机械制造中的绿色加工技术__墨水学术,论文发表,发表论文,职称论
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摘要:当今社会面临着环境、资源、人口三大主要问题,所以,以科学技术为依据,实现节资增效,减少废物排放,在制造业实施绿色制造已势在必行,机械制造中的绿色加工技术也是国家“十一五”科学技术发展规划中制造业领域的重大项目。它是综合考虑了制造工艺、资源消耗与环境协调发展的综合技术。研究绿色制造工艺技术,已成为当今制造业发展的主流方向之一。
关键词:机械制造,绿色加工技术,方法
一、节省资源的绿色加工技术
原材料(尤其是一些不可再生的金属材料)的大量消耗,将不利于全社会的可持续发展,因此,机械工业应积极推广资源消耗少的绿色加工技术,通常可采取以下绿色工艺技术。
绿色材料:绿色设计与制造所选择的材料既要有良好的使用性能,又要与环境有较好的协调性。为此,可改善机电产品的功能,简化结构,减少所用材料的种类;选用易加工的材料,低能耗、少污染的材料,可回收再利用的材料,如高速内燃机车的轻量化及节约燃油量;采用天然可再生材料,如丰富的柳条、竹类、麻类等用于产品的外包装。
少无切削技术:随着新技术、新工艺的发展,精铸、精锻、摆辗等成型技术和工程塑料在机械制造中的应用日趋成熟,从近似成型向净成型方向发展。有些成型件不需要机械加工,就可直接使用,不仅可以节约传统毛坯制造时的能耗、物耗,也大大减少了产品的制造周期和生产费用。
节水制造技术:水这种宝贵的资源在机械制造中起着重要的作用。但由于我国北方缺水,从绿色可持续发展的角度,应积极探讨节水制造的新工艺。干式切削就是一例,它可消除在机加工时使用切削液所带来的负面效应,是理想的机械加工绿色工艺。它的应用不局限于铸铁的干铣削,也可扩展到机加工的其他方面,但要有其特定的边界条件,如要求刀具具有较高的耐热性、耐磨性和良好的化学稳定性,机床则要高速、超高速切削(磨削),并有冷风、吸尘等装置。
减少加工余量:若坯件粗糙,机加工余量就较大,不仅消耗较多的原材料,而且生产效率低下。因此,有条件的地区可组织专业化毛坯制造,提高毛坯精度。另一方面,采用先进的制造技术,如高速切削,随着切削速度的提高,则切削力下降,且加工时问短,工件变形小,易保证加工质量。
新型刀具材料:减少刀具材料消耗,尤其是复杂、贵重刀具材料的磨耗是降低物料消耗的另一重要途径,对此可采用新型刀具材料,发展涂层刀具。消耗的另一重要途径,对此可采用新型刀具材料,发展涂层刀具。
回收利用:绿色设计与制造,非常看重机械产品废弃后的回收利用,它使传统的物料运行模式从开环式变为部分闭环式。产品生产厂家对回收可再利用的元器件,进行选择、回收和再利用等处理。从1990年中期,美国仅汽车零部件回收、拆卸、翻新、出售方面,每年就可获利数十亿美元。
另外,机械制造目前多是采用材料去除的加工方式,产生了大量的切屑、切削液、废品等废弃物,既浪费了资源,又污染了环境,也可以采取一些绿色加工办法。切削液的回收再生在已使用过的废乳化液中,一般含油量为20g/L,化学需氧量为18g/L,此外还含有S、P等化学添加剂,如直接排放或燃烧,则将造成严重的环境污染,绿色制造对切削液的使用、回收利用或再生非常重视。磨屑二次资源利用在磨削中,磨屑的处理有些困难,若采用于式磨削,磨屑处理则较为方便,由于CBN砂轮的硬度比较高,磨屑中很少有砂轮的微粒,磨屑纯度很高,可通过一定的装置,搜集被加工材料的磨粒,作二次资源利用。快速原型制造技术应用材料堆积成形的原理,突破了传统机加工去除材料的方法,可节约资源,又能减少加工废弃物的处理,是很有发展前边的绿色制造技术。
二、节省能源的工艺技术
加工过程中要消耗大量