林世東

（哈爾濱哈暖環(huán)境工程設(shè)備有限公司，黑龍江 哈爾濱 150070）

機械加工是典型的制作過程，是將半成品或者原材料加工成需要的尺寸與形狀，是資源與能量損耗的過程，在制作的過程中會產(chǎn)生大量的噪音，污染、廢棄等不同程度的污染。因此，實現(xiàn)綠色機械加工是具有廣闊的發(fā)展前景的，針對目前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及綠色制造的情況，本文面向機械加工工藝規(guī)劃的制作技術(shù)進行分析。

1 機械加工工藝的概述

機械加工一定要遵循機械制造工藝學的方法與原理，結(jié)合具體的情況確定采用的工藝，目前，機械加工工藝可以分為工序卡片與工藝過程卡片兩種。所謂的工藝規(guī)程是指規(guī)定零件或者機械產(chǎn)品的操作方式及制作工藝過程的文件。而機械加工工藝規(guī)程則是零件機械加工工藝規(guī)程為現(xiàn)場生產(chǎn)指揮提供了依據(jù)，為新產(chǎn)品投產(chǎn)前，實施生產(chǎn)準備與技術(shù)準備的依據(jù)，為新建、改建、改建的依據(jù)，是機械加工過程的主要技術(shù)文件。機械加工工藝規(guī)程主要是由2個方面的內(nèi)容：擬定各道工序及工藝路線的詳細操作。

2 機械加工工藝規(guī)劃制作體系

2.1 綠色制造技術(shù)的結(jié)構(gòu)體系

其主要關(guān)系到產(chǎn)品的完整生命周期。該產(chǎn)品周期包括選料，產(chǎn)品設(shè)計及加工、包裝、裝配、使用等過程，同時也包含生命結(jié)束的管理、拆卸、回收與再制造。綠色制造是需要考慮到整個生命周期的，尤其是對環(huán)境的影響及能源損耗問題嚴重，而且要堅固到經(jīng)濟與技術(shù)的因素，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與社會效益的雙贏。

2.2 機械加工的綠色制造研究狀況

與傳統(tǒng)的制造相比，綠色制造涉及面較多，可以將其研究分為三類：減少有害物質(zhì)的使用技術(shù)、預防污染工藝及面向環(huán)境設(shè)計技術(shù)。根據(jù)制作活動的區(qū)別，可以將其分為基礎(chǔ)生命周期、基于產(chǎn)品技術(shù)和基于生產(chǎn)過程技術(shù)。如下圖1所示。

圖1 制造體系的綠色制造技術(shù)體系

從這一框架，我們可以看到，綠色制造有以下幾點優(yōu)勢：資源消耗較?。画h(huán)境污染指數(shù)降低。同時我們可以看到面向環(huán)境極小化及資源損耗整體決策問題在進行加工的過程中會出現(xiàn)決策問題，包括模具、機床選擇、工藝方案、切削液、冷卻液的選擇等等。

3 優(yōu)化綠色機械加工制作工作過程的規(guī)劃措施

從上文中我們已經(jīng)看到，綠色機械工工藝規(guī)劃是具有傳統(tǒng)機械加工所不具備的優(yōu)勢，而且在未來具有廣闊的發(fā)展空間，下面就對其工藝過程的優(yōu)化進行分析。

3.1 優(yōu)化綠色制造工藝參數(shù)

在進行綠色制造工藝過程規(guī)劃過沉重，參數(shù)的優(yōu)化是一個關(guān)鍵性的技術(shù)。通過對零件加工工藝參數(shù)的優(yōu)化，達到當前所提倡的了低碳節(jié)能目標。一般情況下，工藝參數(shù)的優(yōu)化主要是針對制作加工的工藝，在該工藝實施的過程中，讓加工過程可以優(yōu)化進行。在加工零件的過程中，與加工工藝相關(guān)的參數(shù)，包括切削液類型，刀具種類等等，都會影響到加工的質(zhì)量及環(huán)境污染、噪聲及加工質(zhì)量等等。

