綠色機械加工的現狀與發展趨勢

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摘要：機械工業作為國民經濟中的基礎行業，綠色機械加工作為節能減排的出發點，其對于提高資源利用率具有特殊效用。綠色機械加工已經由傳統的理念向著具體的實施過程發展，逐步成為降低經濟成本并減少污染物排放的必由之路。文章從綠色機械加工的現狀出發，詳細分析了其發展的未來趨勢。

關鍵詞：綠色機械；加工現狀；發展趨勢

近年來，綠色機械加工日漸成為提升能源消耗、節約生產成本、減少排放污染的重要手段，對于綠色機械加工技術的關注度也逐步提升，我國針對此領域也投入了相當一部分的人力資源、物質資源以及經濟能力，為拓展相關節能技術的研發以及產業化規模的拓展。在綠色機械加工領域，我國的整體水平與工業持續進步的現實需求仍舊存在一定差距。本文從綠色機械加工的現狀入手，分析了相關技術的未來趨勢。

1綠色機械加工的內涵

機械加工居于國民經濟的根本，其占有了相當部分的經濟指標，我國以傳統的制造業為主，呈現出投入成本較高、能源消耗較大、污染程度較高、實際收益較低的生產特征[1]。在綜合能耗、污染物排放等環節與發達國家差距較大，因此，開展針對綠色機械加工的相關研究，能夠大力推動機械工業的未來發展，構建友好可持續發展的社會環境。綠色機械加工的內涵是，機械加工進行中，推動其中每個環節最大限度的實現優質低耗以及高效清潔的目的。綠色機械加工主要代表了綠色制，相對于傳統機械加工，綠色加工能夠改善一系列的弊端。首先能夠大大提高資源的利用效率，原有的機械加工具備繁瑣的程序，這就大大浪費了材料與時間；其次，大大降低了對于環境的破壞程度，傳統技術的切削工藝對于生態環境造成巨大破壞，綠色加工減少了環境的污染，有助于對于原有環境的保持；此外，綠色加工也最大程度的減小了機械加工中的化學成分排放，這也減輕了對于人體的損害，從根本上形成了環境的有力保護。

2綠色機械加工的現狀

2.1干切削工藝

綠色機械加工的現狀是指在開展機械加工的過程中，僅僅使用自然冷卻的唯一手段，并不使用其它介質。目前的技術主要以干切削為主，干切削廣泛應用于國外的制造業，德國大部分企業均采用干切削技術，美國公司開發的陶瓷與刀具來進行對于鋼鐵材料的干切削工藝，其大規模投入生產并取得實際效益。歐洲公司的閘輪和零件生產也利用干切削實行加工，干切削主要使用能夠高速切削的刀具來進行加工[2]。干切削需要使用切削液來進行對于工藝的潤滑與冷卻，切削力的增加造成切削溫度的迅速上升，加快了刀具的磨損程度，這就導致刀具的耐用度大大降低，這同時影響了加工的實際質量。要想使干切削工藝能夠一定時間內形成與濕加工相同的效果，甚至超過其實際質量，就必須對于整個系統展開綜合考慮并選擇相應舉措，大力消除加工的弊端。同時，不可忽視的是干切削進行中出現的粉塵排放，這將會對生產者的健康產生巨大傷害，排放粒子被加工者吸入，會造成嚴重后果，所以，盡管干切削作為重要的綠色機械加工工藝，但其應用不夠廣泛，干切削的其他研究也在進行中。

2.2輔助加工

輔助綠色機械加工是把能產生冷卻效果的介質在切削進行的區域輸入，引起冷卻以及潤滑效果的出現。依據現有的介質形態，可以劃分為射流和噴霧兩種加工工藝。其中，射流加工是指將冷卻的介質借助壓力以及速度輸送到所進行切削的區域中，為其進行潤滑加工。根據輔助工藝所利用的相關介質大致可以劃分為，液體與氣體的射流加工。液體加工表現為澆注冷卻，運用集中代替分散冷卻潤滑，大幅度的提高冷卻液的壽命[3]。進而改善機械加工的原有質量，針對廢水集中處理，來減少廢水處理量。

