绿色机械制造工艺

时间：2022-10-05 20:47:31 机电一体化毕业论文我要投稿

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绿色机械制造工艺

　　绿色机械制造工艺【1】

　　摘要：随着我国经济的迅速发展，我国的能源消耗越来越大，所以国家大力推进节能减排措施，以促进国家经济的可持续发展，建设出节约友好型社会。

　　机械制造行业作为国家的重点行业，由于涉及面较广，因此如何发展好绿色机械制造工艺技术，提高企业的经济效益保护好生态环境和合理利用资源具有非常重要的意义。

　　关键词：绿色理念;绿色制造;机械制造;工艺技术

　　绿色机械制造工艺是指以综合考虑环境因素和资源效益为前提，以传统机械制造技术为基础，将环境科学、材料科学、能源科学、控制技术等先进科学技术结合在一起，以达到预期质量和功能的先进机械制造方法和过程。

　　发展绿色机械制造工艺的目的就是达到资源、环境和经济效益的统一。

　　1、发展绿色机械制造工艺技术的重要意义

　　近年来，我们一直提倡环保节能，建设资源节约型环境友好型社会，为节能环保产业创造了良好历史发展机遇。

　　机械制造行业涉及领域庞大，发展好绿色机械制造工艺技术，对国家发展、公司利益、环境保护都起着重要的作用，也对资源的合理利用具有重大意义。

　　机械制造业与国民经济发展的各个行业都密切相关，其为人们的衣食住行提供着各种不同性能的机电产品。

　　传统机械制造技术的发展是一个开环式的发展模式，不考虑环境和资源的代价，从自然界中获取资源，经过加工处理得到最终产品，同时还产生了大量的废气、废液、废渣，排放到环境中，给环境带来严重的污染，甚至产生有毒有害的物质，带来巨大的安全隐患;另一方面，许多的脚料、余料以及破损的零件和设备，最终都成为了废弃物，这不仅污染了环境，更是对现有资源的一种严重浪费。

　　而绿色机械制造工艺引用的是一个清洁生产和废弃物循环利用的闭环式发展模式，根据市场需求，设计、生产出质量合格的产品，在此过程中，充分考虑资源利用、能源消耗和环境保护等这些因素，从而达到资源和能源的最优化的配置，最大限度地减少环境污染。

　　因由此可见，绿色机械制造工艺比传统机械制造工艺更能适应新时期的机械工业发展要求。

　　2、绿色制造理念在机械制造工艺中的应用措施

　　2.1绿色设计

　　绿色设计是指根据产品的品质要求，在绿色理念的指导下，对机械的工作原理、结构、运动方式力、能量的传递、各个零件的材料和形状的尺寸进行设计，并通过计算分析转化图纸作为制造依据的工作过程。

