張斌閣

（黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150025）

基于傳統(tǒng)機(jī)械加工方法，對(duì)綠色制造工藝所包涵的類(lèi)型、特點(diǎn)以及應(yīng)用等各方面的內(nèi)容研究和討論，以期找到綠色制造工藝在機(jī)械加工制造中應(yīng)用的有效切入點(diǎn)，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工制造的綠色制造以及保護(hù)環(huán)境提供理論支持。

1 綠色制造工藝技術(shù)概況

綠色控制是指在工業(yè)生產(chǎn)中，以資源合理配置以及環(huán)境保護(hù)為目的的新型制造工藝，主要通過(guò)產(chǎn)品的采購(gòu)、運(yùn)輸、包裝以及制造等程序來(lái)實(shí)現(xiàn)提高資源利用率，降低環(huán)境污染。綠色制造工藝主要是作為一種協(xié)調(diào)企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境關(guān)系的手段而在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，作為一種新興、高效和環(huán)保的制造手段，綠色制造工藝已經(jīng)逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)制造工藝成為了實(shí)現(xiàn)人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的主要手段。事實(shí)證明，以質(zhì)量為目的、成本為核心、資源合理配置以及環(huán)境保護(hù)為衡量標(biāo)準(zhǔn)的綠色制造工藝已經(jīng)成為當(dāng)前企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保并舉的主要平衡點(diǎn)。

2 機(jī)械加工制造中綠色制造工藝類(lèi)型

機(jī)械加工制造中綠色制造工藝的類(lèi)型主要是以綠色制造的基本要求為參照來(lái)進(jìn)行的，將綠色制造工藝分為環(huán)保型工藝、能源節(jié)約型工藝以及資源節(jié)約型工藝，本節(jié)主要針對(duì)這3種綠色制造工藝進(jìn)行討論。

（1）環(huán)保型工藝。機(jī)械加工實(shí)際上就是一個(gè)生產(chǎn)要素的輸入和輸出的行為，輸入是指生產(chǎn)過(guò)程中原材料的添加過(guò)程，而輸出則是指原材料加工成產(chǎn)品后的輸出行為，而產(chǎn)品輸出的同時(shí)，還會(huì)伴隨有許多其它物質(zhì)的輸出，如噪音、粉塵、廢渣以及油污等，環(huán)保型工藝主要是在提高機(jī)械加工效率的同時(shí)，減少?gòu)U棄物的排放，該類(lèi)型的制造工藝能夠在一定程度上減少污染，減少后期污染后處理的工作量。

（2）能源節(jié)約型工藝。機(jī)械產(chǎn)品從原料采購(gòu)到產(chǎn)品成型過(guò)程中資源消耗最大的階段就是機(jī)械加工過(guò)程，在該過(guò)程中能源消耗主要體現(xiàn)在能量的有用功轉(zhuǎn)化，即能源資源大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，少部分轉(zhuǎn)化為熱能，而轉(zhuǎn)化為熱能的這部分能量則通過(guò)熱量散失的方式而消耗，這種形勢(shì)的消耗是能源資源浪費(fèi)的主要途徑。在機(jī)械加工過(guò)程中，摩擦耗熱以及噪聲或者振動(dòng)而損失的熱量都在一定程度上導(dǎo)致了能源資源在機(jī)械加工過(guò)程中的浪費(fèi)，而且還會(huì)導(dǎo)致工件加工精度低和效率低等狀況，這不僅會(huì)降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且還會(huì)對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境以及自然環(huán)境都產(chǎn)生一定程度的危害。

（3）資源節(jié)約工藝技術(shù)。資源節(jié)約型工藝技術(shù)主要是指對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的加工工藝進(jìn)行簡(jiǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)原材料的節(jié)約和系統(tǒng)的優(yōu)化。在實(shí)際加工過(guò)程中，往往通過(guò)降低加工余量、降低能耗以及減少切削液的使用來(lái)達(dá)到節(jié)約原料，提高資源利用率的目的。隨著技術(shù)的發(fā)展，資源節(jié)約工藝主要是通過(guò)先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念來(lái)減少工件的質(zhì)量和廢品率，并通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)手段，如無(wú)屑加工、干式加工以及先進(jìn)的切削技術(shù)來(lái)提高資源的利用率。

3 綠色制造工藝的特點(diǎn)

（1）綠色發(fā)展的目標(biāo)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)政府提出了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，而綠色制造工藝作為新興的加工工藝，最鮮明的特點(diǎn)就是走可持續(xù)發(fā)展的道路，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綠色再制造的目標(biāo)。隨著全球能源資源危機(jī)以及環(huán)境污染問(wèn)題日漸加劇，能源資源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)成為了全社會(huì)關(guān)注的重心，借助綠色制造工藝解決資源和環(huán)境問(wèn)題是目前工業(yè)上常用的一種方法。

（2）先進(jìn)發(fā)展思想與技術(shù)的應(yīng)用。綠色制造工藝是基于傳統(tǒng)的制造工藝基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，通過(guò)綠色、可持續(xù)思想作為引導(dǎo)，再制造工藝逐漸彌補(bǔ)了不足點(diǎn)，并對(duì)環(huán)境污染和能源資源危機(jī)等問(wèn)題進(jìn)行了解決和控制，所以機(jī)械加工中，綠色再制造工藝的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是由先進(jìn)的發(fā)展理念和綠色環(huán)保思想為引導(dǎo)，以先進(jìn)的制造工藝為依靠而進(jìn)行的。

