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基于绿色制造理念下的机械制造工艺单兴东

发表时间：2020/11/24 来源：《基层建设》2020年第22期作者：单兴东

[导读] 摘要：机械制造业使用的资源和能源是比较多的一个行业，这就需要大量的资源与能源来维持发展，使行业内能正常运行。

        中国航发哈尔滨东安发动机有限公司黑龙江省哈尔滨市 150060
        摘要：机械制造业使用的资源和能源是比较多的一个行业，这就需要大量的资源与能源来维持发展，使行业内能正常运行。除此之外，机械制造业所需的生产成本也不低，而且在生产的过程中会产生污染的气体以及污水，造成环境的污染。因此，在现代工业技术快速发展的背景下，要想提高机械制造行业的生产水平与竞争力，就要颠覆过去的发展理念，在绿色制造理念的指导下，实现绿色生产，减少资源、能源的消耗，还能减少污染物的排放，与追求绿色发展的社会相适应，进一步实现机械制造业的长久发展。
        关键词：绿色制造理念；机械制造工艺；干切削
        引言
        传统的机械加工制造不但需要消耗大量的资源，而且能源的用量也比较大，加工过程中产生的“三废”对自然生态环境造成严重的污染和破坏，这与可持续发展的理想相违背。而绿色制造工艺以降低能源、资源的总体消耗量和保护环境为目标。因此，可在机械加工制造中对绿色制造工艺进行合理应用。
        1 绿色制造工艺
        绿色制造是一项非常先进的技术工艺，其最终目的是降低能源和资源的总体消耗量，并最大限度地减轻对自然生态环境的污染和破坏。正因如此，使得绿色制造得到越来越广泛的关注。绿色制造工艺主要包括以下三个方面的内容，即节约资源、节约能源、保护环境。
        1.1节约资源型绿色制造工艺
        机械加工过程中的资源主要为各种材料，而节约资源型的绿色制造工艺能够在机械加工中有效减少材料的消耗量，随着材料消耗量的减少，机械加工时消耗的能源会随之降低，废弃物的产量也会有所减少，从而可以实现节能、环保的目标。不仅如此，还能为机械加工制造企业带来巨大的经济效益。
        1.2节能型绿色制造工艺
        现阶段，机械加工基本上都是通过各种机床来完成，机床的运行需要以能源作为驱动力，随着产能的增加，使得机械加工制造过程中的能耗随之增大。节约能源型的绿色制造工艺能够在保证机械加工效率的基础上，最大限度地降低能源的使用量和损耗量，从而实现节能降耗的目标。在传统的机械制造中，损耗的能源非常多，比如燃料燃烧时产生的热能，由于无法被回收利用，不但造成能源白白浪费，还使环境遭到污染。而节能型绿色制造工艺的应用，则可使这一问题得到有效解决。
        1.3保护环境型绿色制造工艺
        环境是人类赖以生存的基础，如果环境遭到严重的破坏，则会对人类社会的持续发展带来影响。所以保护环境尤为必要。然而，在传统的机械加工制造中，除了会产生大量的有害物质之外，还伴有噪声污染。保护环境型的绿色制造工艺能够在机械加工时，将有害物质的产生量降至最低程度，并且部分物质可以回收再利用，噪声也随之降低。
        2干式切削加工中的冷却技术
        干切削归属于清洁型绿色制造工艺的范畴，整个加工过程不使用切削液，该工艺对环境的污染可以降至最低程度，并且还能使设备结构得到精简，在提高生产效率的基础上，能够减少成本支出，可为机械加工制造企业带来巨大的经济效益。干切削包括干式车削、铣削等，其中干式车削在有色金属、合金等材料的加工中表现非常优异。由于干切削不使用切削液，刀具与工件之间为干磨状态，从而使得该工艺对刀具的耐磨性以及耐热性提出较高的要求，为确保加工的顺利进行，必须对刀具进行优选，这是该工艺应用中需要重点注意的问题。
        由于干式切削不使用切削液，所以必须选择合理可行的冷却方式。可供选择的冷却技术有以下几种：液氮冷却、静电冷却、气体射流冷却。

