浅谈机械加工的绿色工艺

浅谈机械加工的绿色工艺

摘要：本文注重阐述绿色制造工艺技术在机械加工制造业中的应用来达到节约资源、保护环境的目的。在对传统机械加工艺进行了简单的介绍后，从两方面分析了现代机械加工业产生的消极影响。针对这一问题，引出了绿色加工工艺方法，并对其进行了深入的探讨。最后在对机械加工的绿色工艺做全面定义的同时，对其进行了简单的展望。

关键词：绿色工艺；保护环境；节约资源；机械加工

1 引言

在加工制造业蓬勃发展的，作为一种与可持续发展和循环经济战略相吻合的新型制造模式，绿色制造已被国内外越来越多的研究院所和先进企业所重视，并以遵循其理念形成了初步的绿色制造的规模。本着以减少资源消耗、降低环境影响和以人为本为主要目标，绿色制造作为人类社会可持续发展战略在现代制造业中的结晶这一理念，已被越来越多的人所接受并遵循。作为一种引领现代制造新型理念模式的绿色制造业，从全方位考虑并分析了制造业对环境影响的程度和对资源利用的效率以及对人生安全的隐患进行了科学的评估，其目标是使产品在原材料的选型、设计、加工制造、装配、运输、销售、使用以及维护的整个过程中，期望对资源的利用实现最高的效率，同时对环境和人类造成的危害最小。

2 机械加工简述

机械加工是一种将原材料或半成品用加工机械对其外形尺寸或性能进行目的性改变的过程。按被加工工件所加工的温度环境﹐可将其笼统地分为冷加工和热加工。很多在常温下加工的工件，其化学或物相并不发生变化的加工工艺称冷加工。高于或低于常温状态下对代加工工件进行的加工﹐大多会引起工件的化学或物相产生变化﹐称热加工。按加工方式的差别又可将冷加工工艺分为去除材料加工和不去除材料加工。常见的热加工工艺大致可分为热处理、煅造、铸造以及焊接工艺。一般而言在对机械零部件进行装配过程中要用到冷热处理，以达到某些装配要求。例如：在对轴承进行装配时我们经常将轴承内圈放入液氮里冷却使待其尺寸有一定的收缩，同时将轴承外圈进行适当的加热一定的温度使其尺寸放大，最后再将二者装配在一起。我们在对火车的车轮与机体进行装配的过程中外圈也是效仿以上工艺使二者的配合满足装配要求，在最终冷却时可保证其结合的牢固性。常见的机械加工工艺包括：灯丝电源绕组、激光切割、水切割、重型加工、金属粘结、混合冲模、线切割、金属拉拔、等离子切割、精密焊接、辊轧成型、金属板材弯曲成型、模锻、压铸成型等。

3 传统机械加工产生的消极因素

3.1 对人的危害

面对复杂多变且污染物种类繁多的机械加工车间的环境，切削粉

尘、切削油雾以及振动噪声共同组成了机械加工车间内的气溶胶污染物以及白噪声污染；由于气溶胶污染物在能够悬浮于空气的同时能够随着气流运动，严重地威胁着生产加工一线员工的身体健康，因此较之于其他污染物，气溶胶污染物更难控制，对机械加工环境产生了重大的影响，当然也是诸多研究学者进行研究的重点和难点。粉尘对人体健康的危害，根据其理化性质、进入人体的量以及传播方式的不同，可引起不同程度的病变，尤为可怕的是慢性病变。大量科学研究表明，对于长期接触机械加工粉尘的工人而言，发生支气管哮喘、肺水肿、肺气肿、气管和支气管炎、急慢性肺炎、肺肉芽肿病变、慢性非特异性肺病、肺纤维化、肺功能紊乱、肺癌等病变的概率是普通人的两至三倍。有些机械加工工厂产生的金属粉尘含有大量毒性物质，尤以加工材料含铅、铜、锌、锰、锡等的合金时产生的粉尘最为突出，还有随着科技进步大量的新型高分子材料产生的粉尘，上述这类粉尘漂浮在空气中被工人吸入后可在支气管壁上附着或溶解而最终被器官吸收，经血液带循环到全身各部位，引起全身性中毒；例如：在加工含有铅元素的工件时，使铅尘浸入皮肤，在人体身上出现一些称为“铅疹”小红点等。

3.2 对坏境的危害

切削加工过程会产生很多的污染物, 其中最主要的污染物是切屑和切削液。切屑主要组成成份是成型切屑和粉尘切屑, 成型切屑所占比例很大, 加工中产生的量越大, 资源浪费就越严重, 能耗也越

多。而且浪费切削液, 加速刀具磨损, 对大生态环境不利。切削液中含有矿物油及硫、磷、氯等对环境有害的添加剂, 切削液废液未经处理或处理不当排入江河、湖泊会污染土地、水源及空气。切削液中含有有害成分( 如硫、亚硝酸胺、甲醛、苯酚类物质) ,此外, 还含有大量的亚硝酸钠、三乙醇胺等缓冲蚀剂和表面活性剂等。因此, 应对切削液的环境污染问题给予充分重视, 并对这些切削液进行处理。为了减少切削加工过程中的环境影响, 需要解决很多问题, 其中切削加工过程环境影响的量化分析和评价是一个亟待解决的基础问题。

4 机械加工绿色工艺的应用及影响

机械制造中的绿色加工技术包含以下若干方面:一是减少物料资源消耗的技术;二是如何使用清洁或可再生能源的技术;三是如何降低能耗的技术;四是废弃物的再生与利用技术;五是减少有害废弃物和排放物的技术”将上述绿色技术具体运用于零件制造工艺技术中,就形成零件的绿色加工技术体系。

5 小结

概括地说,机械加工绿色制造的关键就是:在实现企业内在的经济效益和外在的社会效益两者协调优化的同时,最大限度地使其资源利用率极高和环境污染极小，绿色制造可以分为狭义的制造过程和广义的制造过程,狭义的制造过程是指将制造资源转化为产品的具体过程,也就是工艺规程所涉及到的各个过程”本文考虑的是广义的绿色制造

过程”广义的制造过程是指从概念设计、材料选择、制造加工、装配、包装、运输、销售、使用、售后服务及至产品生命终期管理、回收、拆卸、再制造等的整个过程,即包含产品全生命周期中的每一种行为。

参考文献

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