潘伟江
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摘要：绿色制造工艺是绿色机械加工制造中的核心手段，是为加工制造业带来革命性发展的主要方法。绿色制造工艺的主要目标是为了在加工制造过程中节约成本、降低能源消耗并减少环境污染。因此，从这个概念上来讲绿色制造工艺可以分为三类：节约资源型工艺、低能耗型工艺和环境保护型工艺。这三种绿色工艺在制造过程中各有优劣，企业应该根据在加工制造中的主要矛盾灵活、合理的选择使用或者结合使用，以此提高企业制造效益，推进可持续机械加工制造业发展。
关键词：绿色制造工艺；机械加工制造；可持续发展
随着社会的飞速发展，机械加工制造行业也在不断的发展和突破。传统的机械制造工艺，在加工的过程中会产生大量的废弃物，而这些废弃物严重污染了人们的生活环境，对地球的生态平衡造成了巨大的破坏，加速了全球环境的恶化速度。因此，企业应当尽快调整自身的产业结构，摒弃原有的制造工艺，引入绿色制造工艺，并加大绿色制造工艺技术的发展力度。
1绿色制造工艺概述
绿色制造工艺是以传统制造工艺作为基础，结合对控制技术、材料科学、表面技术等新技术的使用，所研究制造出的新型制造工艺。使用绿色制造工艺的目的是实现对资源的合理利用、降低能源成本、降低对环境的污染。按照这三种目的，可将绿色制造工艺在技术上分为三类：节约资源型工艺技术、节省能源型工艺技术、环保型工艺技术。节约资源型工艺技术指的是在生产时对工艺系统的构成进行简化，并对原材料的消耗量加以节省。可以用优化设计、减少零件数量、降低零件重量等方法来提高原材料的利用率，从而达到减少材料消耗的效果。节省能源型工艺技术指的是降低能量在生产过程中的损耗量的工艺技术，目前的低能耗工艺所采用的主要办法有降耗法和减磨法。而环保型工艺技术指的是利用一些特定的工艺技术，尽可能的减少或消除在生产过程产生的废渣、废气、废液等有害物质。
2绿色制造工艺的技术类型
机械加工制造中绿色制造工艺的类型主要是以绿色制造的基本要求为参照来进行的，将绿色制造工艺分为环保型工艺、能源节约型工艺以及资源节约型工艺，本节主要针对这3种绿色制造工艺进行讨论。（图1）
图1绿色制造工艺的技术基本类型
2.1降低能耗型工艺技术
在机械工艺制造过程中，能使机加工水平提高、能量损耗降低的工艺技术，被称为降低能耗型工艺技术。原理是在工艺制造生产过程中采用减磨及低能耗的施工手段来降低能量消耗。通过观察可以发现，它们在生产中会有大量的能量消耗，一部分被用于生产中，即有用能量；另一部分则被设备消耗掉，即无用能量，如摩擦等。不仅使机械设备磨损严重，影响使用寿命，还降低了加工精度。机械产品从原料采购到产品成型过程中资源消耗最大的阶段就是机械加工过程，在该过程中能源消耗主要体现在能量的有用功转化，即能源资源大部分转化为机械能，少部分转化为热能，而转化为热能的这部分能量则通过热量散失的方式而消耗，这种形势的消耗是能源资源浪费的主要途径。在机械加工过程中，摩擦耗热以及噪声或者振动而损失的热量都在一定程度上导致了能源资源在机械加工过程中的浪费，而且还会导致工件加工精度低和效率低等状况，这不仅会降低企业的经济效益，而且还会对企业的生产环境以及自然环境都产生一定程度的危害。
2.2节约资源型工艺
