绿色机械加工的应用和发展.doc

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1、绿色机械加工的应用和发展摘要：从可持续发展的方面出发，提出了以绿色制造为基础的绿色机械加工，并对绿色机械加工的概念进行阐述，本文着重概述了绿色机械加工的应用及未来的发展方向，在指出当前绿色加工存在的主要问题，并提出一些相应的建议解决方案。关键词：绿色加工；绿色制造；冷却；切削液0引言从上世纪七十年代以来，随着世界经济突飞猛进地发展，世界环境恶化越来越严重，地球生态收到无法恢复的破坏，这些都严重威胁到了人类的生存。统计资料表明，造成环境污染的70%的污染物来源于制造业，每年产生的无害废物和有害废物分别达到了55亿吨和7亿吨。但是制造业的切削加工在整个机械加工量的比例高

2、达9层以上。从美国工业有害废物来源的研究资料可以看出，工业废物中有多达5%的比例来源于金属加工行业，这一比例业高居第四。从可持续发展的意义来讲，传统的机械加工存在二个严重的不足:资源利用率低,完成一个合格零件的加1：需要很多I.序，这是对原材料、时间和能源的浪费；环境污染严重，机械加工过程需要使用的切削液会造成水污染、土地污染、对生态系统造成破坏；影响人体健康，机械加工过程会产生烟雾、粉层、油雾、噪声、化学微粒等可能引起操作人员的皮肤、听力、呼吸系统疾病。针对传统的机械加工程序，治理的方法是末端治理，无法对环境进行有效的保护，因此绿色机械加工的概念得以提出，其本质就

3、是实现加工过程的高效、优质、低能耗和清洁化。1.绿色机械加工技术的应用1.1绿色机械加工切削液的研制未来机械加工的发展方向是彻底放弃切削液的使用，即干式切削，但是由于当前技术发展的不成熟，切削液在短时间内还是必不可少的。对切削液的选择必须符合“绿色机械加工”的要求，在对切削液研制的过程中,需要考虑可持续发展问题，研制的内容包括对基础油，添加剂，极压抗磨剂，抗烟雾剂，防腐剂的选择。切削液的主要成分是基础油，成分包括：合成油、合成脂、植物油和矿物油。而我国是农业大国，植物油储备丰富,旦植物油取之不尽用之不竭，具备很好的生物降解性，无毒，这些特点都决定了植物油是一种很好的

4、制造切削液的原材料。绿色机械加工业要求添加剂无毒无害，极压抗磨剂主要选择猪血精，抗烟雾剂利用的是聚异丁烯类。1.2高速与超高速干式切削技术在上世纪90年代，世界范围内研制出了干式切削技术，这种切削是指不需要冷却液和润滑体就能完成的机械制加工，是一种极为理想的切削手段。因为这种切割不使用切削液，又必须达到对工件和刀具的润滑和冷却作用，所以需要的技术基础是非常高的，这个问题设计诸多因素，包括工件、刀具、切削环境和切削方式等。在1931年，德国的卡尔•萨拉蒙博士提出了高速切削技术，这种切削工艺具有低切削力、小热变形、高表面质量和高效率等诸多优点,这些都为干式切削提供了必须

5、条件，但高速切削要应用在当前制造领域中有一定的技术壁垒。1.3低污染与无污染的冷却润滑技术的应用如上所述，干式切削技术尚不成熟，应用范围不广。而传统的温式切削乂有诸多不足。因此，介于两者之间的最小量润滑技术就有着很好的应用前景。最小量润滑切削又称为近干式切削，是一类双赢加工模式。这种技术可以很大幅度减少冷却量的使用、设备和能源的成本、减少散发到空气中的冷却液飞沫，降低对操作员皮肤刺激的可能性，同时还能够一定程度提高生产效率和质量。最小量润滑切削技术的优点包括：无废液处理过程、对人体无害、降低环境污染、减少能源消耗（油的供给量为2〜30ml/h）、大大减小刀具和工件，

6、刀具和切削的摩擦，延长刀具寿命、系统体积小，易布局，结构简单。2.绿色机械加工的发展2.1集成化机械的加工过程不应该是一个个独立的加工过程，而是考虑多种影响因素的集成系统。可以通过各种信息传输通道和后台数据库把其它系统，例如MIS、绿色设计系统、质量保证系统、物能资源系统和设备，级联起来，从而实现加工过程中的数据传输和信息共享，从而完成企业制造系统的集成化，便于中央控制系统的集中决策。1.2柔性化小批量、多品种是现代工业生产的发展趋势，这也逐渐取代了大批量、单品种的生产模式。这种转变要求企业能够快速地顺应市场的发展，灵活应对，从而才能跟上时代的步伐，赢去更多的市场。

7、运行柔性、扩展柔性、机器柔性和工艺柔性就是所谓的绿色机械加工的柔性。要求加工系统必须可以实现快速重构，具备快速响应能力应对新产品开发及产品更新换代，用最短的时间，最低的成本应对加工任务的变化。企业想要快速生产多样化的产品，使底层加工系统的柔性化是比较好的方法，可以根据不同的工件、材料，不同的设备更换不同的方法，这也可以获得最低的综合成本。2.3最优化绿色加工的最终目标是利用最小的资源进行生产，而且不会造成不必要的环境污染。这不仅是从企业成本，也是从整个社会的综合成本考虑，加工过程中，对不同的材料、零部件、设备经过综合分析研究，对冷却方式、冷却介质的用量、加工参数