绿色机械加工技术的应用与发展解析

【摘要】2 绿色加工技术的特点 绿色加工技术的实现前提为节约现有的资源以及保护环境为前提，基于加工效率提升的前提之下，实现资源节省、环境污染降低，同时保证对人体无害…。并在保证工...

【摘 要】当今社会，环境问题日益加剧。传统的机械加工给环境带来了很大的影响，现在人们对机械加工提倡节能环保。而绿色机械加工技术就是在绿色制造技术的基础上减少废物和有害物的产生，以减少对环境的污染。利用绿色机械加工技术进行加工生产制造，是今后制造业的努力方向。绿色机械加工技术的发展影响到制造企业的生存能力。本篇文章通过对绿色机械加工技术的特点进行分析外还对绿色机械加工技术在生产制造中应用，并对绿色机械制造加工技术的未来发展趋势作出了分析。

【关键词】绿色机械；加工技术；应用；发展

1 前言

相关的数据统计表明，进行机械加工过程中，通过切削工艺以及磨削工艺过程之后，其磨损的部分约占总量的30%～40%左右。与此同时，进行切削工艺与磨削工艺过程中，刀具也有着很大的磨损，如此会导致机械加工成本升高，同时也会影响机械加工质量。如何有效降低加工，提升机械生产效率，是相关研究工作的重点。有研究表明，通过在切削刀口处添加切削液，不仅仅可以有效降低切削过程中的摩擦，同时有效降低切削过程的刀具温度，有效控制切削质量。然而这种切削液的加入会带来两个方面的问题：其一，切削液的配置需要耗费较大的成本；其二，切削液的处理会增加机械制造业成本，同时切削液还会造成严重的环境问题。

当今社会不断发展向前的同时，也导致环境问题日益凸显，随着可持续发展战略的提出，绿色化生产模式已经成为了很多产业的发展目标。因此很多相关的学者开始着手于“绿色机械加工技术”的研究，通过有效提升资源的利用率的同时，有效减小环境污染。

2 绿色加工技术的特点

绿色加工技术的实现前提为节约现有的资源以及保护环境为前提，基于加工效率提升的前提之下，实现资源节省、环境污染降低，同时保证对人体无害…。并在保证工作效率的情况下，实现资源利用的最小化，同时减小加工成本。机械加工过程中切削液的加入不仅仅需要耗费大量的劳动力，同时还需要化学制品材料的加入，各项实践数据表明，加工过程中切削液的费用大约占总加工成本的16%左右；而刀具磨损费用则只占4%，由此可见，实现能源与资源的节省是实现绿色机械加工技术的根本前提。

同时机械加工中使用切削液还会导致严重的环境问题，切削液的制成需要若干化学原材料，相关的机械加工过程中切削液的随意排放，所造成的环境污染以及相关人体伤害将不可估量。

3 绿色机械加工制造技术的应用

随着可持续发展战略的深入人心，人们对于环保意识也在不断的社会发展中得以增强，机械制造业作为一项既传统又现代化的产业，其绿色生产的实现逐渐成为了人们的关注重点。目前，绿色机械加工制造技术的实现主要包含有三个方面的研究：其一是通过降低切削摩擦，实现无污染、效率高的切削工艺；其二则是基于绿色切削液的研究工作；其三是通过低污染或者是无污染的切削冷却剂的研制，同时结合低摩擦的切削技术，最优化绿色机械加工技术。

3.1 高速与超高速干式切削技术

20世纪90年代，人们开始了干式切削技术的研究工作，企图通过改进机械制造加工的内部技术来实现，通过不添加任何的剂与冷却剂来有效提升机械加工效率，同时促进环境保护工作的进行。这种技术的实现是通过一种理想化的切削状态进行模拟，若不添加相应的刀具冷却剂以及剂，通过有效改善切削刀具、切削工艺以及切削方式等，来实现绿色化机械制造加工。可见这种干式切削的实现的基础在于很高的技术水平，干式切削的设想最早由法国的一个博士提出，通过改善刀具材料、刀具磨损能力以及热变形能力等，来实现干式切削技术的绿色化生产与制造，然而最终的效果依旧不理想，导致了干式切削技术的最后推广存在很多困难。