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        2.1液氮冷却技术
        在机械加工中，对液氮冷却技术进行应用时，可以选择的方式有两种，一种是直接冷却，即将液氮直接喷射到刀具或是工件的表面，另一种是间接冷却，即将液氮集中喷射到机械加工区域内。液氮不仅具有冷却的作用，还能起到一定的润滑效果，并且液氮会自然挥发到空气中，不会产生残留，对环境无污染，是干式加工中比较理想的冷却方式。
        2.2静电冷却技术
        静电冷却技术主要是利用相应的冷却装置，在干式切削加工中，向加工区域内吹入绝缘的空气，从而改变切削区域的环境，由此除了能够达到降温冷却的效果之外，还能在刀具与工件之间形成氧化膜，进而起到润滑的作用。
        2.3气体射流冷却技术
        气体射流冷却是在干式切削加工的过程中，利用相应的设备将带有压力的气体，以射流冲击的方式作用于加工区域，以此来达到冷却的效果，这种冷却技术能够减少润滑剂的用量。冷风冷却是气体射流冷却中较为实用的技术之一，它以温度较低的空气作为冷却和润滑介质，通过该冷却方式的应用，可以提高工件的表面粗糙度，并且能够降低刀具表面的损伤程度。此外，二氧化碳也是一种绿色的干式切削冷却介质，在切削过程中没有二氧化碳气体排出，不会加剧温室效应。上述三种冷却技术各具优点，在具体的机械加工制造中，可以结合实际情况进行合理选用。
        3 绿色制造在机械制造工艺的应用方法
        3.1材料消耗的分析
        材料消耗要遵循以下几点原则：1）要充分重视加工材料消耗方面，机械加工领域中，要从根本上消除所存在的材料浪费问题，可以大大提升材料的利用率。在有效保证资源不会出现严重浪费的情况下，要在加工之后进行材料利用的方向分析，各种实体材料都要做好跟踪管理，对于加工工艺中所存在的材料浪费严重的情况要进行有效的分析，尽量避免在后续加工中存在浪费严重的情况。2）辅助材料的消耗方面，比如，一线工人的劳保用品、安装和运输中一些必要的材料。这些方面都必须要加强监督管理，以有效地减少耗材的损失。3）全面提升整体的材料利用率，具体就是对哪些易损材料要加强管理和控制。积极回收相应的材料，能够进行加工与管理，可以根据加工的需要购置专用基床，实现专业的加工与制造，以提升加工效率，通过使用CAM 技术模拟加工过程，及时发现造成材料浪费的环节，并加以控制。采取必要措施来防护基床零部件，以延长其使用寿命。4）加强设备的防护处理，避免因故障检修而造成资源的浪费。
        3.2坚守绿色制造理念
        机械制造业要想获得长久的发展，就要与社会的发展相适应。在社会经济的发展过程中，要求实现绿色发展，所以机械制造业也应当坚守绿色制造的发展理念。在机械的生产以及管理上，要尽量降低机械制造生产所排放出来的污染物，提高原材料的利用率，减少环境污染以及对资源、能源的消耗。从而构建机械制造行业的新工艺体系，落实贯彻绿色发展的要求。除此之外，在机械生产的过程中，要以绿色发展理念为基础，然后再进一步向标准化与规范化迈进。对于机械生产各个环节，要进行切实、科学的调整。通过以上的方法，使绿色制造理念能够在机械制造行业中得到切实的落实。
        结束语
        在绿色制造理念基础下的机械生产工艺能够有效地实现资源的有效利用，不仅能够降低生产成本，还能减少对能源的消耗，重要的是减少了对环境的破坏，对环境的保护是具有积极意义的。因此，坚守绿色的发展理念势在必行，也应该进一步深入研发绿色生产的工艺以及材料，为绿色发展提供不竭的动力。
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