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    面向成都機械加工節能減耗的綠色制造技術研究
    作者:admin 發布日期:2016/9/12 關注次數: 二維碼分享


    成都機械設備加工制造業為人類帶來大量財富的同時,也帶來了更為嚴重的環境污染和資源、能源的過度消耗。綠色制造作為一種可持續發展模式,具有更顯著的效益,其中的綠色工藝規劃對于減少加工過程中對資源的消耗和對廢棄物的排放具有重要意義,在機械加工工藝過程中,可以獲得節能降耗的明顯效果。

    一、綠色制造技術

    廣義的綠色制造涉及的問題包括四部分:首先是設計;其次是制造;再次是資源;最后是環境。綠色制造是這四部分內容的交叉和集成。

    綠色設計是以保護環境資源為核心理念的設計過程,在產品及其壽命周期全過程的設計中,要充分考慮對資源和環境的影響,在充分考慮產品的功能、質量、開發周期和成本的同時,更重要是使產品及其制造過程對環境的總體破壞減到最小。在綠色制造實施過程中,綠色設計是關鍵。綠色產品設計,不僅要減少物質和能源的消耗,減少有害物質的排放,而且要使產品及零部件能夠方便的分類回收并再生循環或重新利用。

    綠色制造工藝技術是在傳統工藝技術的基礎上,結合環境科學、材料科學、能源科學、控制技術等新技術融合進化發展出的先進制造工藝技術。綠色制造工藝技術根據制造系統的實際,盡量研究和采用物料和能源消耗少、廢棄物少、噪聲低、對環境污染小的工藝方案和工藝路線,實現綠色制造的目標要求。

    綠色制造工藝技術可劃分為3 種類型:節約資源型、降低能耗型、環境保護型。節約資源型工藝技術是以加工制造工藝的整體流程為改造載體,著力降低環境污染并且提高資源的利用率。降低能耗型工藝技術是指在生產過程中,降低能源及能量消耗的工藝技術。環境保護型工藝技術是指采用一定的技術革新,使工業生產中產生的廢氣、廢液、廢渣、噪聲等危害因素盡可能的減少或徹底消除。

    綠色資源包括綠色材料和綠色能源的合理使用。對于綠色材料,綠色制造要求選用來源廣泛、加工制造方便、可以再生和回收,便于降解的材料。綠色能源要求選用能耗省、環保好、儲量多、可再生的能源。大力發展使用太陽能、風能、水能、地熱能、生物能、潮汐能等可再生能源的制造業。

    二、綠色制造技術在機械加工中的應用

    1 干式切削技術

    干式切削是為保護環境、降低成本而有意識地不使用切削液,在無冷液條件下進行切削加工的切削加工的方法。

    2 準干式切削技術

    準干式切削技術是將干、濕加工的有點結合,是在切削刀具的切削刃上噴上一層潤滑油,切削加工的時候,潤滑油在刀具和工件之間形成一層油膜,保護刀具和工件,避免熱量產生,提高加工精度。它所使用的切削液很少,約占濕加工的六萬分之一, 但其效果卻十分明顯,并可取得與完全干式加工相同的效果。

    3 風冷卻切削技術

    風冷卻切削技術是經過除濕器將水分除去后的空氣,輸送進入空氣冷卻器,當溫度達到-30°后,再將冷風送至切削部位,同時向加工部位噴少量的無害植物油,會起到防銹并且有一定潤滑作用,從而有效地實現節約資源的機械加工。在風嘴的對面裝置有集塵設備來收集廢屑和塵土,通過集塵器濾去切屑。

    4 刀具技術

    干式加工對刀具材料要求很高,它要求材料要具有很高的紅硬性和熱韌性以及良好的耐磨性和抗粘結性。對刀具的幾何參數和結構進行設計時,要滿足干切屑對斷屑和排屑的要求。

    5 機床技術

    干式加工在切屑區域會產生大量的切削熱,不及時散熱,機床會因受熱不均勻而產生熱變形,因此機床應裝備循環冷卻系統。干切削產生的切屑是干燥的,所以盡可能的將干切削機床設計成立軸和傾斜式床身。對于精密切削加工機床,應在機床上配備監控系統。

    6 水噴射加工技術

    水噴射加工技術是利用水或水中加添加劑的液體經增壓器、儲液蓄能器后,形成300 m/s~900 m/s的高速液體流,噴射到工件表面,達到去除材料的目的。

    7 減磨技術

    在機械工業中,適當的使用減磨劑能有效地降低摩擦阻力、減小機械磨損、降低能源消耗及延長發動機使用壽命。除使用減磨劑外,可以采用將金屬抗磨劑混入到潤滑油中的方法來達到節能降耗的目的。

    8 優質清潔表面技術

    對于一些耐磨性要求高的重要零件,采用離子束輔助鍍膜技術,利用沉積原子和轟擊離子之間一系列的物理化學作用,可在常溫下合成各種優質薄膜。采用新型節能表面涂裝技術——自泳涂裝,由于沒有磷化工藝,整個自泳涂裝系統中沒有重金屬的參與,簡化了后續的廢水處理程序,屬無污染清潔生產工藝。另外,自泳涂裝所需工位少、操作簡單、運行成本低廉。

    9 快速成型制造技術

    快速成型制造技術是一種快速生成模型或者零件的制造技術。在計算機控制與管理下,依靠已有的CAD數據,采用材料精確堆積的方式,即由點堆積成面,由面堆積成三維,最終生成實體。依靠此技術可以生成非常復雜的實體,而且成型的過程中無需模具的輔助??焖俪尚渭夹g就是利用三維CAD的數據,通過快速成型機,將一定厚度的材料反復打印在平臺上,循環往復,直到生成整個成型件。按照不同的實現工藝,材料可以是紙張、塑料、金屬、陶瓷等各種材料??焖俪尚椭圃旒夹g既節約資源、降低制造成本,又能減少加工廢棄物對環境的污染,同時也大大提高了新產品樣件的制造速度。

    10 工藝模擬技術

    工藝模擬技術主要用于熱加工過程,是應用模擬仿真、實驗測試等方法,在模擬真實的環境下進行材料加工,顯示出材料在加工過程中的理化性質和缺陷的演變情況,預測其性能質量,達到優化工藝設計的目的。

    結束語

    隨著我國經濟的加速發展,環境破程度加劇,面對資源枯竭與能源危機,大力倡導綠色制造技術能夠緩和經濟發展與環境保護之間的沖突,并且符合可持續發展的策略。所以,綠色制造技術的應用勢在必行,廣大從事機械制造、加工的人員必須不斷的提高自己的科學技術水平,使我國的綠色制造技術能夠走在世界的前列。

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