綠色制造機械加工論文
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機械加工體系是以機床為主體構成的輸入輸出系統，其目的是將原材料或者半成品進行機械加工之后，改變其形狀或者性能，形成產品或零部件。主要包括由機床和輔助設備組成的制造單元、制造車間或生產線等。將加工資源變成產品的加工制造過程是一個將資源增值的過程，然而在這個過程當中會出現兩個非常大的問題，也就是資源消耗問題和環境影響問題。因此，綠色制造成為了現在最適用于機械加工的體系工程。機械加工系統的資源環境問題涉及面較廣，從刀具的準備、原材料的生產和加工以及清洗等過程都包含其中。對于制造體系而言，綠色制造技術大體分為三類技術：污染預防技術、有害物使用減少技術、面向環境的設計技術。在這三種技術的基礎上，還可以根據制造活動的不同將其分為三類，即基于產品的技術、基于生命周期的技術、基于生產過程的技術。這種技術體系為機械加工的綠色制造體系提供了一個很好的參考框架。
二、面向綠色制造的機械加工車間體系優化問題
機械加工車間在工作過程中會消耗各種資源并且造成環境污染，因此綠色制造的研究目的就是減少機械加工車間體系的環境影響問題，并提高加工過程中的資源利用率。從企業生產運行的角度來看，加工過程的優化問題是機械加工車間在生產過程中必不可少的環節。只有對加工過程進行合理調度，才能有效的保證加工質量或者控制生產成本。然而，從綠色制造的角度來看，加工過程的調度方案不同，不僅會影響企業的生產進度、效率、質量、成本等要素，也會對加工過程中的資源消耗和環境污染產生影響。例如某車間有兩臺臥式車床，分為1號和2號。現有A、B兩批半成品需要車削外圓。由于工藝上出現原因，A批半成品在進行車削時，主軸的轉速為600r/min，B批半成品在進行車削時，主軸轉速為185r/min，車削時間一律為15min。將這兩種加工任務分別安排在1號與2號車床上加工，有兩種不同調度方案。一是將A批半成品安排在1號車床，B批半成品安排在2號車床；二是將A批半成品安排在2號車床，B批半成品安排在1號車床.由于上述兩種方案在加工時間與產品質量方面幾乎沒有差別，因此在傳統的加工方式中會任意選擇一種，但是從綠色制造的角度來看，兩種方案所產生的能力消耗是完全不一樣的。假設在加工過程中，切削能量與附加的損耗能力不變，那么通過計算可以得出，方案一的空載總耗能是0.79KW•h，方案二是0.65KW•h，那么采用方案二進行加工時，如果成批生產，每天切削20個小時，則方案二比方案一每年可節電3360KW•h。因此，機械加工車間綠色制造體系工程的提出，就是將資源消耗和環境污染等問題集中到傳統的生產調度問題當中，通過合理安排，盡可能地減少機械加工系統生產中出現的資源消耗與環境影響。
三、面向綠色制造的機械加工車間體系工程
為了在制造過程中應用優化的生產運行參數，機械產品的生產技術和車間生產的工藝技術都得到了不同程度的創新。綠色制造體系工程的方法就是圍繞機械產品的生產進行設計的，尤其是SEGM方法的應用技術始終圍繞車間加工的全過程進行生產技術的創新。該技術路線主要以集成創新為主，對機械產品的工藝設計、生產制造、裝配測試等生產環節全部進行綠色制造工程改造，并且研發出資源消耗和環境污染監控及評價系統，在工藝、裝備、物流等各方面也進行節能減排，為機械加工車間的綠色制造體系工程的實現提供了關鍵技術。例如，少無切削液噴霧技術和切削過程監測技術都被應用零件的CNC加工中。結合以上分析，我們來看一個案例：某大型火電閥門生產企業在實際生產當中資源利用率非常低，并且壞境排放影響較大，是亟待改善的典型機械加工車間。以J61Y-20DN40截止閥為主要分析對象，利用SEGM對其進行資源環境屬性綜合評價。然后根據評價將車間進行改造，首先將截止閥主要零件的毛坯由無孔鍛造毛坯改成近凈成形預制孔模鍛毛坯。并將加工機床改為數控機床、數控鏜床等高精度數控裝備。然后在裝配作業中的焊接工藝改進為等離子噴焊工藝，其施焊設備以等離子噴焊機床為主。該機械加工車間的綠色制造體系工程全面完成之后，實時跟蹤進行監督管理，其環境污染率大大減少，并且有效利用眾多資源。
綠色制造體系工程方法能使企業機械加工車間制造體系的資源得到有效利用，各類環境排放也大大降低，處理廢棄物的成本降低，使企業的環境效益與經濟效益得到明顯提高。綠色制造體系工程適用于國有大中型機械制造企業的生產運行，在我國機械制造行業中具有較大的推廣價值，十分具有社會效益與經濟效益。
作者：熊邦鳳單位：廣東省中山市中等專業學校
