绿色机械加工的特点及其发展应用分析

邝树炳

摘要：随着我国工业的不断发展，制造业特别是机械加工行业中的环境污染以及能源浪费现象越来越少突出。本文对绿色机械加工的含义进行了详细的分析，并对绿色机械加工的特点以及未来发展趋势做了全面的阐述。

关键字： 绿色机械加工 切削液环境保护

1. 绿色机械加工的含义

从上世纪七十年代起，全球工业制造行业飞速发展，从而导致了世界范围内的环境问题日益突出，工业化带来的环境破坏与环境污染给全球的环境保护带来严峻挑战。从另一方面来讲，工业生产消耗了大量的地球资源，特别是对于不可再生资源的消耗浪费使人类的可持续发展面临着巨大的考验。对于机械加工行业而言，由于其自身直接消耗自然资源并且产生加工废物，因此如何使机械加工更加清洁高效也成为人们越来越重视的一项课题。因此，绿色机械加工这一概念也被顺理成章的提了出来。绿色机械加工与传统机械加工相比具有三大优点。首先，相对于传统机械加工来讲，绿色机械加工的资源利用率明显提高，绿色机械加工需做到程序精简、能源利用高效；其次，绿色机械加工注重对环境的保护，绿色机械加工尽量避免使用切削液等对环境污染较强的污染源；再次，绿色机械加工对人体健康危害较小，传统机械加工过程较容易形成对人体有害的烟雾、粉尘以及噪声，这些污染源会对人体的呼吸系统、听力系统等造成严重的伤害，而绿色机械加工方式力求最大限度的减小这些危害。

由于环境污染日益严重，世界各个国家都提出了相应的环境保护及治理措施，但这些都是一些治标措施，不能从根本上解决问题。采用绿色机械加工方式对于环境保护来讲是一项治本措施，它能够从根本上解决一系列环境污染与破坏的问题，使得资源利用率更高，环境的受污染程度大大降低并且人类自身健康也可以得到很好地保证。

2. 绿色机械加工的特点分析

当今绿色机械加工方式主要有两种，分别为自然绿色机械加工方式以及辅助绿色机械加工方式，而辅助绿色机械加工方式又分为射流加工以及喷雾加工两种。下面我们主要对这几种加工方式的特点进行分析。

2.1自然绿色机械加工技术

自然绿色机械加工是指完全利用自然条件对机械加工进行处理，不用其他人为手段进行冷却，我们通常采用的绿色机械加工方式为干切削加工。对于干切削技术来讲，国外运用该项技术更加普遍，德国的制造行业采用这一技术的企业已经占到了百分之二十。然而，由于干切削技术在进行机械加工时不采用切削液，所以相应的冷却润滑等工序需要特殊处理。另外，在采用干切削技术时，零件的温度上升十分迅速，刀具的使用寿命变短同时导致加工出的零件质量变差。所以，要想优化干切削技术存在的这些弊端，需要对整个机械加工过程进行改良，主要包括对切削刀具的改良以及对机床工件的工艺质量的提高。另外，由于干切削在加工过程中没有切削液，也造成了一定程度的粉尘污染，这些粉尘污染也会对操作者的身体健康带来极大的危害。

2.2辅助绿色机械加工技术

所谓的辅助绿色机械加工技术与自然绿色机械加工相对，它采用润滑油等介质对加工过程进行润滑以及降温。从介质不同的角度讲，主要分为喷雾加工和射流加工。

（1）喷雾加工

喷雾加工的原理是通过高压设备将雾状的介质喷射到需要切削的部位上，以此对零部件进行润滑和冷却。由于高压喷雾自身的优越性，雾状介质可以良好的与切削区域相结合，从而大大提高了切削液的渗透性并且使切削过程中的摩擦力以及摩擦产生的热能降到最低。

（2）射流加工

射流加工指的是通过将冷却介质喷射到机械零件加工表面使得机械加工区域得到润滑以及冷却。根据冷却介质的不同，射流加工还分为气体射流加工以及液体射流加工。

对于气体射流加工技术来讲，他的冷却介质采用气态的形式，常用气态冷却介质主要为氮气或者空气。当采用氮气射流加工工艺时，将液氮喷射到机械加工表面，通过液氮气化吸热的特性达到冷却降温的作用。由于大气中含有大量的氮气，因此对液氮的制备比较方便而且成本比较低。当冷却完毕后气态氮气可以直接排放到大气中，不会给大气产生任何污染。采用空气作为冷却介质原理相似，通过液态空气的气化来对机械加工表面进行冷却，成本比较低而且不对环境造成任何危害。

对于液体射流加工技术来讲，他是在传统浇筑冷却技术的基础上进行改进并采用集中冷却的方式对机械加工区域进行润滑与冷却。当今应用比较成熟的液体射流加工技术为最佳流量润滑技术，对于液体喷射的流量由相应的机械控制系统进行智能控制，所使用润滑油中的切削液含量比较低并且使用完毕后容易挥发，这不仅极好的保护了环境同时也大大降低了处理成本。

3. 绿色机械加工的发展应用

当今绿色机械加工技术正在朝着智能化集成化以及柔性化的方向发展。绿色机械加工技术要实现资源消耗最少以及环境污染最小的目标，就要求绿色机械加工技术需要采用智能控制方式，对机械加工过程中冷却介质的用量以及处理区域进行过程控制，以此提高生产效率以及材料利用率，同时减少或者消除环境污染。其次，绿色机械加工技术还需要实现集成化，即通过网络通信等技术对生产过程中的设备管理系统、质量控制系统以及物能资源系统等进行互聯集成，实现生产运营的整体集成化。对于绿色机械加工技术的应用，是当今机械加工领域的一个方向。当今主要应用的领域多在击机床加工生产以及铸件锻造等金属制造领域。绿色机械加工技术的应用会受到行业中其他技术发展水平的影响，相信随着我国工业生产领域水平的不断提高，绿色机械加工的应用会越来越广泛。

4.结论

虽然绿色机械加工技术相对于传统机械加工方法来讲，无论在经济效益还是环境保护方面都具有比较明显的优势，但是绿色机械加工发展还不是很完善，有很大的提升空间。但是随着我国工业技术的不断发展，我们完全有理由相信绿色机械加工技术会随着自身的完善而获得更加广泛的应用。

5.参考文献

[1] 刘兴复，刘志峰，李钢．绿色设计与绿色制造［M］．北京：机械工业出版社，1999．

[2] 刘志峰． 干式加工—绿色制造工艺的应用研究［J］．机电一体化，1999．

[3] 白培康， 朱江淼． 快速成型与快速制造技术［M］．北京：国际工业出版社，2002．