗、低廢棄物的綠色制造技術(shù)。

第一，低物耗綠色制造技術(shù)是從設(shè)計(jì)和工藝兩個(gè)方面著手的工藝，在設(shè)計(jì)方面，材料上使用的是更易加工、能耗較低、污染較少的綠色原材料、新型的刀具材料，并且還減少了機(jī)械的零件數(shù)量和重量，使得原材料的利用率被大大提高。而在工藝方面，綠色制造技術(shù)可以優(yōu)化毛坯制造技術(shù)、下料技術(shù)、少無切屑加工技術(shù)等，以便減少原材料的消耗率。此外，綠色制造技術(shù)還重視對機(jī)械制造產(chǎn)品廢棄后的回收利用效率，使得傳統(tǒng)的開放式物料運(yùn)行變成了閉環(huán)式。

第二，低廢棄物的綠色制造技術(shù)。當(dāng)前，很多機(jī)械制造采用的加工方式都是去除模式，不僅對資源的浪費(fèi)程度高，而且會產(chǎn)生很大的環(huán)境污染。綠色制造中的低廢棄物制造技術(shù)通過一定的工藝技術(shù)，來減少或者完全消除生產(chǎn)過程中的各種廢棄物，如廢液、廢氣、廢渣等。此外，由于機(jī)械制造很容易造成各種污染，例如大氣污染、水污染、噪聲污染、輻射污染等，大氣污染和水污染是最主要的兩種污染模式，通過低廢棄物的綠色制造技術(shù)，可以改變節(jié)能結(jié)構(gòu)和燃燒方式，進(jìn)行集中供熱，最終降低空氣污染。

第三，低能耗的綠色制造技術(shù)。低能耗的綠色制造技術(shù)指的是在生產(chǎn)過程中通過新的工藝降低能力損耗的一種技術(shù)。隨著全球礦物資源的不斷減少，節(jié)能在當(dāng)今社會顯得迫在眉睫。機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)通過技術(shù)的改造和工藝改造，不斷研發(fā)新的技術(shù)和工藝，能不斷提高能源的利用效率，再如，企業(yè)還可以不斷加強(qiáng)對綠色環(huán)保生產(chǎn)設(shè)備的開發(fā)，減少傳統(tǒng)機(jī)床的使用率，從而優(yōu)化機(jī)床結(jié)構(gòu)，提高具體的性能。低能耗的綠色制造技術(shù)開發(fā)也包括開發(fā)利用可再生的新能源，如太陽能、天然氣、地?zé)崮艿取?/p>

二、綠色制造技術(shù)在生產(chǎn)制造中的應(yīng)用

綠色制造技術(shù)，一方面是為了節(jié)約資源，另一方面是為了保護(hù)環(huán)境，兩者都十分重要。在機(jī)械生產(chǎn)加工中，綠色制造技術(shù)主要應(yīng)用在三個(gè)方面。下圖表示的是綠色制造技術(shù)的主要應(yīng)用內(nèi)容。

在機(jī)械生產(chǎn)加工中，傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝主要是通過車削、銑削、磨削等方式來進(jìn)行具體的加工，而綠色制造技術(shù)在切削和磨削上利用干切削和干磨削的方法進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)加工。干式加工指的是在加工過程匯總不采用切削液的一種工藝，可以得到?jīng)]有經(jīng)過污染的切屑，可以節(jié)省一部分成本。

綠色制造技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面。

（一）干切削和干磨削技術(shù)

干車削、干銑削、干式齒輪加工等，都是屬于干切削的范圍，干車削是干切削研究得比較多的一種技術(shù)，干切削技術(shù)在很多材料生產(chǎn)加工中都有比較廣泛的應(yīng)用，尤其是對有色金屬及其合金的加工。干切削生產(chǎn)時(shí)常常會產(chǎn)生比較高的溫度，因此對刀具的耐熱性和耐磨性有較高的要求，為了保證切削的效果，用于切削的機(jī)床在運(yùn)行時(shí)的速度應(yīng)該配有排屑裝置，并且速度要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。但是干切削也有一定的問題，如在對鋼材尤其是高強(qiáng)度鋼進(jìn)行干切削時(shí)，容易出現(xiàn)刀具磨損的情況，因此對刀具的要求很高，容易增加成本，而且由于排屑時(shí)溫度很高，鐵屑難以控制，容易排屑困難。

