绿色制造工艺技术在机械加工中的应用

尹浩

【摘 要】机械加工是制造工业中重要组成部分之一，将绿色制造工艺应用在机械加工过程中，不但能够降低机械制造过程对环境造成的污染，还能够有效提高机械制造水平。绿色制造工艺源于传统工艺技术，在传统技术基础上又结合了大量高科技技术，这些新兴技术的加入为绿色制造工艺在节约资源、保护环境方面做出贡献提供了技术保障。本文通过对绿色制造工艺在机械加工中的应用进行举例分析，指出了绿色制造工艺的突出优势。

【关键词】绿色制造工艺；机械加工；生态环保

0 前言

将绿色制造工艺应用于机械制造技术是我国机械制造产业的发展趋势，同时更是我国实行可持续发展战略的重要方法，根据机械加工产品的不同，绿色制造工艺在机械加工中也有着多种不同形式的应用表现。

1 绿色制造工艺的基本情况

1.1 绿色制造工艺的基本概念

绿色制造工艺是指传统工艺技术与现代材料研究技术、表面技术等新兴技术相结合而成的先进制造工艺，这一制造工艺的形成能够有效提高制造过程中的资源利用率，在节约经济成本、保护生态环境等方面都有着突出贡献。将绿色制造工艺运用在机械加工技术中，绿色制造工艺将在保证投资成本和产品质量的前提下，从产品的设计、生产、运输、使用和回收等方面着手，将环境保护工作放在最重要的位置，尽可能降低机械制造过程中对生态环境的破坏，实现降低能耗的目标，在最大程度上维持经济效益与生态环境之间的关系，确保人类社会的可持续发展。

1.2 绿色制造工艺的分类

绿色制造工艺涵盖了节约资源工艺技术、节省能源工艺技术和环保型工艺技术这三种技术，由于这三种技术在进行产品制造中所要实现的目的大有不同，因此每种技术都有其相对应的具体内容。以节约资源的工艺技术为例，这一类制造工艺的目的是在进行制造的过程中尽可能的提高资源利用率，在保证产品质量的前提下对制造过程进行简化，降低资源浪费情况的发生。节省能源的工艺技术主要要求在生产过程中降低生产所消耗的能量。环保型工艺技术则要求在生产过程中运用科学的方法处理污染物，最大程度的降低噪声、废弃排放物等对环境的影响。

2 绿色切削加工工艺技术

2.1 采用 MQL 润滑的准干切削工艺

对于单纯地采用干切削技术进行机械加工而言，由于操作工艺的局限性，很难保证加工产品的质量和数量，因此，将干切削工艺与其他工艺相结合，从而提高机械加工效率的加工工艺应运而生。MQL 润滑的准干切削工艺就是这样一门工艺，这一极微量润滑技术利用对人体无毒的油如脂油、植物油等对进行切削的区域进行喷洒。由于MQL是压缩空气与少量油雾化切削油混合后进行润滑，因此它可以最大程度上确保切削区的刀具与加工工件、加工碎屑之间的接触面更加光滑，降低他们相互之间的摩擦力，避免切割碎屑粘在刀具上影响切割效率。除此之外利用这一切割工艺进行加工还可以降低削液的使用成本。

2.2 风冷却切削制造工艺

干式加工技术是绿色制造工艺中的重点内容，然而进行干式加工的条件十分苛刻，要对干式加工区域进行冷却处理并润滑刀具，一旦冷却处理不符合要求，就很难进行干式加工。风冷却切削技术在冷却操作上进行了十分科学的处理，将原始供给空气中所含的水分利用除湿器除去，除去水分后的空气经空气冷却器降温至零下300摄氏度后通过绝热管吹送至切削区域。冷风的输入可以与MQL 润滑的准干切削工艺相结合，从而防止切割区域出现锈蚀现象。另外在风嘴面安装有处理风尘及切割碎屑的设备，通过这种设备的运行可以将切割碎屑過滤掉，从而避免造成污染。

