綠色機械制造工藝

時間：2022-10-05 20:47:31 機電一體化畢業論文我要投稿

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綠色機械制造工藝

　　綠色機械制造工藝【1】

　　摘要：隨著我國經濟的迅速發展，我國的能源消耗越來越大，所以國家大力推進節能減排措施，以促進國家經濟的可持續發展，建設出節約友好型社會。

　　機械制造行業作為國家的重點行業，由于涉及面較廣，因此如何發展好綠色機械制造工藝技術，提高企業的經濟效益保護好生態環境和合理利用資源具有非常重要的意義。

　　關鍵詞：綠色理念;綠色制造;機械制造;工藝技術

　　綠色機械制造工藝是指以綜合考慮環境因素和資源效益為前提，以傳統機械制造技術為基礎，將環境科學、材料科學、能源科學、控制技術等先進科學技術結合在一起，以達到預期質量和功能的先進機械制造方法和過程。

　　發展綠色機械制造工藝的目的就是達到資源、環境和經濟效益的統一。

　　1、發展綠色機械制造工藝技術的重要意義

　　近年來，我們一直提倡環保節能，建設資源節約型環境友好型社會，為節能環保產業創造了良好歷史發展機遇。

　　機械制造行業涉及領域龐大，發展好綠色機械制造工藝技術，對國家發展、公司利益、環境保護都起著重要的作用，也對資源的合理利用具有重大意義。

　　機械制造業與國民經濟發展的各個行業都密切相關，其為人們的衣食住行提供著各種不同性能的機電產品。

　　傳統機械制造技術的發展是一個開環式的發展模式，不考慮環境和資源的代價，從自然界中獲取資源，經過加工處理得到最終產品，同時還產生了大量的廢氣、廢液、廢渣，排放到環境中，給環境帶來嚴重的污染，甚至產生有毒有害的物質，帶來巨大的安全隱患;另一方面，許多的腳料、余料以及破損的零件和設備，最終都成為了廢棄物，這不僅污染了環境，更是對現有資源的一種嚴重浪費。

　　而綠色機械制造工藝引用的是一個清潔生產和廢棄物循環利用的閉環式發展模式，根據市場需求，設計、生產出質量合格的產品，在此過程中，充分考慮資源利用、能源消耗和環境保護等這些因素，從而達到資源和能源的最優化的配置，最大限度地減少環境污染。

　　因由此可見，綠色機械制造工藝比傳統機械制造工藝更能適應新時期的機械工業發展要求。

　　2、綠色制造理念在機械制造工藝中的應用措施

　　2.1綠色設計

　　綠色設計是指根據產品的品質要求，在綠色理念的指導下，對機械的工作原理、結構、運動方式力、能量的傳遞、各個零件的材料和形狀的尺寸進行設計，并通過計算分析轉化圖紙作為制造依據的工作過程。

