今天小编为大家推荐《绿色制造机械加工论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。摘要随着社会经济的发展，制造业对环境的负面影响越来越大。绿色制造，是提高资源利用率，降低对环境负面影响的现代制造模式，机械加工系统是通过加工资源转变为半成品或成品的过程，将绿色制造的理念应用于机械加工系统中，需要对加工系统任务进行优化调度，从而减少对环境的影响，降低资源消耗，最终实现绿色制造。
绿色制造机械加工论文 篇1：
绿色制造工艺在机械加工中的应用
摘 要：机械加工是制造业中的重要构成部分，其随着社会经济的发展也得到了极大的发展，然而，机械加工在发展的进程中，由于没有采取必要的环保控制举措，因此，对环境造成了极大的破坏。为了改善这一弊端，因此衍生出了绿色制造工艺，通过将绿色制造工艺应用到机械加工中，有效的改善了机械加工的运作环境，使得其环保的性能大大提升，从而减少了对资源和能源的浪费，进而对自然环境形成了有效的保障。本文就主要针对绿色制造工艺在机械加工中的应用进行了简要的探究，仅供参考。
关键词：绿色制造工艺；机械加工；应用
环境保护问题是先进社会发展中急需解决的问题。而在近年来的社会发展中，机械加工对环境的破坏程度日益加深。由于我国还沿用传统的机械加工工艺，而这些传统的机械加工工艺在能源和资源的消耗量上都比较大，因此很容易对自然环境造成破坏，因此，需要对机械加工进行有效的改造，大力将绿色制造工艺应用到机械加工中，从而减少机械加工对能源和资源的损耗，以达到环保的目的。
1 绿色制造工艺的概念
随着科学技术的发展，工业技术也得到相应的提高，全球更多的不可再生资源得到大量的利用，甚至有些企业在生产的过程中大量浪费不可再生资源，给人类以后的生产和生活带来了很大的隐患。针对这种能源资源大量浪费的现象，要想实现经济的可持续发展，就需要开发出节约资源的工艺技术来代替传统的工业技术，以改变传统制造工艺的面貌，对机械加工工业进行产业结构调整、产业优化升级，改变以往的发展模式，要在保护环境、节约能源资源的前提下发展机械加工工业。这就需要加工企业在原有的发展基础上，更加重视环境的保护，更加重视能源资源的节约。绿色制造工艺技术是以传统的工艺技术为基础。以合理利用资源、节约成本、降低环境污染为目标，并结合材料科学、表面技术、控制技术等新技术的先进制造工艺技术。其目标是对资源的合理利用，节约成本，降低对环境造成的污染。根据目标的不同，绿色制造工艺可以分为低物耗的绿色工艺技术、低能耗的绿色工艺技术、废弃物少的环保型工艺技术。其中，低物耗的绿色工艺又可以称为节约资源型的工艺，它分为设计与工艺两个方面，首先，设计方面，是指采用相对容易制作、能耗低、污染少的绿色材料，尽量的减轻零件的数量与零件的重量，采用最优化的方式来设计加工图纸；在工艺方面，可通过优化毛坯制作技术等来减少材料的消耗。低能耗的绿色工艺技术又可以称为节省能源型的工艺技术。隨着矿物资源与石油资源的减少，在节省能源的基础上谋得发展是当今社会的又一重大课题之一。
2 绿色制造工艺在机械加工中的应用
2.1 绿色切削加工工艺技术
在我国目前的机械加工中，所采用的切削工艺为传统切削工艺，其主要是利用切削液来保障机械加工工作的开展。切削液在机械加工中主要起到的作用就是冷却、润滑等作用，而要想使得这些作用可以在机械加工中最大限度的发挥出来，就需要将大量的切削液融入到机械加工中，而切削液本身对环境具有一定的破坏作用，采用大量的切削液无疑会使得环境遭到严重的污染，给人们的生活带来不利的影响。为了能够有效的解决这种问题，同时推动机械技工切削工艺的发展，就需要采用绿色切削加工工艺技术来取代传统的切削工艺技术，从而使得我国的环境可以得到有效的保护。我国目前相关方面的专家也在不断的对绿色切削加工工艺技术进行研究，相信通过全面的研究，可以使得绿色切削加工工艺技术得到更为广泛的应用，从而实践机械加工工业的可持续发展。
