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绿色机械加工技术及应用研究

2020-09-10刘永芳

内燃机与配件 2020年12期
关键词:加工技术技术应用

摘要:我国是工业制造大国,每年通过机械加工制造出的工业产品不计其数,而正是因为如此庞大的数量,使得每年在机械加工制造方面上要消耗掉不少能源与资源,而且由于机器老旧等原因使得在使用掉的资源中有一部分被白白浪费掉了,因此为了实现节能减排与可持续发展的目标,就必须全面采用绿色机械加工技术。目前绿色机械加工技术在工业生产中变得越来越重要,因此本文就绿色机械加工技术中的要点以及绿色机械加工的发展前景进行简要的分析。

关键词:绿色机械加工;加工技术;技术应用

0  引言

根据大量的研究所展示出来的成果显示,在几种常用的机械加工方式中,切削与磨削消耗的资源最多并且对环境的影响最大,其中一个较为重要的因素就是切削液的使用,由于切削和磨削都是要与金属胚料大面积接触来实现对金属的加工,由于金属配料表面的阻力较大,因此才产生的热量很高,这就会使道具的寿命降低,更换周期缩短,而为了降温和润滑而大量使用的切削液对于环境有一定的污染性,因此必须找出一些特殊的加工技术来实现节能减排的效果。

1  绿色机械加工技术概述

1.1 绿色机械加工的特征

所谓绿色机械加工技术,其核心就在于满足正常机械加工的效率的同时,还要尽可能的使所消耗的资源量降低,并且所产生的加工费料不会对环境造成过多的影响。当前的绿色机械加工技术由于都是在传统的机械加工技术得基础上经过更新和完善得来的,因此绿色机械加工技术相较于传统机械加工技术加工效率以及加工效果要更好,而且绿色机械加工技术所使用的切削液都是专门使用环保材料研制的,因此采用绿色机械加工技术后,机械加工对于环境的影响也会降低,也会避免消耗大量人力物力来处理加工费料的问题产生。由于加工方式以及切削液的质量都得到了改善,因此对于刀具的磨损也会降低,这不仅会使刀具的更换周期降低而且也会使加工质量得到提升[1]。

1.2 绿色机械加工技术的优势

相较于传统的机械加工技术,绿色机械加工技术拥有三大优势:其一能量利用效率高,由于绿色机械加工技术本就是在传统机械加工技术的基础上优化得来的,因此绿色机械加工技术要更加先进,加工的效率与精密度都有一定的提高,这就使得采用绿色机械加工技术后,加工效率会得到提升,能源的使用总量也就会随之降低,而且绿色机械加工技术的产生还结合了先进的理论知识,因此对于能源的使用要更加科学合理。其二更加环保,前文我们提到过,传统的机械加工模式中,对于环境影响最大的是机械加工时产生的切削液废液,而新式的切削液由于制作材料的缘故,对于环境的影响较低,这就使得机械加工变得更加环保了[2]。其三高效益,绿色机械加工技术由于加工效率更高,因此所带来的经济收益也越高,并且由于更加环保,因此在能源上所消耗的成本也会相应的降低,这就使得机械加工的收益会进一步提高。

2  绿色机械加工技术的应用

2.1 高速与超高速干式切削技术

高速与超高速干式切削技术是在干式切削技术的基础上发展而来的,干式切削技术的起源要追溯到二十世紀九十年代,这种技术最大的特点就是在机械加工的过程中不适用冷却剂与润滑剂,然而在不使用冷却剂与润滑剂的前提下,刀具在面对因摩擦而产生的热量的同时还不会产生额外的影响,这就对切削状态有一个很高的要求,并且对于工件以及刀具的材料都有较为严格的标准。高速切削这一概念的提出很早,高速切削的核心就在于通过高速旋转的刀具来克服摩擦带来的影响,通过快速加工来降低热应力对工件的影响,同时高速的加工还能改善加工表面的质量。到了现代,干式切削技术正向着超高速的方向发展,然而当速度过快时,加工过程就会变得难以控制,并且对于加工仪器来说负荷也会增高,使用寿命就会缩短。