　　要做好綠色設計，需從設計之初就要充分考慮產品流轉的各個環節中所應注意的環保問題，并將環保作為設計的重要指導原則。

　　綠色設計涉及十多項設計階段，包括選材、結構設計、工藝設計、包裝運輸設計、使用維護設計、拆卸維護設計、報廢處置設計等。

　　要將各階段的設計方案系統地協調和整合起來，因此，綠色設計也成了一個具有綠色性、集成性、并行性的系統。

　　2.2選用綠色原材料

　　實現綠色制造理念，應該在制造中使用比較綠色環保的原材料進行制造，同時選擇的環保材料還應該符合機械制造工藝的要求，還要具備非常良好的使用性能。

　　具體來講，在原材料的選擇上，首先應該注意環境和材料的兼容性，不可以使用有毒、有害、有輻射性的材料。

　　使用這樣的原材料能夠在使用完成之后再利用，減少資源的浪費。

　　其次，應該選用原料豐富、低成本、低污染的原材料，避免使用價格昂貴、污染大的材料。

　　最后，在制造的時候最好要使用一些能夠回收的原材料，或者已經經過回收的原材料，實現資源的循環使用，減少制造中的浪費現象。

　　2.3選用綠色技術

　　想要保證機械制造工藝中綠色理念的融入，應該將一些先進的技術加入到機械制造當中。

　　例如可以在機械制造中使用快速成型制造技術。

　　這一技術所使用的儀器為快速成型機，這一設備在進行使用的時候，首先是使用cAD中的數據來進行模型的設立，將層層的模型進行堆積。

　　這種儀器使用的先進性在于它在使用的時候沒有使用任何的刀具、模具和工裝夾具，并且能在很短的時間內形成復雜形狀的實體或者三維零件。

　　因此這種技術不僅能夠有效的節約資源，還能夠讓制造成本得到有效的減少，與此同時，還能夠生產出很多新型的機械設備。

　　在機械制造工藝中還可以使用少無切削加工技術，這一技術是新技術、新工藝中衍生的新型技術類型。

　　在使用的時候是利用精密鑄造、冷擠壓、沉積等成型技術和工程材料應用到機械制造當中，也是將機械零件的形狀向著精密成型的方向發展。

　　通過這種自由成型的加工技術，能夠讓產品的生產費用有效的減少，也能夠減少機械產品生產中的能源浪費和資源浪費。

　　2.4綠色切削加工技術的應用

　　綠色切削技術在機械制造工藝中也能夠達到節能減排的要求。

　　由于在機械產品切割的時候使用的切削液具有一定的污染成分，所以使用綠色切削技術就能有效的解決污染的題。

　　這一技術在使用的時候，主要是會進行干式切割、低溫切割、綠色溫式切割等幾個方式。

　　但是這一技術在使用的時候的凈化處理、切削液的研制等方面還存在著一定的問題，因此還沒有得到全面的利用。

　　所以相關的技術人員應該加強對這一技術的開發力度，從而更好的投入到機械生產當中。

　　2.5振動消除應力法的應用

　　在機械制造的生產過程中，一般情況下都是要對原材料進行特殊的處理，這一過程不僅能夠讓材料的應力有效的減弱，還能讓機械產品的性能大大增強。

　　處理中使用熱時效法的時候，會讓材料本身的性能得到破壞，還會讓制造的成本大大增加。

　　所以在處理的時候可以使用振動消除應力法，這種方法能夠讓材料中的金屬構件實現晶格滑移，從而就能讓金屬的塑性發生改變，從而讓材料的應力得到有效的減弱，實現減少成本、避免浪費的目的。

　　2.6再制造技術的應用

　　再制造技術主要是將已經不能使用的或者已經到了使用壽命的零件進行一定的處理，再將這些處理過的零件加入到機械的生產當中，從而有效的減少資源的浪費，也讓機械的使用壽命得到延長。

　　但是在使用這一技術的時候，必須要保證機械產品的使用性能，不能將處理不合格的零件應用在機械制造當中。

　　2.7綠色處理

　　綠色處理是指將在機械制造過程中排放出的廢液、廢氣、毛坯腳料以及破損的零件設備等廢渣，進行回收利用或將其變成對環境無污染的物質的過程。

　　綠色處理的方法有：第一，根據各排放氣體的性能，能吸收的就采用物理或化學方法吸收，能燃燒的就在燃燒爐中通入氧氣完全燃燒。

　　第二，廢液集中進行回收、轉化、燃燒等處理。

　　第三，將有毒的廢渣進行集中深埋，或是采用化學方法將其變成無毒無害物質，將有棱角的銳利廢棄物收集在一起并作集中處理。

　　第四，將已報廢的產品回收并使用到下一個周期中，變廢為寶。

　　3、結束語

　　綠色制造，簡而言之就是，從生產到制造再到應用，后期的回收等都遵循環保健康的理念，能最大化地確保原材料和利用率的高效。

　　這就是綠色化的重要意義所在。

　　總之，在如今這個快速發展的社會中，只有順應消費者訴求及高精度、高效率的綠色概念等，才能長久發展。

　　對于今后的發展，綠色化、自動化、機械化是未來的方向和目標，只有以之為契機，才能更加快速地發展壯大。

　　所以，機械制造業要有長遠發展，必將以降低資源耗費，發展純凈的再生能源，治理、減輕以至消除環境污染作為永恒發展奮斗目標。

　　綠色制造理念下的機械制造工藝【2】

　　【摘要】綠色制造是一種將環境影響與資源效益綜合考慮在內的現代化制造模式，也是機械制造業今后乃至未來發展的必然趨勢。

　　本文在闡述綠色制造含義的基礎上，對綠色制造工藝技術的基本類型進行了分析，最后就綠色制造理念下的機械制造工藝進行了探究。

　　【關鍵詞】綠色制造;機械制造;工藝技術;綠色設計

　　綠色制造是一種將環境影響與資源效益綜合考慮在內的現代化制造模式。

　　長期以來，環境、資源、人口是人類社會面臨的三大主要問題，尤其是環境問題，嚴峻程度日益俱增，嚴重威脅人類社會的生存與發展。

　　因此，我們在在大力發展機械制造業的同時，不能忽視生態環境的保護，而應將綠色制造理念滲透到機械制造行業中，積極推廣綠色制造工藝，堅持可持續發展，實現資源的無害化。

　　1.綠色制造的含義

　　綠色制造，又被稱為清潔制造、生態制造以及環境意識制造。

　　綠色制造，它是指在產品的整個生命周期中，從原料提煉、毛坯制造、材料選擇、設計、生產、包裝、使用、維修再到報廢回收過程中均將環境影響和資源效益綜合考慮在內，力求將環境的污染降到最小，將資源的消耗量降到最低，實現經濟效益和社會效益協調優化的現代化制造模式。