节约资源型工艺主要是从两个方面入手减少资源损耗，一是减少切屑的加工技术，另一是减少加工余量的加工技术。首先，少无切屑加工的新技术、新工艺的发展日渐成熟。在当前的技术发展中，精铸、冷挤压等成型技术和工程塑料在机械制造中的应用越来越成熟，产品成型从近似成型到净成型发展。许多的制造成型件已不在需要进行进一步的机械加工就可以直接进行使用。与传统的毛坯制造过程相比，这不仅减少了能源消耗和生产资源消耗，还减少了制造周期和制造成本，使得企业在减少生产花费的同时提高了生产效率，对企业提高竞争力有着极大的帮助。因此，少无切屑的加工技术在机械加工制造业中的应用越来越广泛，尤其适合于加工异形孔类零件、端面爪齿件、齿轮花键、台阶轴类件以及类似零件。另外，减少加工余量的加工技术也是节约资源型工艺的主要发展方向。在一些旧的加工工艺中，制造出来的零件毛坯较为粗糙，需要进行进一步的机加工。在机加工过程中，加工余量较大，不仅造成了原材料的浪费，而且生产效率较低，生产成本增高。因此，采用新的加工工艺减少生产余量很有必要。先进的加工工艺比如高速切削技术能够有效的减少加工余量。在加工中，提高切削的速度，切削力下降，工件的变形小，可以保证加工余量的减少。在目前的实际工艺中，航空工业的铝的薄壁件加工中，已经可以达到切出厚度为0.1毫米、高为几十毫米的成型曲面。
2.3环境保护型工艺
机械加工实际上就是一个生产要素的输入和输出的行为，输入是指生产过程中原材料的添加过程，而输出则是指原材料加工成产品后的输出行为，而产品输出的同时，还会伴随有许多其它物质的输出，如噪音、粉尘、废渣以及油污等，环保型工艺主要是在提高机械加工效率的同时，减少废弃物的排放，该类型的制造工艺能够在一定程度上减少污染，减少后期污染后处理的工作量。采用环保型工艺技术，使工艺制造对环境产生的污染得到有效控制和清除。从本质上看，机械工艺生产的过程就是从输入到输出、从原料到产品的过程，当生产原料被放入后，系统会自动将与产品无关的物质排出，形成生产废物，例如，废水、废气、废渣等，使环境受到严重污染。而采用环境保护型工艺技术，可以使机械工艺制造过程得到有效改善，增强对末端生产的治理技术，有效减少环境污染等问题。
3机械加工制造中绿色制造工艺的应用
3.1干式加工技术
干式加工技术，是指不需要使用冷却润滑液就能进行加工的一种绿色制造工艺技术。干式加工技术的类型有很多种，如干铣削、干车削、干式齿轮加工、干钻削、干式螺纹加工等技术，都属于干式加工技术。从原理上来看，干式加工技术并不算新颖，其原理在生产工作中的应用时间已经非常久远，如铸铁的干削及干铣工艺。但是从内涵上看，干式加工技术和以往的加工技术存在着很大的区别，因为这里所说的干式加工技术已经不只是局限于对铸铁材料的加工，而是在机械加工制造过程中对所有类型的材料的、都引入干式加工。当前阶段，干式加工还处于刚刚兴起的阶段，技术还没有完全成熟，应用范围也相对较小。目前，干式加工技术在美国的制造业中应用较为广泛，而在欧洲地区，也有将近一半的企业使用了干式加工技术。
3.2通过MQL润滑的准干式切割工艺的应用
由于产品的硬度和抗拉强度要求，导致干切削过程中完全使用较软材料进行加工的方式很难实现，所以在机械加工中，微量润滑技术相应而出，成为当前切削液的主要替代品。MQL是通过空压机将切削油雾化从而实现加工过程中材料的润滑目的，在工件加工过程中，对切削区域进行喷洒，以确保工件和切削刀具的良好接触，并确保切削废屑不会肆意飞溅污染环境。MQL润滑油多选用对人体无害的植物油或者动物脂肪提炼的油，其用量主要与雾化效果有关，应用后工件表面清洁、干净且整个加工过程中没有废屑等污染物产生，所以对环境起到了一定保护作用。
总而言之，绿色制造工艺作为一种近年来新兴发展出来的技术，仍具有很大的提升空间，相关技术人员应不断采用最新的科学技术，来对绿色制造工艺进行优化和改进。目前，人们对生活环境和生活质量越来越重视，绿色制造的理念早已深入人心，倡导绿色制造已经成为了社会发展的必然趋势。企业应当高度重视对绿色制造工艺的使用，从而实现机械加工制造行业的可持续发展。
参考文献：
[1]杨德峰.浅谈绿色制造技术在机械制造领域的应用[J].山东工业技术，2016，（01）：23．
[2]蒋延双，刘香成，刘新阳等.绿色制造工艺在机械加工中的应用探析[J].农家科技（下旬刊），2015（01）：122.