3綠色機械加工的發展趨勢

根據綠色加工技術的現狀以及國家工業化的技術要求，可以預測，在未來綠色加工的發展將以節約能耗、降低環境承載力、減輕量化、提高零件壽命材入手，大體發展趨勢可總結為如下幾個方面。

3.1集約化生產

綠色機械加工以最少的資源能耗來降低環境的污染水平，其加工技術立足于整個社會的綜合考慮，針對形式各異的零部件與設備材料經過整合分析，通過進行冷卻介質、加工參數的優化處理，來選擇適宜的方案，幫助加工時間得到縮短，整體效益得到提升，實現零污染的環境效益，最大化的降低加工的成本，即對于整個企業與社會的綜合成本，從整體的系統觀念出發，來綜合衡量全方位的影響因素，為追求社會的整體優化助力。由于綠色機械加工的過程不僅僅是個體孤立的加工，作為綜合考慮其他要素的集成工藝，其主要通過一系列的網絡以及相關的數據庫將諸如綠色設計、質量保證、物能資源等系統實現互聯，為綠色機械加工中的信息交互與數據共享提供動力，從而促使其融入整個集成系統，為進行科學決策提供建議。

3.2綜合化加工

通過網絡可將各種系統相互連接，幫助加工的每個步驟充分考慮機械加工整個周期中所涵蓋的因素，例如質量效果、成本估計、進度安排、環境需要、資源控制等，其中并行的特質表現的尤為明顯。綠色機械加工必須基于市場的實際需求以及對于外界變化的動態反應，這對于加工多樣化的零件大有幫助，因而針對底層應注重柔性加工，借助不同類型材料及工件，運用不同設備來實現不同方法的加工，降低機械加工的綜合成本。綠色機械加工日益從零散化走向一體化，近年來，關于綠色加工的研究大多集中在面向輕量化的節能出發、基于再制造以及資源可拆卸回收的方法等，與此相適應的出現許多關于綠色加工的支持軟件。未來的綠色機械加工方法逐步向著集簡化數量、環保節能、拆解便捷、綠色材料等要求出發，選擇能夠滿足綠色材料，制造機械規劃、延長產品周期等目標的綜合加工方向發展，為預測機械產品制造與研發，從資源化著手來改善各環節的綠色機械加工程度。

3.3持續深入環保理念

綠色機械加工始終堅持減少材料浪費、提高資源利用率、減少污染排放等環保領域出發，秉承著基礎機械工藝的永恒發展主題。伴隨材料在加工中的選擇得到不斷發展，其基礎加工工藝也同裝備以期發生巨大的變革。從圍繞節能減排出發，以銑代磨的機械加工工藝、以成形替代切削等機械工藝，內高壓的液力成形、凈成型、干切削等工藝不斷涌現。目前，從整體上看，我國相關企業還需要加強針對綠色機械加工制造的基礎理論研究，大大提高對機械加工基礎的共性技術的資本投入，為形成相對完善的機械加工標準體系構建一系列的評價指標，進而有效幫助國際節能減排事業實現大力發展，不斷提升加工實際效率，真正推動國際機械工業自動化的可持續發展。

總而言之，隨著世界發達國家對于綠色機械加工技術的日益重視，我國在相關領域也不斷投入資金、人力來開展技術研發，為推動綠色機械加工的產業化提供基礎。當代的綠色機械加工已經突破了傳統的理論層面，向著提高資源綜合利用的精細化趨勢發展，其機械加工手段的多樣化以及生產能效的優化，有助于大大提高能耗較低的機械產品，逐步成為推動綠色機械加工不斷發展的展新趨勢。原有的粗放機械加工模式已嚴重不適應當前的形勢，綠色加工技術的發展為當今提出更高的要求，相關企業要牢牢抓住機遇，為培育嶄新的增長點做努力，為推動構建環境資源集約型的工業社會助力。

作者:夏穎怡 單位:南機電職業技術學院

參考文獻

[1]汪勁松，段廣洪，李方義，等.基于產品生命周期的綠色制造技術研究現狀與展望[J].計算機集成制造系統，2009，5（4）：1-8.

[2]任家隆.切削中綠色射流冷卻工藝的研究[J].中國機械工程，2000，11（7）：738-740.

[3]劉飛.綠色制造的研究現狀與發展趨勢[J].中國機械工程，2011，13（3）：23-25.