　　要做好绿色设计，需从设计之初就要充分考虑产品流转的各个环节中所应注意的环保问题，并将环保作为设计的重要指导原则。

　　绿色设计涉及十多项设计阶段，包括选材、结构设计、工艺设计、包装运输设计、使用维护设计、拆卸维护设计、报废处置设计等。

　　要将各阶段的设计方案系统地协调和整合起来，因此，绿色设计也成了一个具有绿色性、集成性、并行性的系统。

　　2.2选用绿色原材料

　　实现绿色制造理念，应该在制造中使用比较绿色环保的原材料进行制造，同时选择的环保材料还应该符合机械制造工艺的要求，还要具备非常良好的使用性能。

　　具体来讲，在原材料的选择上，首先应该注意环境和材料的兼容性，不可以使用有毒、有害、有辐射性的材料。

　　使用这样的原材料能够在使用完成之后再利用，减少资源的浪费。

　　其次，应该选用原料丰富、低成本、低污染的原材料，避免使用价格昂贵、污染大的材料。

　　最后，在制造的时候最好要使用一些能够回收的原材料，或者已经经过回收的原材料，实现资源的循环使用，减少制造中的浪费现象。

　　2.3选用绿色技术

　　想要保证机械制造工艺中绿色理念的融入，应该将一些先进的技术加入到机械制造当中。

　　例如可以在机械制造中使用快速成型制造技术。

　　这一技术所使用的仪器为快速成型机，这一设备在进行使用的时候，首先是使用cAD中的数据来进行模型的设立，将层层的模型进行堆积。

　　这种仪器使用的先进性在于它在使用的时候没有使用任何的刀具、模具和工装夹具，并且能在很短的时间内形成复杂形状的实体或者三维零件。

　　因此这种技术不仅能够有效的节约资源，还能够让制造成本得到有效的减少，与此同时，还能够生产出很多新型的机械设备。

　　在机械制造工艺中还可以使用少无切削加工技术，这一技术是新技术、新工艺中衍生的新型技术类型。

　　在使用的时候是利用精密铸造、冷挤压、沉积等成型技术和工程材料应用到机械制造当中，也是将机械零件的形状向着精密成型的方向发展。

　　通过这种自由成型的加工技术，能够让产品的生产费用有效的减少，也能够减少机械产品生产中的能源浪费和资源浪费。

　　2.4绿色切削加工技术的应用

　　绿色切削技术在机械制造工艺中也能够达到节能减排的要求。

　　由于在机械产品切割的时候使用的切削液具有一定的污染成分，所以使用绿色切削技术就能有效的解决污染的题。

　　这一技术在使用的时候，主要是会进行干式切割、低温切割、绿色温式切割等几个方式。

　　但是这一技术在使用的时候的净化处理、切削液的研制等方面还存在着一定的问题，因此还没有得到全面的利用。

　　所以相关的技术人员应该加强对这一技术的开发力度，从而更好的投入到机械生产当中。

　　2.5振动消除应力法的应用

　　在机械制造的生产过程中，一般情况下都是要对原材料进行特殊的处理，这一过程不仅能够让材料的应力有效的减弱，还能让机械产品的性能大大增强。

　　处理中使用热时效法的时候，会让材料本身的性能得到破坏，还会让制造的成本大大增加。

　　所以在处理的时候可以使用振动消除应力法，这种方法能够让材料中的金属构件实现晶格滑移，从而就能让金属的塑性发生改变，从而让材料的应力得到有效的减弱，实现减少成本、避免浪费的目的。

　　2.6再制造技术的应用

　　再制造技术主要是将已经不能使用的或者已经到了使用寿命的零件进行一定的处理，再将这些处理过的零件加入到机械的生产当中，从而有效的减少资源的浪费，也让机械的使用寿命得到延长。

　　但是在使用这一技术的时候，必须要保证机械产品的使用性能，不能将处理不合格的零件应用在机械制造当中。

　　2.7绿色处理

　　绿色处理是指将在机械制造过程中排放出的废液、废气、毛坯脚料以及破损的零件设备等废渣，进行回收利用或将其变成对环境无污染的物质的过程。

　　绿色处理的方法有：第一，根据各排放气体的性能，能吸收的就采用物理或化学方法吸收，能燃烧的就在燃烧炉中通入氧气完全燃烧。

　　第二，废液集中进行回收、转化、燃烧等处理。

　　第三，将有毒的废渣进行集中深埋，或是采用化学方法将其变成无毒无害物质，将有棱角的锐利废弃物收集在一起并作集中处理。

　　第四，将已报废的产品回收并使用到下一个周期中，变废为宝。

　　3、结束语

　　绿色制造，简而言之就是，从生产到制造再到应用，后期的回收等都遵循环保健康的理念，能最大化地确保原材料和利用率的高效。

　　这就是绿色化的重要意义所在。

　　总之，在如今这个快速发展的社会中，只有顺应消费者诉求及高精度、高效率的绿色概念等，才能长久发展。

　　对于今后的发展，绿色化、自动化、机械化是未来的方向和目标，只有以之为契机，才能更加快速地发展壮大。

　　所以，机械制造业要有长远发展，必将以降低资源耗费，发展纯净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为永恒发展奋斗目标。

　　绿色制造理念下的机械制造工艺【2】

　　【摘要】绿色制造是一种将环境影响与资源效益综合考虑在内的现代化制造模式，也是机械制造业今后乃至未来发展的必然趋势。

　　本文在阐述绿色制造含义的基础上，对绿色制造工艺技术的基本类型进行了分析，最后就绿色制造理念下的机械制造工艺进行了探究。

　　【关键词】绿色制造;机械制造;工艺技术;绿色设计

　　绿色制造是一种将环境影响与资源效益综合考虑在内的现代化制造模式。

　　长期以来，环境、资源、人口是人类社会面临的三大主要问题，尤其是环境问题，严峻程度日益俱增，严重威胁人类社会的生存与发展。

　　因此，我们在在大力发展机械制造业的同时，不能忽视生态环境的保护，而应将绿色制造理念渗透到机械制造行业中，积极推广绿色制造工艺，坚持可持续发展，实现资源的无害化。

　　1.绿色制造的含义

　　绿色制造，又被称为清洁制造、生态制造以及环境意识制造。

　　绿色制造，它是指在产品的整个生命周期中，从原料提炼、毛坯制造、材料选择、设计、生产、包装、使用、维修再到报废回收过程中均将环境影响和资源效益综合考虑在内，力求将环境的污染降到最小，将资源的消耗量降到最低，实现经济效益和社会效益协调优化的现代化制造模式。