2.2 干式切削加工工艺
由于切削液的应用会对环境造成极大的破坏，因此，要想有效的提升机械加工的环保性能，就需要采用干式切削加工工艺。这一切削加工工艺的选用可以有效的减少对切削液的使用，从而使得环境的污染程度降低，同时也可以使得污染治理成本得到控制。采用这一工艺，可以更为有效的获取到无污染的切削，这样就可以省却了对切削液的处理费用，使得机械加工的成本降低，这有利于推动我国的机械加工工业的发展。就我国目前的干式切削技术应用的具体状况而言，其在不同的材料加工中都有着广泛的应用价值，尤其是在对有色金属以及合金加工中的应用则更为广泛。但是干式切削在具体的应用过程中，其会产生较高的温度，为了能够使得切削的效果得到保证，就需要对刀具进行合理的选择，最好选择耐高温性能较强的刀具。同时要对机床切削的速度进行有效的控制，最好将切削的速度控制在超高速上，并且要配备相应的吸尘以及排泄装置，从而可以全面的保障干式切削加工工艺的合理应用，以提高切削生产的质量。然而，就现阶段的切削加工工艺技术的应用情况来说，其还存在诸多的问题，这些问题在目前为止并没有得到有效的解决，但是相信随着科学技术的发展以及加工工艺技术的进步，干式切削加工工艺技术中的弊端会得到一一的解决，从而使得这种切削加工工艺技术得到更为广泛的应用。
2.3 低温切削加工工艺
在加工难度较大的材料中，通常采用的切削加工工艺为低温切削加工工艺，这种工艺在实际的应用中，需要配置相适应的低温冷风装置，而这种装置的配置成本相对较高，这样就使得低温切削加工工艺的应用成本提升，这对该切削加工工艺的广泛应用具有明显的消极影响。其中的低温冷风切削技术得到广泛应用，近年来，低温冷风切削技术在国外研究趋于成熟，被许多机床企业接受采用。特别在日本的机床行业，应用较为广泛，国内的研究也比较顺利，在不久的将来，国产低温冷风发生装置的研制成功必将推动我国干式切削技术得到更广泛的应用和发展。
2.4 采用优质清洁表面技术
优质清洁表面技术主要有两种，分别是离子束辅助镀膜技术和新型节能表面涂装技术——自泳涂装。离子束辅助镀膜技术通常是在一些耐磨性要求比较高的零件中使用，它能够使精密仪器和刀具、模具以及航空航天轴承的寿命得到提高。新型节能表面涂装技术是一种水分散体系，它具有无毒、无火灾危害以及不含有机溶剂的特点。它与传统的电泳涂装技术进行对比，这种新型技术能够节约能源与材料，涂抹比较均匀，有良好的耐蚀性，是一种无污染的生产工艺技术。该技术已经得到广泛的使用，比如在家电、仪表仪器以及汽车零部件等方面，并且获得了十分显著的经济效益。
2.5 采用水喷射加工技术
水喷射加工技术又叫水刀加工技术，通过超高压水射流以及混合于其中的磨料对各类材料进行穿孔、表面去锈以及切割等方面的加工，水喷射加工技术不会产生火花、烟尘以及有毒气体，不会对空气造成污染，加工件不会发生热效应，并且水资源能够重复利用。
结束语
绿色制造作为一种新的事物还有待提高和完善，这一事物的发展是一个永无止境的过程，要随着经济社会与科技社会的不断发展而不断的变化，要及时引进新的制作技术，不断的优化升级。绿色制造技术的推广也是一个极为漫长的过程，但是有理由相信，随着石油行业的发展，绿色制造技术奖在油田开采的领域等更多的领域得到更有力的发展。在今后的发展历程中，也逐渐偏向于以环境保护为发展的前提，以节约能源资源为发展的目标，优化绿色加工工艺在机械制造行业中的应用，从而进一步的促进社会经济的发展。
参考文献
[1]朱道锋.浅谈绿色制造环境下的机械制造工艺[J].河南科技，2010（14）.