傳統(tǒng)的磨削加工技術(shù)，會產(chǎn)生比較嚴(yán)重的環(huán)境問題，如油氣、煙霧等，而且磨削液的后期處理成本也比較高，因此，干磨削是應(yīng)運(yùn)而生的一種綠色制造技術(shù)。強(qiáng)冷風(fēng)磨削是當(dāng)前比較有效且利用率較高的一種干磨削加工方式，這種方式的原理是通過熱交換器和液氮將壓縮的空氣冷卻到-110°C，然后噴到機(jī)械的磨削點(diǎn)上，由于壓縮的空氣溫度非常低，因此在磨削點(diǎn)上比較容易出現(xiàn)火花，生產(chǎn)的工件不容易出現(xiàn)變形，在實(shí)際的應(yīng)用中比較廣泛。目前，干磨削主要采用的是采用CBN砂輪，這種生產(chǎn)器具的磨削比約為30000，在具體的加工過程紅在那個(gè)幾乎不會對生產(chǎn)工具帶來太大的磨損，也不會出現(xiàn)砂輪的磨粉，有利于進(jìn)行再次回收，并且在加工過程中也不用磨削液，干式磨削的效率也更高。

干式加工是比較常用的一種綠色加工模式，并不是簡單地將切削液或者磨削液取消就可以，也關(guān)聯(lián)到其他的方面，如刀具、機(jī)床等。

（二）干加工機(jī)床和刀具

在進(jìn)行干切削和干磨削加工時(shí)，由于會產(chǎn)生大量的熱量，對機(jī)床的外形會有很大的影響，從而會影響加工的精度。為了避免由于大量的熱量對機(jī)床帶來影響，在機(jī)床選擇方面需要選擇適合先進(jìn)工藝的機(jī)床。在進(jìn)行干切削加工時(shí)，會產(chǎn)生大量的切削熱，會直接影響機(jī)床外形，影響加工精度。實(shí)驗(yàn)表明，干式切削需要在高速切削條件下進(jìn)行，可以減少傳到刀具、機(jī)床上的熱量。為了能促進(jìn)熱量的散發(fā)，新的機(jī)床結(jié)構(gòu)應(yīng)該是對稱的，在機(jī)床上應(yīng)該配置循環(huán)冷卻系統(tǒng)和隔熱設(shè)備，為了能夠?qū)崿F(xiàn)順利地排屑，機(jī)床應(yīng)該設(shè)計(jì)成立軸、傾斜式或V字形，而且不應(yīng)該有妨礙排屑的部件，機(jī)床的底座和防護(hù)設(shè)計(jì)要考慮到鐵屑的順利排出。此外，在對刀具進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該要滿足干切削技術(shù)對斷屑和排屑的要求，提高切屑折斷能力以及控制切屑流動方向的能力。

（三）對工件的加工技術(shù)

在機(jī)械加工中，要利用新型的干式加工技術(shù)進(jìn)行加工生產(chǎn)，工件材料是一個(gè)很關(guān)鍵的因素。

這個(gè)圖表中，X表示難于進(jìn)行干切削操作，可以看出，超硬合金進(jìn)行干切削的難度最大，其次是剛，鑄鐵是最容易進(jìn)行干切削的材料。鋁合金加工時(shí)產(chǎn)生的鐵屑容易與刀具發(fā)生粘連，高速干切削的方法可以解決這種問題。為了減少在高溫條件下刀具和工件之間的粘連情況，需要注意刀具和工件之間的搭配，同時(shí)，也可以利用硬車、激光輔助切削等方法度抗拉強(qiáng)度很高，不適合進(jìn)行磨削加工的零件進(jìn)行加工。

（四）綠色制造技術(shù)在卷煙生產(chǎn)中的應(yīng)用

卷煙生產(chǎn)中也要不斷應(yīng)用綠色制造技術(shù)，在卷煙生產(chǎn)中，可以利用綠色的生產(chǎn)技術(shù)，加強(qiáng)對除塵排氣能量的回收以及鍋爐煙氣余熱的回收，最終實(shí)現(xiàn)能源的二次利用，在深入推進(jìn)節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用和改進(jìn)時(shí)，也要加強(qiáng)對卷煙生產(chǎn)過程的精準(zhǔn)控制，比如在工房的制絲車間加強(qiáng)過程控制與監(jiān)控系統(tǒng)、車間中控系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)等系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對卷煙生產(chǎn)過程的數(shù)字化管理，實(shí)現(xiàn)能耗的控制。

結(jié)語

綠色制造技術(shù)成為加工生產(chǎn)行業(yè)的主要應(yīng)用工藝，隨著人們對資源的利用率加大，并且環(huán)境污染問題的加重，綠色制造越來越普及，綠色加工技術(shù)不僅能加強(qiáng)對環(huán)境的保護(hù)，還能有效地利用資源，促進(jìn)生產(chǎn)制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因此，綠色加工企業(yè)在生產(chǎn)制造過程中應(yīng)該加大推廣和不斷深入。

參考文獻(xiàn)

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