绿色制造理念下的机械制造工艺

　　1绿色制造工艺技术概述

　　绿色制造，又称环境意识制造(Environmentally Conscious Mannufacturing)、面向环境的制造(Manufacturing For Environment)等。它是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的影响(负作用)最小，资源利用率最高。并使企业经济效益和社会效益协调优化。绿色制造这种现代化制造模式，是人类可持续发展战略在现代制造业中的体现。

　　绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。它使产品从设计、制造、使用到报废整个产品生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化，符合环境保护要求，对生态环境无害或危害极少，节约资源和能源，使资源利用率最高，能源消耗最低。

　　传统的制造模式是一个开环系统，即原料-工业生产-产品使用-报废-二次原料资源，从设计、制造、使用一直到产品报废回收整个寿命周期对环境影响最小。资源效率最高，也就是说要在产品整个生命周期内，以系统集成的观点考虑产品环境属性。改变了原来末端处理的环境保护办法，对环境保护从源头抓起，并考虑产品的基本属性，使产品在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的基本性能、使用寿命、质量等。

　　2绿色制造理念下的机械制造工艺类型

　　根据绿色制造工艺技术追求的目标，可将绿色制造工艺划分为三种类型，即节约资源的工艺技术、节省能源的工艺技术和环保型工艺技术。

　　2.1节约资源的工艺技术

　　节约资源的工艺技术是指在生产过程中简化工艺系统组成、节省原材料消耗的工艺技术。如通过优化毛坯形状，减小加工余量，降低原材料消耗;通过提高刀具寿命，选用新型刀具材料，降低刀具组成材料的消耗;减小或取消切削液的使用;简化工艺系统的组成要素等。

　　节约资源的工艺技术的实现可从设计和工艺两方面着手。在设计方面，可通过减少零件数量、减轻零件重量、采用优化设计技术等使原材料利用率最高;在工艺方面，可通过优化毛坯制造技术、优化下科技术、少无切屑加工技术、干式加工技术、新型特种加工技术等减小材料消耗。

　　2.2节省能源的工艺技术

　　加工过程中要消耗大量的能量，这些能量一部分转化为有用功，而大部分则转化为其它能量形式而消耗掉。消耗掉的能萤总是伴随着各种各样的有害损失。

　　如摩擦损失掉的能量伴随着磨损而导致机床过早地丧失应有的精度;转化成热量的能量会使工艺系统温度升高，影响加工精度;损失掉的能量还可能会产生振动和噪声，降低工艺系统的可靠性，并污染环境，对操作者及周围环境造成不同程度的危害。目前，采用的方法主要有减磨、降耗或采用低能耗工艺等。

　　2.3环保型工艺技术

　　生产过程是一个输入输出系统，当给系统输入加工过程所要求的各要素时，系统会输出除最终目标产品外，还会输出对环境、操作者等有影响或危害的物质，如废液、废气、皮渣、噪声等。环保型工艺技术就是通过一定的工艺环节，使这些物质尽可能减少或完全消除，提高系统运行效率。最为有效的方法是在工艺设计阶段全面考虑，积极预防污染的产生;有时也同时增加末端治理技术。

　　3绿色制造理念下的机械制造工艺

　　3.1选择绿色原材料

　　绿色制造所选择的材料既要有良好地适用性能，又要满足制造工艺特性以及与环境有较好地协调性。选择绿色材料是实现绿色制造的前提和关键因素之一。绿色制造要求选择材料应考虑以下几个原则：

　　(1)优先选用可再生材料，尽量选用回收材料，提高资源利用率，实现可持续发展：

　　(2)选用原料丰富，低成本，少污染的材料代替价格昂贵，污染大的材料：

　　(3)尽量选择环境兼容性好的材料，避免选用有毒、有害和有辐射性的材料。这样有利于提高产品的回收率，节约资源，减少产品毁弃物，保护生态环境。

　　3.2采用先进的成型技术

　　(1)少无切削加工技术

　　随着新技术、新工艺的发展，精密铸造、冷按压、直接沉积等成型技术和工程塑料在机械制造中的应用日趋成熟，从接近零件形状向精密成形、仿形方向发展。用自由成形制造代替切削加工，有些成形件不需要机械加工，就可直接使用，这样不仅可以节约传统毛坯制造时的能耗、物耗，同时也大大减少了产品的制造周期和生产费用。

　　(2)快速成型RP技本

　　快速成型(RP-RapidPrototyping)又叫快速原型制造技术，他是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。它与传统机加工去除材料的方法截然相反，该工艺可以在没有任何刀具、模具及工装夹具的情况下，快速、准确、直接地制造任意复杂形状的三维实体和零件，实现零件的生产。因此，既节约资源、降低制造成本，又能减少加工废弃物对环境的污染，同时也大大提高了新产品样件的制造速度。

　　3.3绿色切削加工技术

　　切削液是机械加工过程中主要的污染源，而且切削液的费用约占零件制造成本的l/6，解决切削液带来的问题最有效的途径是采用绿色切削加工技术。绿色切削加工技术是一种充分考虑环境和资源问题的加工技术，要求在整个加工过程中做到对环境的污染最小和对资源的利用率最高。目前国内外对绿色切削的研究主要集中在千式切削、低温切削、绿色湿式切削等几个方面。绿色湿式切削是目前比较可行的加工方法。新型环保切削液的研制、切削液的合理使用及废液的净化处理成为亟待解决的问题。

　　绿色切削加工技术作为2l世纪一项薪的课题，正得到越来越广泛的重视。虽然干式切削、低温切削、绿色湿式切削等技术还有很多问题需要解决，但它们的优越性正逐渐体现出来。绿色切削将是未来绿色制造业的重要组成部分。

　　4结语

　　当前，世界上掀起一股“绿色浪潮”，环境问题已经成为世界各国关注的热点，并列入世界议事日程，制造业将改变传统制造模式，推行绿色制造技术，发展相关的绿色材料、绿色能源和绿色设计数据库、知识库等基础技术，生产出保护环境、提高资源效率的绿色产品，如绿色汽车、绿色冰箱等，并用法律、法规规范企业行为，随着人们环保意识的增强。那些不推行绿色制造技本和不生产绿色产品的企业，将会在市场竞争中被淘汰，使发展绿色制造技术势在必行。