　　綠色制造工藝技術，以傳統的工藝技術為基礎，結合表面技術、控制技術、材料科學技術等多種先進的新技術，在確保產品的質量、功能、成本的基礎上，全面考慮環境和資源的雙重因素的現代化制造技術。

　　其目標使產品從設計、制造、使用到報廢整個生命周期過程中不會污染環境，使能源消耗最低、資源利用率最高，節約資源和能源。

　　2.綠色制造工藝技術的基本類型

　　2.1降低能耗型工藝技術

　　降低能耗型工藝技術是指一項在生產過程中能夠降低能量損耗的工藝技術。

　　目前，主要通過減磨、降耗或采用低能耗工藝等方法來降低能量損耗。

　　眾所周知，在機械制造過程中要消耗大量的能量，這些能量有一部分會轉化成有用，另一部分在直接轉化成能量的形式后會被消耗掉，而所消耗的這些能量總是伴隨著一定的有害損失。

　　如摩擦損失掉的能量會因磨損而影響加工精度;損失掉的能量還會引起振動和噪聲，破壞工藝系統的安全性和可靠性，污染周圍環境，甚至威脅到操作者的生命安全。

　　2.2節約資源型工藝技術

　　節約資源型工藝技術是指一項在生產過程中能夠簡化生產工藝系統組成要素，節約原材料消耗的工藝技術。

　　節約資源型工藝技術可從設計和工藝兩方面加以實現，在設計上，可通過優化設計技術、降低零件重量、減少零件數量等途徑提高原材料的利用率。

　　在工藝上，可通過采用新型刀具材料，降低刀具組成的消耗，增強刀具的使用壽命;采用干式加工技術，減小或取消切削液的使用，降低加工廢棄物對環境的污染，節約資源;通過先進的優化毛坯制造技術對毛坯形狀加以優化，減小加工余量，降低原材料消耗。

　　2.3環境保護型工藝技術

　　環境保護型工藝技術是指一項在生產過程中，通過一定的工藝技術將產生的對環境和操作者有影響的物質盡量減少或消除的技術。

　　生產過程實際上是一個輸入輸出系統，當將各種加工過程所需要的要素輸入系統中時，系統會將最終目標產品以外的物質直接輸出，這些物質可能會對環境和操作者產生影響，甚至危害，如廢氣、廢渣、廢液、噪聲等。

　　加強機械制造工藝設計階段的全面管理，增強末端治理技術，積極預防污染的產生是目前機械制造業消除環境污染，保護生態環境最為有效的方法。

　　3.綠色制造理念下的機械制造工藝分析

　　3.1遵循綠色設計理念

　　綠色設計幾乎決定了產品生命周期的全部消耗，是機械制造過程中的重要環節。

　　綠色設計，也稱為環境設計、生態設計以及環境意識設計，它是集產品質量、功能、壽命和環境于一身的系統設計理念。

　　綠色設計理念具有綠色性、并行性以及集成性等特點，要求設計產品在之前應將產品整個生命周期全過程的所有因素考慮在內，如產品質量，產品結構設計、工藝設計、包裝運輸設計、拆卸回收設計、報廢處置設計等各個環節的產品環境屬性，同時確保各個設計階段相互協調，做出各階段和整體設計方案的信息交流和反饋工作，以便能在設計研發過程中及時對產品進改進，從而促使產品設計達到最優化。

　　綠色設計理念作為一種先進的設計理念，所考慮的因素不僅包括原材料的選擇，而且還涉及到廢棄物的處理，涉及到一系列的關鍵技術，而這些關鍵技術仍有待于今后的深入探討。

　　3.2選擇綠色原材料

　　選擇綠色原材料是實現綠色制造的前提條件。

　　綠色制造理念下的原材料不僅要具備較強的適用性能，而且還需符合機械制造工藝基本特性的要求，并與環境保持良好地協調性。

　　因此，在選擇機械制造原材料時，應把握好以下幾個事項：

　　(1)盡量選擇可再生的原材料，以便于及時回收，從而提高資源利率，實現綠色化生產和可持續發展;

