绿色制造技术在生产制造中的应用

李新林

摘要：绿色制造是现代化的一张制造模式，随着人们的环保理念越来越强，制造业也朝着绿色环保的方向发展。绿色制造技术不仅考虑到对资源环境进行有效的利用，还考虑了对环境的影响，绿色制造技术在机械生产制造过程中的目的就是为了在产品设计、制造、运输以及销售使用的整个过程中贯彻环保的理念，以提高对资源的利用效率，降低对环境的污染和危害。绿色制造技术的优势使得它在机械生产过程中的地位越来越重要，本文浅述了绿色制造技术的相关概念及其在生产制造过程中的应用。

关键词：绿色制造;机械生产;应用

一、机械制造的现状及绿色制造技术的概念

（一）机械生产制造行业的发展现状

随着制造行业的不断深入发展，可再生资源的利用率也逐渐增加，给人们的生活带来很大的危机。当前生产制造企业的发展现状也面临了很大的困境，例如环境的污染比较严重，资源的匮乏和枯竭，导致生产制造企业的发展受到很大的阻碍。例如，机械生产加工是一个典型的生产制造行业分支，由于制造过程中需要多种铁、铜等金属，而这些金属资源在我们的利用过程中变得越来越少，对机械生产而言是一个很大的危机，同时，由于生产过程中产生很多废弃物，对环境造成不可恢复的毁灭，也影响了人类的生产生活环境。为了不断推进可持续发展理念，对资源进行有效合理地利用，降低生产成本以及对环境造成的污染，加强绿色环保的生产势在必行。绿色制造技术可以降低能耗，提高环保指数，在生产过程中占据越来越重要的地位。

（二）绿色制造技术的概念

绿色制造技术主要有三种，即低物耗、低能耗、低废弃物的绿色制造技术。

第一，低物耗绿色制造技术是从设计和工艺两个方面着手的工艺，在设计方面，材料上使用的是更易加工、能耗较低、污染较少的绿色原材料、新型的刀具材料，并且还减少了机械的零件数量和重量，使得原材料的利用率被大大提高。而在工艺方面，绿色制造技术可以优化毛坯制造技术、下料技术、少无切屑加工技术等，以便减少原材料的消耗率。此外，绿色制造技术还重视对机械制造产品废弃后的回收利用效率，使得传统的开放式物料运行变成了闭环式。

第二，低废弃物的绿色制造技术。当前，很多机械制造采用的加工方式都是去除模式，不仅对资源的浪费程度高，而且会产生很大的环境污染。绿色制造中的低废弃物制造技术通过一定的工艺技术，来减少或者完全消除生产过程中的各种废弃物，如废液、废气、废渣等。此外，由于机械制造很容易造成各种污染，例如大气污染、水污染、噪声污染、辐射污染等，大气污染和水污染是最主要的两种污染模式，通过低废弃物的绿色制造技术，可以改变节能结构和燃烧方式，进行集中供热，最终降低空气污染。

第三，低能耗的绿色制造技术。低能耗的绿色制造技术指的是在生产过程中通过新的工艺降低能力损耗的一种技术。随着全球矿物资源的不断减少，节能在当今社会显得迫在眉睫。机械生产企业通过技术的改造和工艺改造，不断研发新的技术和工艺，能不断提高能源的利用效率，再如，企业还可以不断加强对绿色环保生产设备的开发，减少传统机床的使用率，从而优化机床结构，提高具体的性能。低能耗的绿色制造技术开发也包括开发利用可再生的新能源，如太阳能、天然气、地热能等。

二、绿色制造技术在生产制造中的應用

绿色制造技术，一方面是为了节约资源，另一方面是为了保护环境，两者都十分重要。在机械生产加工中，绿色制造技术主要应用在三个方面。下图表示的是绿色制造技术的主要应用内容。

在机械生产加工中，传统的生产工艺主要是通过车削、铣削、磨削等方式来进行具体的加工，而绿色制造技术在切削和磨削上利用干切削和干磨削的方法进行机械生产加工。干式加工指的是在加工过程汇总不采用切削液的一种工艺，可以得到没有经过污染的切屑，可以节省一部分成本。