2.2 切削液的研发

机械加工最为理想的情况就是在不使用任何液体添加剂的前提下对工件进行加工,也就是达到完全的干式机械加工,然而由于当下一些关键技术还没有得到突破,因此干式加工并不能广泛的得到普及,因此还要依靠切削液来提高机械加工的效率与质量,然而传统的切削液对于环境的污染情况较为严重,因此想要实现绿色机械加工就要先提升切削液的环保性,想要达成这一目标,就要先从切削液中的重要组成部分入手:其一是基础油,基础油是切削液的主要构成部分,通常使用的是矿物油、合成油、合成脂或植物油,植物油由于制造成本低而且对环境影响小因此是最为适用的基础油;其二是切削液添加剂与极压抗磨剂,该类添加剂的种类较多,选取的标准应该是兼具环保性与经济性;其三是抗烟雾剂,通常都是选用聚异丁烯类物质来作为切削液的抗烟雾剂。

2.3 低污染冷却润滑技术的应用

在传统的使用切削液的机械加工技术与干式切削技术之间还存在着一种技术,即最小量润滑机械加工技术,该技术顾名思义就是通过对切削液的使用进行控制来实现润滑冷却的效果,并且还能使切削液的使用量降到最低,这就使得机械加工所产生的废液量大大降低,从而达成节约能源、保护环境的目的,最终达成双赢[3]。对于最小量润滑机械加工技术来说,它拥有诸多优点:首先就是由于废液量较低,因此不需要对废液进行额外的处理;其次是降低了切削液对环境的污染,而且在保证润滑效果的同时达到了节约资源的效果。

3  绿色机械加工技术的发展前景

3.1 自动化与智能化

随着科学技术的发展,绿色机械加工技术想要满足人们的需求也需要不断地进步,当下自动化与智能化在各个行业都是较为热门的发展方向,机械加工也不例外,通过自动化可以大大降低在机械加工工程中所消耗的人力资源,并且还可以使加工质量提升,降低因加工失误使资源浪费事件发生的概率。智能化通常与自动化是一体的,智能化可以扩大自动化所带来的优势,通过智能化可以更好的对机械加工过程进行控制,通过对资源的合理调配,可以实现在满足加工需求的同时使资源的利用效率更高,从而达到节约资源的目的[4]。

3.2 更佳的节能减排效果

绿色机械加工技术,绿色始终是核心,因此要不断地提升绿色机械加工技术节能减排的效果,我国目前有数百万台机床设备,对环境的影响依旧是不容小觑的,因此提升环保效果对于绿色机械加工技术的发展来说是至关重要的。除了要调整加工刀具的结构与构成材料外,还要从加工方式入手,不断优化加工方式,降低在加工过程中产生的损耗,并且不断提升切削液的质量与环保效果,通过多方面的进步来最终实现绿色机械加工技术的发展。

4  结语

传统的机械加工技术虽然经过多年的发展与完善,与工业生产制造具有较高的适配性,但是随着目前国家对环境与资源保护的需要,这些技术也无法满足国家的需求了,然而由于这些技术的普及范围很广,再加上绿色生产技术实施的成本又较高,这就使得绿色机械加工技术的普及还有一定的困难,因此我们要不断地对绿色机械加工技术进行研究,在保证机械加工效果的同时还要使其成本降低,以便于为绿色机械加工的推广提供基础,技术革新总是困难重重,因此需要社会各界的共同努力,这样才能实现技术的进步与行业的发展。

参考文献:

[1]肖保中.试论绿色制造理念下的机械制造工艺[J].内燃机与配件,2019(01):94-95.

[2]周兆祥,王健.浅谈绿色机械加工技术应用现状和未来前景[J].科技经济导刊,2018,26(06):46.

[3]徐剑北,郭宾,梁旭.绿色制造技术在机械制造领域的应用探究[J].现代工业经济和信息化,2017,7(11):27-29.

[4]张贵明,金梦涛.基于绿色制造的新型机械制造工艺探究[J].南方农机,2019,50(14):193-194.

作者简介:刘永芳(1986-),男,河南滑县人,本科,讲师,研究方向为机械加工、机电一体化技术。

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