德国Car1.J.Salomon博士1931年提出了高速切削的概念，高速切削具有降低切削力、减小热变形、提高加工表面质量和生产效率等一系列优点，为最终实现千式切削提供了必要条件，但高速切削在现阶段制造领域里普遍推广仍存在一定困难。

3.2 绿色机械加工切削液的研制

绿色机械加工制造的最终方向在于实现无污染化的机械加工方式，因此，干式切削成为了绿色机械加工制造的目标。然而收各种因素的局限，加上技术基础的不完善性，使得绿色机械加工制造难以实现。因此，相关的研究工作开始转向添加剂中，切削液随之应运而生。然而切削液的污染性显然与可持续发展目标背道而驰。因此绿色机械加工切削液的研制主要有以下几个方面：基础油的选择、抗磨剂的选择等等。通过有效实现刀具加工过程中，接触部位的耐磨性的提升，有效实现绿色生产。

基础油作为切削剂的基础，可以通过植物提取的方式获取，植物不可能产生污染性，植物直接提取的物质自然不会产生污染性；此外，我国作为一个农业国家，植物语的储备丰富，通过植物油作为基础油，有效降低切削液成本，同时实现略环保。

3.3 低污染或者无污染冷却技术的应用

目前，干式切削技术依然处于研究阶段，其应用技术还不成熟；传统的切削又有多种不足，因此介于两者之间的技术有着很广阔的应用前景。

最小量切削技术是一种近似于干式切削与切削液切削的技术，通过最小化剂的添加，实现机械制造加工质量的同时，有效保障切削质量。随着切削液的减小，其机械加工过程中，既减小切削液的成本投入，同时减小切削刀具的磨损，实现切削的双赢模式加工。同时，还可以有效提升切削质量与切削效率。

最小量技术MQL的优点有：①无需废液处理；②对人体无危害；③对环境无污染，④节约资源：供给的油量可达每小时2-30mL，为传统湿式方法用量的万分之一左右；⑤大大减A，T刀具―工件、刀具一切屑的摩擦，从而延长了刀具寿命，提高了加工表面质量，⑥系统简单，体积小，易布局。

4 绿色机械加工技术的发展前景

目前，通过冷风技术以及自然可降解型的技术，有效实现绿色机械加工与制造，通过微量油的加入，有效提高刀具之间的性，减小两者之间摩擦，提升刀具的使用寿命，通过冷却风的加入，有效降低刀具摩擦处的温度，实现整体加工工艺过程的污染降低，同时有效提升加工质量与加工效率。绿色机械加工与传统机械加工相比，对环境的负担几乎为零，特点有：①机械加工废液零排放，②降低切削液制作过程中化学原料的成分，③利用冷风、可自然降解油剂和水，切屑液可完全回收利用。

绿色化机械加工，通过实现环境污染的降低、机械加工效率的提升以及机械制造质量的提升，相比与传统机械加工技术，有着更大的发展前景。然而绿色机械加工液作为一种生态型的加工液，有着非常长远的应用前景，同时具有非常大的经济效益空间。可以说，绿色机械加工液是对传统加工液的巨大挑战。据统计资料显示，我国具有430多万台机床设备，其中80%需要机械加工液，切削液中的化学物质对操作人员有很大的危害，同时也对环境破坏严重。显然，绿色机械加工液是一种生态加工液，它的应用开发和产业化具有重大的经济、社会、环境效益与长远的经济前景。

5 结语

当代社会，技术的发展日新月异，技术的进步实现了机械制造业的发展，同时也提出了更困难的目标。如何实现机械制造业的加工成本降低，同时最小化其环境污染程度，实现最优化的绿色生产，这依然需要更多的研制与开发。只有不断更新机械制造业的生产技术，同时研制出更绿色化的切削液，如此才能实现绿色化机械生产与制造。

参考文献：

[1]刘俊岩.水蒸汽作绿色冷却剂的作用机理及切削试验研究[D].哈尔滨工业大学，2005.

[2]王爱玲.论生态加工与环境保护[J].技术新工艺，2004.