机械制造论文(2)
机械制造论文
机械制造论文篇2
谈机械制造中的低碳制造理论与技术
摘要：近几年来，我国的机械制造行业增长迅速，为国民经济的增长作出了巨大的贡献。但是，在取得了一系列显著的成果的同时，也留下了大量亟待解决的能源和环境问题，随着科学发展观和可持续发展观的提出，人们开始意识到了实现环境友好型社会的重要性，因此，低碳制造的基本理论与技术在机械制造中得到了广泛的应用，有效的缓解了环境的压力和提高了资源和能量的利用率。低碳经济是一个国际话题，它涉及到了生活中的方方面面，需要全球的共同努力。本文简述了机械制造中的低碳制造理论与技术的应用，希望能够读者一些帮助。
关键词：机械制造 低碳技术 加工工艺 切削工艺
一、低碳制造理论与技术在机械制造中运用的必要性及具体内容
1、低碳技术的必要性
如今，我国机械制造行业中普遍存在着高排放、污染严重、材料利用率低、耗能高等问题，这直接阻碍了我国机械制造行业的健康发展，与绿色生产的价值理念背道而驰了，与我国提出的有关节能减排放慢的新要求、新标准完全不符合。
随着全球范围内的环保意识不断加强，一系列有关环境保护的协议都相继颁布，其中二氧化碳的排放问题尤为突出。我国也会一个资源贫国，即使有的机械产品原材料含量丰富，但是由于存在开采技术上的限制，提高了制造成本，这就需要合理利用资源，实现资源的最大利用化。低碳技术在机械制造中的大力推广，能实现能耗低、排放低、污染低的目标，这也是经济发展和社会进步的必然趋势。因此，我国的机械制造企业应该结合自身的实际生产情况，努力研发出一套科学完善的低碳技术，以获得最大的利益。
2、低碳技术在机械制造中的具体内容
低碳制造理论与技术渗透到机械制造加工的每一个环节中，主要包括材料利用、制造生产和运输等。在机械产品的每一个制作环节中，都应该严格执行节能、降耗、减排，实现资源的最大利用率，最终符合低碳生产的基本要求。低碳制造基本理论与技术又分成低碳设计、低碳加工、处理废弃物、利用绿色能源等。只要严把每一个关口，才能真正地实现机械制造的低碳生产。
二、在机械制造过程中低碳制造的基本理论与技术
现有的低碳制造中的基本理论与技术要付诸于机械制造的实践中，再通过验证才能证明其的实用性。现总结成以下三个方面：
1、模块化设计
机械制造中，模块化的设计是一种比较前沿、先进的方法，按照机械产品不同的功能能把系统分成多个存在差异的模块，再将这些小的模块渐渐优化，并进行合理的整合搭配，最终就能得到规格和品种都各不相同的产品。如果用一个统一的标准来衡量机械产品每一个结构单元，这就会导致能源和机械资源的大量浪费，对于机械的维护和运行也会造成严重的阻碍。因此，机械工程师应该根据机械产品中的每个结构的不同功能合理地划分成若干个模块，并分配各自的任务和职责，然后再对每一个模块合理正确的评估，全面了解机械制造过程中的资源和能源的消耗情况，并制定相应的控制措施来降低能耗。此外，还要重点审查机械制造中的低碳制造基本理论与技术的实际运用，总结归纳出一些实际经验，为后续的低碳制造理论与技术的打下坚实的基础，及时做好低碳技术的调整和改革。
2、生态化设计
我国在建设生态文明时，提出应当将社会文明、精神文明以及物质文明等三个方面共同建设、和谐发展，因此，大部分的机械制造单位就开始着手于转变机械产品的生产理念，由最初的盲目开拓新的机械制造项目和追求机械生产总值转变成在制造机械产品中，要综合考虑到环境资源的成本，缓解生态环境的压力，注重对生态环境的有利保护，引入先进的低碳制造理论与技术，降低能耗，这样既能提高机械制造的生产成本，又能实现环境友好型社会和科学发展观的目标。在此背景的驱动下，生态化设计的理念就迅速问世，它不但可以满足消费者对机械产品在使用性能方面的要求，还能保护生态环境，使得多方面的利益共同发展。一般来说，在进行机械产品的制造时，难免会有一些废气、废渣和废水等污染物的排放，这种工业“三废”的肆意排放将会严重的破坏生物的多样性和生态平衡。但是，机械产品生态化设计具有能源利用率较高、技术含量高、污染环境少以及经济效益好的特点，这就能在生产中有效地减少了废弃物的排放，并减少了物耗和能耗。在设计机械产品时，要努力发展循环经济，要实现物质的多级利用和循环利用，尽最大可能地减少资源的浪费，以实现环境效益和经济效益的最大化。
