綠色機械加工技術及應用研究

摘要：我國是工業制造大國，每年通過機械加工制造出的工業產品不計其數，而正是因為如此龐大的數量，使得每年在機械加工制造方面上要消耗掉不少能源與資源，而且由于機器老舊等原因使得在使用掉的資源中有一部分被白白浪費掉了，因此為了實現節能減排與可持續發展的目標，就必須全面采用綠色機械加工技術。目前綠色機械加工技術在工業生產中變得越來越重要，因此本文就綠色機械加工技術中的要點以及綠色機械加工的發展前景進行簡要的分析。

關鍵詞：綠色機械加工;加工技術;技術應用

0 ?引言

根據大量的研究所展示出來的成果顯示，在幾種常用的機械加工方式中，切削與磨削消耗的資源最多并且對環境的影響最大，其中一個較為重要的因素就是切削液的使用，由于切削和磨削都是要與金屬胚料大面積接觸來實現對金屬的加工，由于金屬配料表面的阻力較大，因此才產生的熱量很高，這就會使道具的壽命降低，更換周期縮短，而為了降溫和潤滑而大量使用的切削液對于環境有一定的污染性，因此必須找出一些特殊的加工技術來實現節能減排的效果。

1 ?綠色機械加工技術概述

1.1 綠色機械加工的特征

所謂綠色機械加工技術，其核心就在于滿足正常機械加工的效率的同時，還要盡可能的使所消耗的資源量降低，并且所產生的加工費料不會對環境造成過多的影響。當前的綠色機械加工技術由于都是在傳統的機械加工技術得基礎上經過更新和完善得來的，因此綠色機械加工技術相較于傳統機械加工技術加工效率以及加工效果要更好，而且綠色機械加工技術所使用的切削液都是專門使用環保材料研制的，因此采用綠色機械加工技術后，機械加工對于環境的影響也會降低，也會避免消耗大量人力物力來處理加工費料的問題產生。由于加工方式以及切削液的質量都得到了改善，因此對于刀具的磨損也會降低，這不僅會使刀具的更換周期降低而且也會使加工質量得到提升[1]。

1.2 綠色機械加工技術的優勢

相較于傳統的機械加工技術，綠色機械加工技術擁有三大優勢：其一能量利用效率高，由于綠色機械加工技術本就是在傳統機械加工技術的基礎上優化得來的，因此綠色機械加工技術要更加先進，加工的效率與精密度都有一定的提高，這就使得采用綠色機械加工技術后，加工效率會得到提升，能源的使用總量也就會隨之降低，而且綠色機械加工技術的產生還結合了先進的理論知識，因此對于能源的使用要更加科學合理。其二更加環保，前文我們提到過，傳統的機械加工模式中，對于環境影響最大的是機械加工時產生的切削液廢液，而新式的切削液由于制作材料的緣故，對于環境的影響較低，這就使得機械加工變得更加環保了[2]。其三高效益，綠色機械加工技術由于加工效率更高，因此所帶來的經濟收益也越高，并且由于更加環保，因此在能源上所消耗的成本也會相應的降低，這就使得機械加工的收益會進一步提高。

2 ?綠色機械加工技術的應用

2.1 高速與超高速干式切削技術

高速與超高速干式切削技術是在干式切削技術的基礎上發展而來的，干式切削技術的起源要追溯到二十世紀九十年代，這種技術最大的特點就是在機械加工的過程中不適用冷卻劑與潤滑劑，然而在不使用冷卻劑與潤滑劑的前提下，刀具在面對因摩擦而產生的熱量的同時還不會產生額外的影響，這就對切削狀態有一個很高的要求，并且對于工件以及刀具的材料都有較為嚴格的標準。高速切削這一概念的提出很早，高速切削的核心就在于通過高速旋轉的刀具來克服摩擦帶來的影響，通過快速加工來降低熱應力對工件的影響，同時高速的加工還能改善加工表面的質量。到了現代，干式切削技術正向著超高速的方向發展，然而當速度過快時，加工過程就會變得難以控制，并且對于加工儀器來說負荷也會增高，使用壽命就會縮短。