　　(2)盡量選擇環境兼容性強的原材料，有毒、有害、輻射性強的材料盡可能不使用，以降低環境的污染性，減少產品毀棄物，提高材料回收率，確保生態系統的平衡。

　　(3)盡量選擇原料豐富，成本低、污染小的原材料，少選用價格昂貴，污染大的材料，以節約資源，降低成本，保護環境。

　　3.3采用綠色工藝技術

　　3.3.1干切削技術

　　材料切削是機械制造中的一種基本工藝，通常通過在有切削液的情況下進行濕切削。

　　然而這種濕切削技術既污染環境，又需要高額的投資費用，這與綠色制造理念完全不相符合，綠色制造理念下的干切削技術不僅具有降低生產成本、簡化生產工藝，而且更無廢液排放和回收等一系列問題。

　　因此，在機械制造的加工過程中，常采用干切削技術來代替濕切削技術。

　　3.3.2少無切削加工技術

　　該技術目前被廣泛運用于機械工業中。

　　隨著各種新技術、新工藝的迅猛發展，精密鑄造、冷擠壓、直接沉積等成型技術在機械制造中的應用逐漸成熟起來，并逐步從接近零件形狀向精密成形、仿形方向深入發展。

　　采用這種技術代替傳統的切削加工技術，對于不需要機械加工的成形件可直接使用，這樣既能夠減少傳統毛坯制造時的能耗、物耗，提高資源利用率，同時又能夠縮短產品的制造周期，降低產品生產費用。

　　3.3.3快速原型制造技術

　　主要利用三維CAD的數據，通過快速成型機，進而將一層層的村料堆積成實體原型。

　　與傳統機械加工技術相比，快速原型制造技術可在無任何模具、刀具、夾具的情況下進行，并將任何復雜形狀的三維實體和零件快速、準確、直接地制造出來。

　　該技術不僅可以有效地降低制造成本，節約資源，還可以提高產品樣件的制造速度，減少加工廢棄物對環境的污染。

　　3.4建立綠色監督機制

　　綠色監督機制是指由系統之間的相互監督、系統內的自我監督、公眾的監督和專門機構的法律監督等不同監督內容組成的監督體系，具體主要包括產前監督機制、產中監督機制以及產后監督機制三個動態過程。

　　事實上，綠色監督機制又分為強調公民參與環境監督的軟監督和法律法規規定的硬監督，前者以一種非強制性監督方式進行，后者以一種強制性監督方式進行。

　　然而只有將軟監督和硬監督兩種監督方式結合起來，綠色監督機制才能完善，綠色制造理念才能得以實現。

　　總之，綠色制造理念越來越被世界各國所重視，機械制造業的制造模式將會實現由傳統制造模式向綠色制造模式的轉變。

　　為了提高資源的利用率，降低產品制造成本，減少資源的浪費，保護生態環境，在今后很長的一段時間內仍需對綠色材料、綠色能源等綠色設備進行深入地研究。[科]

　　【參考文獻】

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　　[3]王清超,鄭明楊,錢慶鎮.機械制造工藝在綠色制造理念下的研究[J].科技咨詢,2010(28).

　　[4]黃湖生.機械制造工藝在綠色制造意義上的對策[J].廣東科技,2011(10).

　　綠色制造理念的機械制造工藝【3】

　　【摘要】：本文結合綠色制造的含義及其結構體系，介紹了綠色機械制造工藝的三種類型，即節約資源的工藝技術、節省能源的工藝技術、環保型工藝技術，進而分析了綠色制造工藝的開發策略。