3、轻量化设计
轻量化设计包括了对机械产品的重量、成本、性能以及配套的设备等多方面因素的有效控制。它的主要优点就是能够减少资源和原材料在实际的生产过程中的碳排放量，同时还能有效降低机械生产中的物资能耗以及污染物的排放量，并且还能减轻噪声污染，提高了物资的利用率。例如：德国奥迪汽车公司在生产新型汽车过程中，充分采用新工艺、新技术，同时将钢材的强度和铝合金材料的轻质的各自优势结合起来，这样就大大减轻了汽车的自身重量，还能降低汽车的油耗以及尾气的排放，给公司带了十分大的社会效益和经济效益。
三、机械制造中的低碳工艺技术
近几年来，我国的机械制造业发展迅速，大量的不可再生资源被消耗，这就给今后的制造业带了担忧和困扰，为了贯彻可持续科学发展观，机械加工企业就要不断地研发低碳节能的原材料和加工工艺，以达到节能减排、提高资源利用率、减少环境污染、降低生产成本的目标。笔者结合实际生产经验，归纳总结出下述几点低碳加工工艺技术：
1、低碳机床加工工艺
(1)高速复合机床加工工艺
因为当机床在工作时，其进给速度和切削速度都非常快，而且换刀的时间也比较短，这就能同时符合低碳化、精度高以及效率高的基本要求。只需加工一次就可以获取到质量比较高的加工表面，明显地使加工的质量和效率得到大大提高，能符合机械制造中的低投资、大批量和多品种的基本要求。
(2)干加工机床 当机床进行干切削加工时，将会有很多切削热生成，这会直接影响到加工的精度和机床的外形，所以，选择了科学合理的加工手段的机床就可以消除机床的热变形，进而确保机械产品的精确度。其中，对这种类型的机床有着几个要求：第一，在进行机床的结构设计过程中，必须要彻底的热对称，且还需同时配备冷却系统和热循环系统;第二，要使排屑顺畅，在设计机床时，尽可能地使机床呈V字形、倾斜式或轴式，并且在底座的设计时，要充分考虑到铁屑是否能顺利排出;第三，在进行床身的盖板设计时，就能使用双层壁结构能起到隔热的效果。
2、低碳切削加工工艺
(1)高速干切削加工工艺
高速干切削可以使加工速度提高、加工时间缩短，并能将在切削时产生的大部分的热量带走，有助于减少使用切削液。其次，这还可以使机械产品的表面质量和加工精度得到有效提高，减少甚至消除了磨削的现象发生。该切削工艺具有高加工质量、高生产效率以及对环境无污染的优点，有着较大的发展空间，这是未来机床切削工艺的必然发展趋势，逐步推动着低碳工艺的发展。
(2)风冷却切削工艺
把供给的空气经过除湿器将水分除干后，再接着进入到冷却器中，直到温度最终到达零下30℃，最后通过绝热管从封嘴处把冷风传入到切削位置处。该切削工艺能使切削的温度有效地降低，还能使刀具的使用周期和耐磨性有效提升，不仅仅能提高机械产品的表面加工质量，还能实现零排放，对环境的保护十分有利。
(3)优质表面清洁技术
随着机械产品的用途更加广泛，对产品表面的耐磨性提出了愈来愈高的要求，其优质的表面清洁技术应运而生，即自泳涂装。该技术的主要优点是：是一个水分散体系，不含有任何有机溶剂，节约材料、能源，均匀涂膜，有较强的耐腐蚀性等。该工艺属于绿色生产，对环境没有任何污染，目前，它应用得十分广泛，取得了较好的社会效益和经济效益。
(4)先进的刀具技术
要使切削工艺技术能提高，首先就必要提高刀具技术，这就涉及到了刀具的结构和刀具的材料等技术，这能分别提高产品的加工精度和刀具的使用性能，在设计刀具的结构和集合参数过程中，还要充分考虑到在切削过程中对排屑和断屑的基本要求，如今，刀具三维曲面断屑槽研究和设计制造技术比较成熟，可以有效地控制切屑的流动方向和切屑的折断能力。
四、总结
发展低碳经济是全人类的共同愿望，能源问题是21世纪的主要问题，各种能源问题和环境问题的频发不断刺激着人们的神经，让人们深刻地认识到低碳技术的重要性。虽然机械制造行业在我国蓬勃发展，其生产总值不断攀升，但是低碳技术的应用却十分混乱，一方面由于我国监管部门的监管力度不足，另一方面由于我国的整体科技水平低下。因此，我国应加强监管力度和研发力度，确保低碳制造理论与技术能有效地运用到机械制造中。
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