2.2 切削液的研發

機械加工最為理想的情況就是在不使用任何液體添加劑的前提下對工件進行加工，也就是達到完全的干式機械加工，然而由于當下一些關鍵技術還沒有得到突破，因此干式加工并不能廣泛的得到普及，因此還要依靠切削液來提高機械加工的效率與質量，然而傳統的切削液對于環境的污染情況較為嚴重，因此想要實現綠色機械加工就要先提升切削液的環保性，想要達成這一目標，就要先從切削液中的重要組成部分入手：其一是基礎油，基礎油是切削液的主要構成部分，通常使用的是礦物油、合成油、合成脂或植物油，植物油由于制造成本低而且對環境影響小因此是最為適用的基礎油;其二是切削液添加劑與極壓抗磨劑，該類添加劑的種類較多，選取的標準應該是兼具環保性與經濟性;其三是抗煙霧劑，通常都是選用聚異丁烯類物質來作為切削液的抗煙霧劑。

2.3 低污染冷卻潤滑技術的應用

在傳統的使用切削液的機械加工技術與干式切削技術之間還存在著一種技術，即最小量潤滑機械加工技術，該技術顧名思義就是通過對切削液的使用進行控制來實現潤滑冷卻的效果，并且還能使切削液的使用量降到最低，這就使得機械加工所產生的廢液量大大降低，從而達成節約能源、保護環境的目的，最終達成雙贏[3]。對于最小量潤滑機械加工技術來說，它擁有諸多優點：首先就是由于廢液量較低，因此不需要對廢液進行額外的處理;其次是降低了切削液對環境的污染，而且在保證潤滑效果的同時達到了節約資源的效果。

3 ?綠色機械加工技術的發展前景

3.1 自動化與智能化

隨著科學技術的發展，綠色機械加工技術想要滿足人們的需求也需要不斷地進步，當下自動化與智能化在各個行業都是較為熱門的發展方向，機械加工也不例外，通過自動化可以大大降低在機械加工工程中所消耗的人力資源，并且還可以使加工質量提升，降低因加工失誤使資源浪費事件發生的概率。智能化通常與自動化是一體的，智能化可以擴大自動化所帶來的優勢，通過智能化可以更好的對機械加工過程進行控制，通過對資源的合理調配，可以實現在滿足加工需求的同時使資源的利用效率更高，從而達到節約資源的目的[4]。

3.2 更佳的節能減排效果

綠色機械加工技術，綠色始終是核心，因此要不斷地提升綠色機械加工技術節能減排的效果，我國目前有數百萬臺機床設備，對環境的影響依舊是不容小覷的，因此提升環保效果對于綠色機械加工技術的發展來說是至關重要的。除了要調整加工刀具的結構與構成材料外，還要從加工方式入手，不斷優化加工方式，降低在加工過程中產生的損耗，并且不斷提升切削液的質量與環保效果，通過多方面的進步來最終實現綠色機械加工技術的發展。

4 ?結語

傳統的機械加工技術雖然經過多年的發展與完善，與工業生產制造具有較高的適配性，但是隨著目前國家對環境與資源保護的需要，這些技術也無法滿足國家的需求了，然而由于這些技術的普及范圍很廣，再加上綠色生產技術實施的成本又較高，這就使得綠色機械加工技術的普及還有一定的困難，因此我們要不斷地對綠色機械加工技術進行研究，在保證機械加工效果的同時還要使其成本降低，以便于為綠色機械加工的推廣提供基礎，技術革新總是困難重重，因此需要社會各界的共同努力，這樣才能實現技術的進步與行業的發展。

參考文獻：

[1]肖保中.試論綠色制造理念下的機械制造工藝[J].內燃機與配件，2019（01）：94-95.

[2]周兆祥，王健.淺談綠色機械加工技術應用現狀和未來前景[J].科技經濟導刊，2018，26（06）：46.

[3]徐劍北，郭賓，梁旭.綠色制造技術在機械制造領域的應用探究[J].現代工業經濟和信息化，2017，7（11）：27-29.

[4]張貴明，金夢濤.基于綠色制造的新型機械制造工藝探究[J].南方農機，2019，50（14）：193-194.

作者簡介：劉永芳（1986-），男，河南滑縣人，本科，講師，研究方向為機械加工、機電一體化技術。