（3）綠色制造工藝的種類(lèi)不同，所對(duì)應(yīng)的事項(xiàng)也存在差異性。前文已經(jīng)指導(dǎo)綠色制造工藝是由資源節(jié)約、能源節(jié)約以及環(huán)保型工藝這三種工藝類(lèi)型所構(gòu)成的，由于這三種工藝類(lèi)型的側(cè)重點(diǎn)不同，所以所依靠的技術(shù)手段也各不相同，且各自具有其獨(dú)特性。其中，資源節(jié)約型工藝是以資源節(jié)約，降低資源消耗為主要前提的綠色制造工藝，能源節(jié)約是通過(guò)降低機(jī)械制造過(guò)程中的熱損耗以及能源消耗來(lái)實(shí)現(xiàn)綠色制造和可持續(xù)發(fā)展的工藝，環(huán)保性工藝則主要是通過(guò)減少噪音、廢水和廢氣等的排放來(lái)進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的加工工藝。

4 機(jī)械加工制造中綠色制造工藝的應(yīng)用

（1）干式切削工藝的應(yīng)用。干式切削主要是為了降低對(duì)資源的消耗并且降低排放到環(huán)境中的污染物，而在不適用切削液的前提下進(jìn)行施工的一種機(jī)械加工工藝，干式切削主要分為干式齒輪加工工藝、干式車(chē)削、銑削以及磨削工藝，而在這些工藝中，在工業(yè)產(chǎn)品加工中應(yīng)用最為廣泛的就是干車(chē)削，即在材質(zhì)較軟的材料上進(jìn)行加工，加工完成后再通過(guò)熱處理等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)工件硬度和抗拉強(qiáng)度等提高。

（2）通過(guò)MQL潤(rùn)滑的準(zhǔn)干式切割工藝的應(yīng)用 。由于產(chǎn)品的硬度和抗拉強(qiáng)度要求，導(dǎo)致干切削過(guò)程中完全使用較軟材料進(jìn)行加工的方式很難實(shí)現(xiàn)，所以在機(jī)械加工中，微量潤(rùn)滑技術(shù)相應(yīng)而出，成為當(dāng)前切削液的主要替代品。MQL是通過(guò)空壓機(jī)將切削油霧化從而實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程中材料的潤(rùn)滑目的，在工件加工過(guò)程中，對(duì)切削區(qū)域進(jìn)行噴灑，以確保工件和切削刀具的良好接觸，并確保切削廢屑不會(huì)肆意飛濺污染環(huán)境。MQL潤(rùn)滑油多選用對(duì)人體無(wú)害的植物油或者動(dòng)物脂肪提煉的油，其用量主要與霧化效果有關(guān)，應(yīng)用后工件表面清潔、干凈且整個(gè)加工過(guò)程中沒(méi)有廢屑等污染物產(chǎn)生，所以對(duì)環(huán)境起到了一定保護(hù)作用。

（3）優(yōu)質(zhì)清潔表面工藝的應(yīng)用。優(yōu)質(zhì)表面清潔和處理工藝是指通過(guò)先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)工件表面進(jìn)行處理，以達(dá)到產(chǎn)品的外觀要求，且降低傳統(tǒng)表面處理方式如酸洗、堿洗以及噴漆等工藝對(duì)環(huán)境的污染，現(xiàn)場(chǎng)用的先進(jìn)表面處理技術(shù)有：電涌、自動(dòng)涂裝技術(shù)、等離子噴涂技術(shù)以及超音速?lài)娡考夹g(shù)等，這些方法的應(yīng)用不僅可以提高材料的表面光潔度而且還可以在一定程度上提高產(chǎn)品的使用性能如耐磨、硬度提高以及美觀等，這些工藝的普及和應(yīng)用在一定程度上降低了機(jī)械加工對(duì)環(huán)境的污染，并提高了工件的耐磨性、耐腐蝕以及表面硬度，逐漸在汽車(chē)零部件、儀表儀器、家用電器等上應(yīng)用。

（4）成形工藝制造的應(yīng)用。機(jī)械加工中的成形工藝主要是指將材料加工成形的工藝如粉末冶金、燒結(jié)、鍛造、軋制、機(jī)加以及數(shù)控加工等，其中數(shù)控加工以及精密加工能夠在一定程度上提高產(chǎn)品的利用率和生產(chǎn)效率，而對(duì)于一些復(fù)雜零件使用數(shù)控加工以及冷擠壓和冷噴涂等手段可以在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)降低工件殘余應(yīng)力，提高工件精度的目的。

（5）風(fēng)冷卻切削制造工藝的應(yīng)用。在機(jī)械加工中，雖然采用軟料加工可以使用干式切削的方式，但是任何材質(zhì)進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)都會(huì)產(chǎn)生熱量，從而對(duì)工件性能以及刀具產(chǎn)生不可估量的損害，而風(fēng)冷技術(shù)就是利用空氣中的水分借助除濕器等設(shè)備實(shí)現(xiàn)工件加工過(guò)程中的濕潤(rùn)和冷卻，通過(guò)風(fēng)冷作用帶走工件上的熱量，可以在一定程度上減少切削液、植物油或者脂肪油給環(huán)境帶來(lái)的污染問(wèn)題，而在利用風(fēng)冷技術(shù)冷卻切削件時(shí)，一定要在風(fēng)冷裝置中設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)等零部件，以過(guò)濾切削廢屑，從源頭上杜絕環(huán)境污染。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，綠色制造工藝是一門(mén)新興的制造工藝，是建立在傳統(tǒng)制造工藝基礎(chǔ)上的，由于我國(guó)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀和經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響，使我國(guó)綠色制造工藝的進(jìn)程十分緩慢，而未來(lái)以能源資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)為核心的綠色制造工藝必將成為以我國(guó)企業(yè)機(jī)械加工的主要工藝手段和實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的主要途徑。

［1］劉宏宇，徐銘杰.機(jī)械加工制造中的綠色制造工藝［J］.科學(xué)與財(cái)富，2017，（15）：165-167.