　　【關鍵詞】綠色制造;機械制造工藝;開發策略

　　1.綠色制造概述

　　1.1概念

　　綠色制造.又被稱為環境意識制造或面向環境的制造，是一個系統地考慮環境影響和資源效率的現代制造模式。

　　綠色制造的目標是使得產品從設計、制造、包裝、運輸.使用到報廢處理的整個產品生命周期中，對環境的負面影響最小.資源效率最高.并使企業經濟效益和社會效益協調優化。

　　這里的環境包含了自然生態環境.社會系統和人類健康等因素。

　　1.2綠色制造的結構體系

　　綠色制造的核心內容是產品制造過程中，使用綠色材料和清潔能源，通過綠色設計.生產綠色產品.最終建立具有可持續性的產品生產和消費模式。

　　綠色制造主要由三大部分組成：綠色設計.清潔生產和綠色再制造。

　　2.綠色機械制造工藝的類型

　　2.1節約資源的工藝技術

　　原材料(尤其是一些不可再生的金屬材料)的大量消耗.將不利于全社會的可持續發展.因此.機械工業應積極推廣資源消耗少的綠色工藝技術，通�？刹扇∫韵戮G色工藝技術。

　　2.1.1綠色材料

　　綠色設計與制造所選擇的材料既要有良好的使用性能.又要與環境有較好的協調性。

　　為此，可改善機電產品的功能.簡化結構.減少所用材料的種類：選用易加工的材料、低能耗、少污染的材料，可回收再利用的材料，采用天然可再生材料。

　　2.1.2少無切削技術

　　隨著新技術、新工藝的發展，精鑄、精鍛、擺輾等成型技術和工程塑料在機械制造中的應用日趨成熟，從近似成型向凈成型方向發展。

　　有些成型件不需要機械加工，就可直接使用.不僅可以節約傳統毛坯制造時的能耗、物耗，也大大減少了產品的制造周期和生產費用。

　　2.1.3節水制造技術

　　水這種寶貴的資源在機械制造中起著重要的作用。

　　但由于我國北方缺水，從綠色可持續發展的角度，應積極探討節水制造的新工藝。

　　2.1.4新型刀具材料

　　減少刀具材料消耗，尤其是復雜、貴重刀具材料的磨耗是降低物料消耗的另一重要途徑，對此可采用新型刀具材料，發展涂層刀具。

　　2.1.5回收利用

　　綠色設計與制造，非�？粗貦C械產品廢棄后的回收利用，它使傳統的物料運行模式從開環式變為部分閉環式。

　　產品生產廠家對回收可再利用的元器件，進行選擇、回收和再利用等處理。

　　2.2節省能源的工藝技術

　　加工過程中要消耗大量的能量，這些能量一部分轉化為有用功，而大部分則轉化為其他能量形式而消耗掉。

　　消耗掉的能量總是伴隨著各種各樣的有害損失。

　　目前，可采取以下綠色技術。

　　技術節能。

　　加強技術改造，提高能源利用率，如采用節能型電機，淘汰能耗大的老式設備。

　　工藝節能。

　　改變原來能耗大的機械加工工藝，采用先進的節能新工藝和綠色新工裝。

　　管理節能。

　　加強能源管理，及時調整設備負荷，消除滴、漏、跑、冒等浪費現象，避免設備空車運轉等。

　　適度利用新能源。

　　可再生利用，無污染的新能源是能源發展的一個重要方向。

　　綠色設備和制造裝備將向著低能耗，與環境相協調的綠色設備方向發展。

　　現在已出現了干式切削加工機床、強冷風磨削機床等。

　　綠色化設備減少了機床材料的用量，優化了機床結構，提高了機床能效，不使用對人和生產環境有害的工作介質。

　　2.3環保型工藝技術

　　生產過程是一個輸入輸出系統，當系統輸入所要求的要素時，系統輸出除最終產品外，還會輸出對環境、操作者等有影響或危害的物質，如廢液、廢氣、廢渣、噪聲等。

　　環保型工藝技術就是通過一定的工藝手段，使其盡可能減少或完全消除，提高系統運行效率。

　　可從以下方面考慮：

　　2.3.1減少大氣污染

　　2.3.2減少水污染

　　2.3.3減少其他污染

　　3.綠色制造工藝的開發策略

　　由于切削和磨削是目前獲得零件尺寸和形狀的主要手段，其主要優點是可以得到極高的尺寸和形狀精度，以及很小的表面粗糙度，其主要缺點是浪費原材料，加工效率低，對零件的表面材料性質有一定影響，且能耗大，切(磨)屑難于處理，即使能處理，其處理成本也很高，對環境又有污染(切、磨削液的用于排放、加工中揮發的煙霧等)。

　　因此，對綠色機械加工工藝(干式切削、干式磨削等)的研究既具有理論意義，又具有廣泛的實際意義。

　　3.1采用電子技術改造舊機床

　　舊機床改造的主要目的是：提高機床的加工精度和效率，減輕操作勞動強度、擴大機床的功能，提高自動化程度和工作可靠性等。

　　通常采用的電子技術有：數顯技術.可編程序控制器(PLC)技術，數據技術，變領調速技術等。

　　3.2干切削技術

　　材料切削是常規的機械制造工藝，通常是有切削液條件下的濕切削。

　　實踐證明，使用和清除切削液的費用已明顯高于刀具的費用，此外還有切削液的環境污染問題干切削技術在不使用切削液的條件下進行。

　　切削液傳統的排屑、冷卻、潤滑作用己逐漸由刀具設計與制造及其它方法所代替。

　　3.3冷輾擴技術

　　最初的冷輾擴技術只能做到輾擴和成型，達不到精度要求。

　　隨著數控和比例技術的發展以及材料性能的改進，冷輾擴工藝得到了重視和發展。

　　80年代末出現了一種新的機型。