浅谈机械加工制造中的绿色制造工艺

摘 要：当今社会，机械加工制造业造成的环境污染问题愈发严重。为了响应“节能减排”的号召，使用绿色制造工艺已经成为了我国机械加工制造行业的发展趋势。本文以绿色制造工艺为研究对象，先对绿色制造工艺进行了简单的介绍，然后重点介绍了绿色制造工艺在机械加工制造中的一些具体的应用，希望能为机械加工制造行业的可持续发展提供一定的借鉴意义。

关键词：绿色制造工艺；机械加工；干式切削技术

随着社会的飞速发展，机械加工制造行业也在不断的发展和突破。傳统的机械制造工艺，在加工的过程中会产生大量的废弃物，而这些废弃物严重污染了人们的生活环境，对地球的生态平衡造成了巨大的破坏，加速了全球环境的恶化速度。因此，企业应当尽快调整自身的产业结构，摒弃原有的制造工艺，引入绿色制造工艺，并加大绿色制造工艺技术的发展力度。

1 绿色制造工艺概述

绿色制造工艺是以传统制造工艺作为基础，结合对控制技术、材料科学、表面技术等新技术的使用，所研究制造出的新型制造工艺。使用绿色制造工艺的目的是实现对资源的合理利用、降低能源成本、降低对环境的污染。按照这三种目的，可将绿色制造工艺在技术上分为三类：节约资源型工艺技术、节省能源型工艺技术、环保型工艺技术。节约资源型工艺技术指的是在生产时对工艺系统的构成进行简化，并对原材料的消耗量加以节省。可以用优化设计、减少零件数量、降低零件重量等方法来提高原材料的利用率，从而达到减少材料消耗的效果。节省能源型工艺技术指的是降低能量在生产过程中的损耗量的工艺技术，目前的低能耗工艺所采用的主要办法有降耗法和减磨法。而环保型工艺技术指的是利用一些特定的工艺技术，尽可能的减少或消除在生产过程产生的废渣、废气、废液等有害物质。

2 绿色制造工艺技术在机械加工制造中的应用

2.1 干式加工技术

干式加工技术，是指不需要使用冷却润滑液就能进行加工的一种绿色制造工艺技术。干式加工技术的类型有很多种，如干铣削、干车削、干式齿轮加工、干钻削、干式螺纹加工等技术，都属于干式加工技术。从原理上来看，干式加工技术并不算新颖，其原理在生产工作中的应用时间已经非常久远，如铸铁的干削及干铣工艺。但是从内涵上看，干式加工技术和以往的加工技术存在着很大的区别，因为这里所说的干式加工技术已经不只是局限于对铸铁材料的加工，而是在机械加工制造过程中对所有类型的材料的、都引入干式加工。当前阶段，干式加工还处于刚刚兴起的阶段，技术还没有完全成熟，应用范围也相对较小[1]。目前，干式加工技术在美国的制造业中应用较为广泛，而在欧洲地区，也有将近一半的企业使用了干式加工技术。

2.2 机床技术

在干式加工的过程中，受到切削的部位很容易产生热量，若不及时对其进行散热处理，机床就会由受热不均衡导致变形，而变形机床的加工精度会降低很多。因此，机床必须配备循环冷却系统，来分散切削时产生的大量热量，并起到良好的隔热作用。相关的实验表明，在高速切削的状态下进行干式切削，能够减少机床、刀具、工件等物体所产生的热量。由于用干式切削方式产生的切屑同样非常干燥，因此技术人员应事先将用于干式切削的机床设计成倾斜式的床身，并使用有隔热效果的材料来制作机床的倾斜盖板。另外，技术人员还要在机床上设置相应的过滤系统，以便于对加工时产生的灰尘进行排除，使机床的重要部位能够被单独隔离。科技的发展带动了机床技术的发展，而机床技术则为干式切削技术提供了良好的条件。

2.3 低温切削技术

低温切削技术是一种非常高端的绿色制造工艺，一般会在难度较大的材料加工过程中使用。例如高锰钢的加工制造、钛合金的加工制造、淬硬钢的加工制造过程，都需要使用低温切削技术。在对这类材料进行加工时，需要额外配置一部分低温冷风装置，如氮气流装置、间接冷却装置等等。但这些装置的造价非常昂贵，这给低温切削技术的发展带来了很大的限制。目前，一些发达国家对低温切削技术的研究已经较为成熟，且这些国家的机械加工企业已经将低温切削技术大规模的应用在了企业的加工流程中，尤其是日本的机械加工企业，几乎全都引入了低温切削技术。我国对于低温切削技术的研究也正走向深入化，相信在不久的将来，我国的机械加工企业也会实现对低温切削技术的大规模引入。

2.4 干式切削技术

对于机械加工制造工作而言，想要实现干式切削技术的大规模使用，很大程度上需要由工件的材料来决定。超硬合金是最难进行干式切削的工艺材料，其次是钢材料，而铸铁则是最容易进行干式切削的工艺材料。以铝合金为例，铝合金在机械加工的过程中所产生的切屑很容易和刀具产生“咬焊”式的粘连，而高速干式切削技术就能轻松解决这个问题。有关实验表明，在干式切削的过程中，大约95%至98%的切削热量都传送给了切屑，而切屑和刀具前面接触部分则会出现局部熔化现象，有效的提高了铝合金的表面质量及加工精度，从而降低产生的能耗，节约了资源和成本[2]。需要注意的是，为了减少高温状态下工件与刀具材料之间的粘结，要对工件和刀具材料进行合理的搭配，在对干削方式进行研究的同时，还要积极的寻找和研究新的干削方式，更好的达到绿色制造的要求。

3 总结

总而言之，绿色制造工艺作为一种近年来新兴发展出来的技术，仍具有很大的提升空间，相关技术人员应不断采用最新的科学技术，来对绿色制造工艺进行优化和改进。目前，人们对生活环境和生活质量越来越重视，绿色制造的理念早已深入人心，倡导绿色制造已经成为了社会发展的必然趋势。企业应当高度重视对绿色制造工艺的使用，从而实现机械加工制造行业的可持续发展。

参考文献：

[1]杨德峰.浅谈绿色制造技术在机械制造领域的应用[J].山东工业技术，2016，（01）：23.

[2]余亚洲.绿色制造工艺在机械加工中的应用[J].黑龙江科技信息，2017，（06）：17.

作者简介：赵翔（1986-），男，江苏泗洪人，本科，机械制造工艺专业。