摘要：綠色制造是一種基于可持續(xù)發(fā)展的接卸加工工藝模式，實(shí)施綠色制造的關(guān)鍵就是進(jìn)行綠色工藝規(guī)劃，以此實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工制造過程中的資源節(jié)約等。文章論述了機(jī)械加工綠色制造體系，分析了機(jī)械加工過程中對資源以及環(huán)境的影響，進(jìn)而提出了綠色制造技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；綠色工藝規(guī)劃；綠色制造技術(shù)；資源消耗；設(shè)備消耗；環(huán)境影響 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TH162 文章編號：1009-2374（2015）33-0078-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.042

綠色制造技術(shù)是在可持續(xù)發(fā)展環(huán)境下基于現(xiàn)代企業(yè)制造模式而提出來的，其主要目的就是降低資源消耗、減少機(jī)械加工過程對環(huán)境的影響。面向機(jī)械加工工藝規(guī)劃是將產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造相結(jié)合的橋梁，工藝規(guī)劃主要是利用工藝章程對工藝的設(shè)計(jì)、加工以及制造等進(jìn)行控制，以此得到預(yù)期的機(jī)械產(chǎn)品的要求。

1 機(jī)械加工綠色制造體系研究

綠色制造是融入到機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程中的，基于當(dāng)前我國環(huán)境日益嚴(yán)峻的形勢，綠色制造主要涉及設(shè)計(jì)問題、制造問題、資源問題以及環(huán)境問題。綠色制造則是充分考慮環(huán)境保護(hù)與資源利用的現(xiàn)代制造模式。機(jī)械加工的綠色制造體系主要包含：一是綠色資源。綠色資源主要是從機(jī)械加工資料入手，保證加工材料具有可回收性、加工方面以及來源比較廣泛的特點(diǎn)。比如在機(jī)械加工中要盡可能選擇具有可回收的加工材料；二是綠色生產(chǎn)。綠色生產(chǎn)主要是從綠色設(shè)計(jì)、綠色生產(chǎn)設(shè)備以及綠色生產(chǎn)環(huán)境等方面入手，保證機(jī)械加工的過程中不產(chǎn)生或者少產(chǎn)生對周圍環(huán)境造成危害的物質(zhì)；三是綠色產(chǎn)品。綠色產(chǎn)品主要是針對產(chǎn)品在使用過程中要具有節(jié)約能源以及可回收的特性。

機(jī)械加工綠色制造體系是具有綜合特性的制造系統(tǒng)，其主要包括以下三個(gè)內(nèi)容問題：一是資源消耗問題；二是環(huán)境排放問題；三是面向資源消耗和環(huán)境影響的綜合決策問題。

2 機(jī)械加工過程中對資源以及環(huán)境的影響

機(jī)械加工系統(tǒng)的主要目的就是去除零件材料的過程，在零件加工的過程中會(huì)產(chǎn)生大量對周圍環(huán)境和資源消耗問題，這些問題的存在不僅受到加工工藝的影響，而且還對加工成本等造成影響，因此基于綠色制造理念的因素，分析機(jī)械加工過程中所產(chǎn)生的系列問題：

2.1 機(jī)械加工中的資源消耗

在機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的資源消耗主要是原料的消耗和能量的消耗。機(jī)械加工中的材料消耗主要分為：一是原材料的消耗。原材料消耗是在機(jī)械加工過程中所發(fā)生的實(shí)體材料消耗，比如在金屬材料加工中產(chǎn)生的邊角余料等就是對原料的浪費(fèi)；二是機(jī)械加工過程中輔料的消耗。在機(jī)械加工中不可避免地會(huì)應(yīng)用大量的輔助材料，這些材料有的是直接應(yīng)用于機(jī)械加工過程中，有的則是用于保護(hù)機(jī)械加工操作者，而這些輔料在實(shí)際的加工中也會(huì)出現(xiàn)損耗的問題，比如在機(jī)械加工中的道具，經(jīng)過多次的切割之后，道具就會(huì)逐漸因?yàn)槟p而出現(xiàn)損壞，最終不得不重新更換。

2.2 機(jī)械加工中的設(shè)備消耗

機(jī)械加工中的設(shè)備消耗主要是針對加工機(jī)床的消耗而言的，比如在機(jī)械加工過程中，因?yàn)闄C(jī)械產(chǎn)品對機(jī)床表面的摩擦等而導(dǎo)致機(jī)床出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，另外機(jī)床的能源消耗也是設(shè)備消耗的重要表現(xiàn)，同時(shí)輔助工序的能量消耗也比較大。在機(jī)械加工過程中需要對加工的機(jī)械產(chǎn)品的毛坯進(jìn)行拋光、酸洗以及焊接等工序，而這些操作都會(huì)影響機(jī)械產(chǎn)品的消耗，以對加工產(chǎn)品的酸洗為例，如果我們不嚴(yán)格規(guī)范酸洗的過程，就會(huì)導(dǎo)致對加工設(shè)備的質(zhì)量構(gòu)成影響。

2.3 機(jī)械加工中對環(huán)境影響

在加工中對環(huán)境的影響主要包括：一是廢棄物對環(huán)境的影響。在機(jī)械加工過程中會(huì)產(chǎn)生系列的廢氣、廢物以及廢液，這些物質(zhì)都會(huì)對周圍的環(huán)境造成威脅。比如在機(jī)械加工過程中出現(xiàn)的廢氣固體，就會(huì)污染周圍的土壤，在機(jī)械加工過程中所產(chǎn)生的金屬廢渣進(jìn)入土壤之后，就會(huì)造成周圍土壤的金屬含量超標(biāo)，進(jìn)而對地下水等環(huán)境造成影響；二是機(jī)械加工產(chǎn)生的噪音環(huán)境問題。噪音污染是機(jī)械加工過程中的重要表現(xiàn)，噪音不僅影響加工者的身體健康，而且還會(huì)影響周圍居民的正常生活。這些噪音主要來源于電機(jī)、機(jī)床設(shè)備以及零部件的運(yùn)動(dòng)等。