2.3 干式切削加工工艺

干式切削技术的优势在于，能够在不使用冷液、切削液的情况下进行机械加工，因此这一加工技术能够在大大降低了机械加工的经济投入的同时降低对环境的污染。干式切削技术涵盖了齿轮加工、车削、钻削等多种工艺。其中在实际生产过程中应用最多的是干式车削加工技术，以加工丝杠为例，这一加工技术先将螺纹加工至较软的工件上进行固定，随后将其淬硬，对淬硬过的工件再进行精细打磨，最终形成成品，这一加工方式不但降低了加工难度，还能够提升产品品质，提高工作效率。

3 绿色机床加工工艺技术

3.1 干加工机床加工工艺

在进行干切削加工的过程中会有大量切削热产生，如不能及时处理将会改变干加工机床的外形，进而对加工精度造成严重影响。因此，为了保证干切削加工的精确性，就必须结合干切削加工的加工过程，制造适合这一加工工艺的车床，从而最大程度的降低加工过程产热对机床的影响。这类机床的设计采用完全热对称的结构，通过循环冷却装置和隔热措施进行散热，床身为倾斜式或V形等易于排出碎屑的形状；机床底座协助碎屑的快速流出。

3.2 高速复合机床加工工艺

当今社会的快节奏发展对工作效率有着更高要求，因此在机械加工中不仅仅要保证产品质量过关，还要努力提高加工效率，从而满足社会发展要求，高速复合机床就是应对这一情况的有效武器。这种机床在操作过程中进给速度、切削速度有着明显提高，辅助工作时间长度大大缩短，有效降低了机械加工所需的标准时间；另外这一机床能够保证只要一次加工就能够得到高质量的加工成品，避免了资源、能源的浪费，也从根本上杜绝了返工现象的出现。高速复合机床不但提高了机械加工的工作效率和质量品质，还满足了现代社会发展的严格要求。

4 绿色制造工艺在机械加工中的其他应用

4.1 水喷射加工工艺

水喷射加工工艺通过含有磨料的超高压水流的喷射作用对加工材料进行切割、穿孔、除锈等操作，因此又被称为水刀加工技术。这一加工技术的优点在于在加工过程中高压水流能够带走加工过程中产生的碎屑等加工废料，不会有有害气体、烟尘等污染物形成，大大降低了切割操作对周围空气环境的污染，并且这一加工工艺中所使用的水资源可以做到重复利用，能够有效提高资源利用效率。

4.2 优质清洁表面工艺

优质清洁表面技术可分为新的节能表面自泳涂装技术和离子束辅助镀膜技术两种，前者相较于传统技术而言，能够更好地节省资源和能源，有效提高了加工产品的耐腐蚀性，并且这一技术无污染，无火灾危害，降低了加工过程中的风险指数；离子束辅助镀膜技术则针对于加工工件的耐磨性，这一技术能够有效提高加工工件的使用年限，适用于航天航空领域许多精密零件的加工。

4.3 成形工艺制造的应用

成形工艺技术的不断改进有效的提高了机械加工产品的精密度、生产率、使用寿命等实际价值，这一技术的应用范围十分广泛，其中主要有精密铸造、粉末冶金、冷挤压、精密下料等方面。其中精密剪切下料可以有效提升原材料利用率和加工产品生产率；冷挤压技术能够提高材料的精密度，可用于精密复杂的零件加工。

5 结语

总而言之，绿色制造工艺这一新兴工艺正随着社会的发展而不断更新优化，与传统制造工艺相比更加能够适应时代的发展。这种能够有效提高资源、能源利用率，降低能源消耗的环境友好型制造工艺的发展，能够为经济社会的稳步发展、人类社会的可持续发展提供源源不断的动力。随着绿色制造工艺与机械加工技术的结合，不但能够改变传统机械加工技术过程中常造成环境污染的情况，还能够通过这一新兴技术提高机械加工产品的质量和性能。

【参考文献】

[1]王晓磊.绿色制造工艺技术在机械加工中的应用[J].产业与科技论坛，2016，15（5）：44-45.

[2]张云霞.浅析绿色制造工艺在机械加工中的应用[J].科技创业，2009，4：81-82.endprint