绿色制造技术在机械加工中的应用主要有以下几个方面。

（一）干切削和干磨削技术

干车削、干铣削、干式齿轮加工等，都是属于干切削的范围，干车削是干切削研究得比较多的一种技术，干切削技术在很多材料生产加工中都有比较广泛的应用，尤其是对有色金属及其合金的加工。干切削生产时常常会产生比较高的温度，因此对刀具的耐热性和耐磨性有较高的要求，为了保证切削的效果，用于切削的机床在运行时的速度应该配有排屑装置，并且速度要达到一定的标准。但是干切削也有一定的问题，如在对钢材尤其是高强度钢进行干切削时，容易出现刀具磨损的情况，因此对刀具的要求很高，容易增加成本，而且由于排屑时温度很高，铁屑难以控制，容易排屑困难。

传统的磨削加工技术，会产生比较严重的环境问题，如油气、烟雾等，而且磨削液的后期处理成本也比较高，因此，干磨削是应运而生的一种绿色制造技术。强冷风磨削是当前比较有效且利用率较高的一种干磨削加工方式，这种方式的原理是通过热交换器和液氮将压缩的空气冷却到-110°C，然后喷到机械的磨削点上，由于压缩的空气温度非常低，因此在磨削点上比较容易出现火花，生产的工件不容易出现变形，在实际的应用中比较广泛。目前，干磨削主要采用的是采用CBN砂轮，这种生产器具的磨削比约为30000，在具体的加工过程红在那个几乎不会对生产工具带来太大的磨损，也不会出现砂轮的磨粉，有利于进行再次回收，并且在加工过程中也不用磨削液，干式磨削的效率也更高。

干式加工是比较常用的一种绿色加工模式，并不是简单地将切削液或者磨削液取消就可以，也关联到其他的方面，如刀具、机床等。

（二）干加工机床和刀具

在进行干切削和干磨削加工时，由于会产生大量的热量，对机床的外形会有很大的影响，从而会影响加工的精度。为了避免由于大量的热量对机床带来影响，在机床选择方面需要选择适合先进工艺的机床。在进行干切削加工时，会产生大量的切削热，会直接影响机床外形，影响加工精度。实验表明，干式切削需要在高速切削条件下进行，可以减少传到刀具、机床上的热量。为了能促进热量的散发，新的机床结构应该是对称的，在机床上应该配置循环冷却系统和隔热设备，为了能够实现顺利地排屑，机床应该设计成立轴、倾斜式或V字形，而且不应该有妨碍排屑的部件，机床的底座和防护设计要考虑到铁屑的顺利排出。此外，在对刀具进行设计时，应该要满足干切削技术对断屑和排屑的要求，提高切屑折断能力以及控制切屑流动方向的能力。

（三）对工件的加工技术

在机械加工中，要利用新型的干式加工技术进行加工生产，工件材料是一个很关键的因素。

这个图表中，X表示难于进行干切削操作，可以看出，超硬合金进行干切削的难度最大，其次是刚，铸铁是最容易进行干切削的材料。铝合金加工时产生的铁屑容易与刀具发生粘连，高速干切削的方法可以解决这种问题。为了减少在高温条件下刀具和工件之间的粘连情况，需要注意刀具和工件之间的搭配，同时，也可以利用硬车、激光辅助切削等方法度抗拉强度很高，不适合进行磨削加工的零件进行加工。

（四）绿色制造技术在卷烟生产中的应用

卷烟生产中也要不断应用绿色制造技术，在卷烟生产中，可以利用绿色的生产技术，加强对除尘排气能量的回收以及锅炉烟气余热的回收，最终实现能源的二次利用，在深入推进节能技术的运用和改进时，也要加强对卷烟生产过程的精准控制，比如在工房的制丝车间加强过程控制与监控系统、车间中控系统、制造执行系统等系统的建设，实现对卷烟生产过程的数字化管理，实现能耗的控制。

结语

绿色制造技术成为加工生产行业的主要应用工艺，随着人们对资源的利用率加大，并且环境污染问题的加重，绿色制造越来越普及，绿色加工技术不仅能加强对环境的保护，还能有效地利用资源，促进生产制造行业的可持续发展，因此，绿色加工企业在生产制造过程中应该加大推广和不断深入。

参考文献

[1] 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（01）

[2] 何春燕，林朝平.机械制造中绿色工艺技术的应用[J].轻工机械，2005（02）