3 基于綠色制造工藝規(guī)劃的優(yōu)化

3.1 優(yōu)化綠色制造工藝參數(shù)

工藝參數(shù)是綠色制造工藝規(guī)劃的關(guān)鍵技術(shù)，優(yōu)化工藝參數(shù)主要是優(yōu)化零件加工工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)以最小的物料和能源消耗，制造出符合預(yù)期要求的機(jī)械設(shè)備。面向綠色制造的工藝參數(shù)優(yōu)化必須要建立在對機(jī)械加工客觀要求因素和對機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量控制的基礎(chǔ)上，然后通過系列的對比選擇出符合加工工藝的參數(shù)，使得零件加工的質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)性能。

3.2 綠色制造工藝路線優(yōu)化

工藝路線是工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，是保證工藝加工的重要環(huán)節(jié)，工藝路線的選擇對產(chǎn)品成本、資源消耗等具有重要的作用，因此在進(jìn)行工藝路線設(shè)計(jì)時(shí)一定要綜合考慮各種因素，并且將這些因素投入到工藝路線的決策中，建立一種綠色制造的工藝路線決策模型。

3.3 多工件多機(jī)床節(jié)能型調(diào)度優(yōu)化技術(shù)

實(shí)現(xiàn)綠色制造從機(jī)床設(shè)備的角度來說就是要大力提高機(jī)床的工作性能，加強(qiáng)機(jī)床技術(shù)創(chuàng)新，將綠色生產(chǎn)理念融入到機(jī)床的設(shè)計(jì)研發(fā)中；另外就是在現(xiàn)有的機(jī)床設(shè)備基礎(chǔ)上，通過資源的優(yōu)化配置對機(jī)床設(shè)備進(jìn)行合理的配置，以此實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工效益的最大化，實(shí)現(xiàn)有效節(jié)約機(jī)械加工系統(tǒng)的總體能量消耗。

4 綠色制造技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用

本文以某機(jī)床廠的機(jī)械加工工藝為例，對綠色制造技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用措施進(jìn)行了分析與探討：

4.1 機(jī)械加工工藝方案分析

在該廠的機(jī)械加工中有三種工藝方案，其分為工藝1、工藝2以及工藝3，這三種工藝方案的定性描述為（見表1）：

表1 3種機(jī)械加工工藝方案的定性描述

根據(jù)運(yùn)用綠色制造工藝TOPSIS多目標(biāo)決策模型對工藝方案進(jìn)行分析，根據(jù)相關(guān)計(jì)算結(jié)果分析，該廠選擇工藝2，并且取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4.2 機(jī)械加工切削液的選擇

基于對加工工藝方案的確定之后，要根據(jù)具體的加工種類選擇合適的切削液。該廠所生成的主要是圓柱齒輪，其采取的滾齒機(jī)是YKB3120A，因此提供了三種切削液作為選擇：一是32#機(jī)油傳統(tǒng)切削液；二是一種新型合成切削液（SG-3）；三是進(jìn)口合成切削液。同樣基于綠色制造的角度這三種切削液的工藝方案。參考相關(guān)資料，結(jié)合綠色制造相對接近度的計(jì)算，該廠選擇了進(jìn)口合成的切削液。通過應(yīng)用進(jìn)口合成切削液大大降低了對周圍環(huán)境的污染。

5 結(jié)語

在面向機(jī)械加工工藝規(guī)劃制造技術(shù)的系統(tǒng)研究中，綠色制造工藝規(guī)劃的優(yōu)化設(shè)置起了決定性的作用，根據(jù)加工工藝具體要求，細(xì)化各個(gè)方面的問題，建立起面向機(jī)械加工工藝規(guī)劃制造研究的結(jié)構(gòu)體系。綜合設(shè)計(jì)問題、制造問題、資源問題、環(huán)境問題考慮綠色制造加工工藝。在資源利用、時(shí)間成本、質(zhì)量的方面，對機(jī)械加工制造構(gòu)建起評價(jià)體系，全面細(xì)致地對機(jī)械加工工藝進(jìn)行評價(jià)。

參考文獻(xiàn)

[1] 蒙堅(jiān).面向機(jī)械加工工藝規(guī)劃制造技術(shù)研究[J].煤炭技術(shù)，2012，（6）.

[2] 曹小強(qiáng).面向機(jī)械加工工藝規(guī)劃的綠色制造技術(shù)研究[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2015，（3）.

[3] 伍曉榕，張樹有，裘樂淼，孫良峰.面向綠色制造的加工工藝參數(shù)決策方法及應(yīng)用[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2013，（4）.

[4] 付宏鴿，毋長琳，郭惠賢.面向綠色制造的機(jī)械加工工藝評價(jià)系統(tǒng)研究[J].北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，（8）.

[5] 王艷，紀(jì)志成.機(jī)床產(chǎn)品制造系統(tǒng)能效的最優(yōu)控制

[J].控制理論與應(yīng)用，2014，（10）.

作者簡介：韓明剛（1984-），男，咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院教研室主任，助教，研究生，研究方向：機(jī)械制造與自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）