　　绿色制造工艺技术，以传统的工艺技术为基础，结合表面技术、控制技术、材料科学技术等多种先进的新技术，在确保产品的质量、功能、成本的基础上，全面考虑环境和资源的双重因素的现代化制造技术。

　　其目标使产品从设计、制造、使用到报废整个生命周期过程中不会污染环境，使能源消耗最低、资源利用率最高，节约资源和能源。

　　2.绿色制造工艺技术的基本类型

　　2.1降低能耗型工艺技术

　　降低能耗型工艺技术是指一项在生产过程中能够降低能量损耗的工艺技术。

　　目前，主要通过减磨、降耗或采用低能耗工艺等方法来降低能量损耗。

　　众所周知，在机械制造过程中要消耗大量的能量，这些能量有一部分会转化成有用，另一部分在直接转化成能量的形式后会被消耗掉，而所消耗的这些能量总是伴随着一定的有害损失。

　　如摩擦损失掉的能量会因磨损而影响加工精度;损失掉的能量还会引起振动和噪声，破坏工艺系统的安全性和可靠性，污染周围环境，甚至威胁到操作者的生命安全。

　　2.2节约资源型工艺技术

　　节约资源型工艺技术是指一项在生产过程中能够简化生产工艺系统组成要素，节约原材料消耗的工艺技术。

　　节约资源型工艺技术可从设计和工艺两方面加以实现，在设计上，可通过优化设计技术、降低零件重量、减少零件数量等途径提高原材料的利用率。

　　在工艺上，可通过采用新型刀具材料，降低刀具组成的消耗，增强刀具的使用寿命;采用干式加工技术，减小或取消切削液的使用，降低加工废弃物对环境的污染，节约资源;通过先进的优化毛坯制造技术对毛坯形状加以优化，减小加工余量，降低原材料消耗。

　　2.3环境保护型工艺技术

　　环境保护型工艺技术是指一项在生产过程中，通过一定的工艺技术将产生的对环境和操作者有影响的物质尽量减少或消除的技术。

　　生产过程实际上是一个输入输出系统，当将各种加工过程所需要的要素输入系统中时，系统会将最终目标产品以外的物质直接输出，这些物质可能会对环境和操作者产生影响，甚至危害，如废气、废渣、废液、噪声等。

　　加强机械制造工艺设计阶段的全面管理，增强末端治理技术，积极预防污染的产生是目前机械制造业消除环境污染，保护生态环境最为有效的方法。

　　3.绿色制造理念下的机械制造工艺分析

　　3.1遵循绿色设计理念

　　绿色设计几乎决定了产品生命周期的全部消耗，是机械制造过程中的重要环节。

　　绿色设计，也称为环境设计、生态设计以及环境意识设计，它是集产品质量、功能、寿命和环境于一身的系统设计理念。

　　绿色设计理念具有绿色性、并行性以及集成性等特点，要求设计产品在之前应将产品整个生命周期全过程的所有因素考虑在内，如产品质量，产品结构设计、工艺设计、包装运输设计、拆卸回收设计、报废处置设计等各个环节的产品环境属性，同时确保各个设计阶段相互协调，做出各阶段和整体设计方案的信息交流和反馈工作，以便能在设计研发过程中及时对产品进改进，从而促使产品设计达到最优化。

　　绿色设计理念作为一种先进的设计理念，所考虑的因素不仅包括原材料的选择，而且还涉及到废弃物的处理，涉及到一系列的关键技术，而这些关键技术仍有待于今后的深入探讨。

　　3.2选择绿色原材料

　　选择绿色原材料是实现绿色制造的前提条件。

　　绿色制造理念下的原材料不仅要具备较强的适用性能，而且还需符合机械制造工艺基本特性的要求，并与环境保持良好地协调性。

　　因此，在选择机械制造原材料时，应把握好以下几个事项：

　　(1)尽量选择可再生的原材料，以便于及时回收，从而提高资源利率，实现绿色化生产和可持续发展;