3.2 優(yōu)化綠色制造工藝的路線

選擇最佳的工藝路線是工藝設(shè)計合理的主要組成部分，也是工藝過程設(shè)計中最難把握的一關(guān)，但是其對產(chǎn)品質(zhì)量，資源節(jié)約及降低產(chǎn)品等方面都有著本科替代的影響，同時還包括對環(huán)境質(zhì)量的影響等等。在過去，選擇最佳的工藝路線一般采用生產(chǎn)效率及加工成本為基本的因素，缺乏對資源的利用及環(huán)境保護方面的考慮，因此導致環(huán)境污染情況嚴重，資源利用效率很差，影響機械加工的長遠發(fā)展。

3.3 運用多機床、多工件節(jié)能型調(diào)度優(yōu)化工藝

要想達到預期的優(yōu)化目標，就不能從單一的角度著手，要考慮到各方面的因素，當然不能忽略機床設(shè)備的資源優(yōu)化，與其他的優(yōu)化工藝相比，機床設(shè)備的優(yōu)化是切實可行且最為簡單有效的方法之一。在實際的機械加工生產(chǎn)過程中，一般都是多機床多工件共同工作，完成加工任務(wù)，同一加工方法可以在不同的機床上進行加工。而且即使是同一臺機床也會存在不同的規(guī)格與型號。機床與工件的不同組合方式，對生產(chǎn)環(huán)境的影響及資源損耗情況明顯是不同的，產(chǎn)生的效果差距也很大。依靠機床與工件科學的安排與調(diào)度，能夠?qū)崿F(xiàn)有效節(jié)約機械加工系統(tǒng)的總體能量損耗。

4 機械加工制作的評價方式

一般情況下，評價系統(tǒng)的機械加工工藝運用的成本最低，效率最好及利潤最大化的依據(jù)。但是隨著機械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展要求不斷增多，過去機械加工企業(yè)追求的內(nèi)在經(jīng)濟效益單一目標模式發(fā)生了根本性的變化，開始注重社會效益與經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的協(xié)調(diào)，是多目標的發(fā)展方向。一些文獻采用能源屬性、資源屬性、環(huán)境屬性、宜人性、經(jīng)濟性、設(shè)備維護性和綠色管理7大類指標進行綠色制造評價，也有一些文獻將經(jīng)濟性、綠色性和整體性作為評價指標。文中面向綠色制造的機械加工工藝方案評價目標體系選擇了5個主要因素，即質(zhì)量（Q↑）、時間（T↓）、成本（C↓）、環(huán)境影響（E↓）、資源利用率（R↑）。該評價指標體系如下圖所示。

圖2 機械加工綠色制造工藝評價指標體系圖

結(jié)語

綜上所述，對機械加工工藝規(guī)劃制造技術(shù)進行了詳盡的分析，依據(jù)機械加工工藝規(guī)劃的要求與概念，構(gòu)件了新的研究體系，分析了機械加工工藝規(guī)劃中對資源及環(huán)境的影響，實現(xiàn)可對機械加工工工藝規(guī)劃及制作技術(shù)的提高。

[1]儲開宇，范孝良.21世紀綠色制造的生產(chǎn)模式及發(fā)展趨勢[J].煤礦機械，2008，11（11）:1-2.

[2]謝世坤，桂國慶.基于綠色制造的切削技術(shù)研究[J].煤礦機械，2007，28（1）:99-101.

[3]桂國慶，謝世坤.面向環(huán)境、能源和材料的綠色制造方法實施[J].煤礦機械，2007，28（3）:107-109.

[4]肖壽仁，謝世坤，桂國慶，等.綠色切削加工技術(shù)的研究及其應(yīng)用[J].煤礦機械，2006，27（12）:101-103.