　　(2)尽量选择环境兼容性强的原材料，有毒、有害、辐射性强的材料尽可能不使用，以降低环境的污染性，减少产品毁弃物，提高材料回收率，确保生态系统的平衡。

　　(3)尽量选择原料丰富，成本低、污染小的原材料，少选用价格昂贵，污染大的材料，以节约资源，降低成本，保护环境。

　　3.3采用绿色工艺技术

　　3.3.1干切削技术

　　材料切削是机械制造中的一种基本工艺，通常通过在有切削液的情况下进行湿切削。

　　然而这种湿切削技术既污染环境，又需要高额的投资费用，这与绿色制造理念完全不相符合，绿色制造理念下的干切削技术不仅具有降低生产成本、简化生产工艺，而且更无废液排放和回收等一系列问题。

　　因此，在机械制造的加工过程中，常采用干切削技术来代替湿切削技术。

　　3.3.2少无切削加工技术

　　该技术目前被广泛运用于机械工业中。

　　随着各种新技术、新工艺的迅猛发展，精密铸造、冷挤压、直接沉积等成型技术在机械制造中的应用逐渐成熟起来，并逐步从接近零件形状向精密成形、仿形方向深入发展。

　　采用这种技术代替传统的切削加工技术，对于不需要机械加工的成形件可直接使用，这样既能够减少传统毛坯制造时的能耗、物耗，提高资源利用率，同时又能够缩短产品的制造周期，降低产品生产费用。

　　3.3.3快速原型制造技术

　　主要利用三维CAD的数据，通过快速成型机，进而将一层层的村料堆积成实体原型。

　　与传统机械加工技术相比，快速原型制造技术可在无任何模具、刀具、夹具的情况下进行，并将任何复杂形状的三维实体和零件快速、准确、直接地制造出来。

　　该技术不仅可以有效地降低制造成本，节约资源，还可以提高产品样件的制造速度，减少加工废弃物对环境的污染。

　　3.4建立绿色监督机制

　　绿色监督机制是指由系统之间的相互监督、系统内的自我监督、公众的监督和专门机构的法律监督等不同监督内容组成的监督体系，具体主要包括产前监督机制、产中监督机制以及产后监督机制三个动态过程。

　　事实上，绿色监督机制又分为强调公民参与环境监督的软监督和法律法规规定的硬监督，前者以一种非强制性监督方式进行，后者以一种强制性监督方式进行。

　　然而只有将软监督和硬监督两种监督方式结合起来，绿色监督机制才能完善，绿色制造理念才能得以实现。

　　总之，绿色制造理念越来越被世界各国所重视，机械制造业的制造模式将会实现由传统制造模式向绿色制造模式的转变。

　　为了提高资源的利用率，降低产品制造成本，减少资源的浪费，保护生态环境，在今后很长的一段时间内仍需对绿色材料、绿色能源等绿色设备进行深入地研究。[科]

　　【参考文献】

　　[1]朱道锋.浅谈绿色制造环境下的机械制造工艺[J].河南科技,2010(14).

　　[2]汪哲能.现代制造业的发展方向—绿色制造[J].装备制造技术,2010(03).

　　[3]王清超,郑明杨,钱庆镇.机械制造工艺在绿色制造理念下的研究[J].科技咨询,2010(28).

　　[4]黄湖生.机械制造工艺在绿色制造意义上的对策[J].广东科技,2011(10).

　　绿色制造理念的机械制造工艺【3】

　　【摘要】：本文结合绿色制造的含义及其结构体系，介绍了绿色机械制造工艺的三种类型，即节约资源的工艺技术、节省能源的工艺技术、环保型工艺技术，进而分析了绿色制造工艺的开发策略。

　　【关键词】绿色制造;机械制造工艺;开发策略

　　1.绿色制造概述

　　1.1概念

　　绿色制造.又被称为环境意识制造或面向环境的制造，是一个系统地考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。

　　绿色制造的目标是使得产品从设计、制造、包装、运输.使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的负面影响最小.资源效率最高.并使企业经济效益和社会效益协调优化。

　　这里的环境包含了自然生态环境.社会系统和人类健康等因素。

　　1.2绿色制造的结构体系

　　绿色制造的核心内容是产品制造过程中，使用绿色材料和清洁能源，通过绿色设计.生产绿色产品.最终建立具有可持续性的产品生产和消费模式。

　　绿色制造主要由三大部分组成：绿色设计.清洁生产和绿色再制造。

　　2.绿色机械制造工艺的类型

　　2.1节约资源的工艺技术

　　原材料(尤其是一些不可再生的金属材料)的大量消耗.将不利于全社会的可持续发展.因此.机械工业应积极推广资源消耗少的绿色工艺技术，通常可采取以下绿色工艺技术。

　　2.1.1绿色材料

　　绿色设计与制造所选择的材料既要有良好的使用性能.又要与环境有较好的协调性。

　　为此，可改善机电产品的功能.简化结构.减少所用材料的种类：选用易加工的材料、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少无切削技术

　　随着新技术、新工艺的发展，精铸、精锻、摆辗等成型技术和工程塑料在机械制造中的应用日趋成熟，从近似成型向净成型方向发展。

　　有些成型件不需要机械加工，就可直接使用.不仅可以节约传统毛坯制造时的能耗、物耗，也大大减少了产品的制造周期和生产费用。

　　2.1.3节水制造技术

　　水这种宝贵的资源在机械制造中起着重要的作用。

　　但由于我国北方缺水，从绿色可持续发展的角度，应积极探讨节水制造的新工艺。

　　2.1.4新型刀具材料

　　减少刀具材料消耗，尤其是复杂、贵重刀具材料的磨耗是降低物料消耗的另一重要途径，对此可采用新型刀具材料，发展涂层刀具。

　　2.1.5回收利用

　　绿色设计与制造，非常看重机械产品废弃后的回收利用，它使传统的物料运行模式从开环式变为部分闭环式。

　　产品生产厂家对回收可再利用的元器件，进行选择、回收和再利用等处理。

　　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他能量形式而消耗掉。

　　消耗掉的能量总是伴随着各种各样的有害损失。

　　目前，可采取以下绿色技术。

　　技术节能。

　　加强技术改造，提高能源利用率，如采用节能型电机，淘汰能耗大的老式设备。

　　工艺节能。

　　改变原来能耗大的机械加工工艺，采用先进的节能新工艺和绿色新工装。

　　管理节能。

　　加强能源管理，及时调整设备负荷，消除滴、漏、跑、冒等浪费现象，避免设备空车运转等。

　　适度利用新能源。

　　可再生利用，无污染的新能源是能源发展的一个重要方向。

　　绿色设备和制造装备将向着低能耗，与环境相协调的绿色设备方向发展。

　　现在已出现了干式切削加工机床、强冷风磨削机床等。

　　绿色化设备减少了机床材料的用量，优化了机床结构，提高了机床能效，不使用对人和生产环境有害的工作介质。

　　2.3环保型工艺技术

　　生产过程是一个输入输出系统，当系统输入所要求的要素时，系统输出除最终产品外，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、废渣、噪声等。

　　环保型工艺技术就是通过一定的工艺手段，使其尽可能减少或完全消除，提高系统运行效率。

　　可从以下方面考虑：

　　2.3.1减少大气污染

　　2.3.2减少水污染

　　2.3.3减少其他污染

　　3.绿色制造工艺的开发策略

　　由于切削和磨削是目前获得零件尺寸和形状的主要手段，其主要优点是可以得到极高的尺寸和形状精度，以及很小的表面粗糙度，其主要缺点是浪费原材料，加工效率低，对零件的表面材料性质有一定影响，且能耗大，切(磨)屑难于处理，即使能处理，其处理成本也很高，对环境又有污染(切、磨削液的用于排放、加工中挥发的烟雾等)。

　　因此，对绿色机械加工工艺(干式切削、干式磨削等)的研究既具有理论意义，又具有广泛的实际意义。

　　3.1采用电子技术改造旧机床

　　旧机床改造的主要目的是：提高机床的加工精度和效率，减轻操作劳动强度、扩大机床的功能，提高自动化程度和工作可靠性等。

　　通常采用的电子技术有：数显技术.可编程序控制器(PLC)技术，数据技术，变领调速技术等。

　　3.2干切削技术

　　材料切削是常规的机械制造工艺，通常是有切削液条件下的湿切削。

　　实践证明，使用和清除切削液的费用已明显高于刀具的费用，此外还有切削液的环境污染问题干切削技术在不使用切削液的条件下进行。

　　切削液传统的排屑、冷却、润滑作用己逐渐由刀具设计与制造及其它方法所代替。

　　3.3冷辗扩技术

　　最初的冷辗扩技术只能做到辗扩和成型，达不到精度要求。

　　随着数控和比例技术的发展以及材料性能的改进，冷辗扩工艺得到了重视和发展。

　　80年代末出现了一种新的机型。