[2]韩圣武.浅谈绿色制造工艺技术在机械加工中的应用[J].黑龙江科技信息，2008（33）.
[3]高翀，张海舟.机械产品的绿色设计与制造探讨[J].科技信息，2007（9）.
[4]杨勇，张华，江志刚，王立华.绿色制造工艺规划的一种模型辅助决策技术[J].武汉科技大学学报（自然科学版），2003（1）.
作者：王雪萍 曲士座
绿色制造机械加工论文 篇2：
面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度模型
摘 要 随着社会经济的发展，制造业对环境的负面影响越来越大。绿色制造，是提高资源利用率，降低对环境负面影响的现代制造模式，机械加工系统是通过加工资源转变为半成品或成品的过程，将绿色制造的理念应用于机械加工系统中，需要对加工系统任务进行优化调度，从而减少对环境的影响，降低资源消耗，最终实现绿色制造。本文针对绿色制造的机械加工系统，提出建立任务优化调度的框图模型及数学模型，并对模型的内容与目标进行了分析，旨在推动机械加工系统更好的向绿色制造方向进行转变，提高生产效率，降低对环境的负面影响。
关键词 调度模型；优化；绿色制造
1 建立机械加工系统任务优化调整模型
1.1 面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度框图模型的内容与目标
由于机械加工系统是通过对资源的加工转化为半成品或成品的过程，在整个机械加工过中，会伴随着出现资源、能源的消耗，生产中废弃物对环境带来负面影响。经过研究发现，对机械加工系统任务通过合理调度，可以减少对环境造成的负面影响，例如：
如在车间中，存在两台卧式车床，分别为01号、02号，需要对A、B两批工件进行车削外圆作业，但由加工工艺的要求不同，在进行A工件车削外圆作业时，主轴转速需要达到600 r/min，在进行B工件车削外圆作业时，主轴转速需要达到185 r/min，车削的时间为15 min。在进行A、B两批工件加工时，面对两种调度方案，第一种为使用01号卧式车床进行A工件车削外圆作业，使用02号卧式车床进行B工件车削外圆作业；第二种为使用01号卧式车床进行B工件车削外圆作业，使用02号卧式车床进行A工件车削外圆作业，调度方案如图1所示。
通过上述两种对比方案，根据实测获得数据，第一种调度方案下，空载总能耗值为0.79 kW/h，采用第二种调度方案，空载总能耗值为0.65 kW/h，综合对比可以发现，采取第二种调度方案进行一组工件的加工，就可以节约电能0.14 kW/h。如果是批量加工，每天进行切削20个小时的话，采取第二调度方案比第一调度方案每年可节约点能3360 kW。可见采用第二种调度方案，可以节约能源。
根据这一案例，可以对面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度模型进行阐述，那就是以机械加工系统中机床的基本参数、绿色特性等参数与加工任务的工艺参数、生产计划等相关参数作为调度问题进行输入，选择成本、时间、质量、资源消耗与环境影响作为机械加工的优化目标，通过合理安排获取优化调度方案，最终使机械加工系统在生产过程中降低资源的消耗，减少对环境的负面影响，建立的绿色制造的机械加工系统任务优化调度框图模型如图2。
图2中，机械加工系统实物流以黑色箭头表示，在进行产生作业的过程中，会伴随出现资源消耗及对环境的影响问题，调度问题的参数流以白色箭头来表示，通过对加工时间、加工质量、加工成本、加工环境目标、加工资源目标等参数进行优化，最终完成绿色制造的机械加工任务优化调整。
1.2 面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度的数字模型的内容与目标
首先，建立三元组数字模型，三元组数字模型为：α|β|γ。
其中α为调度模型中的变量参数集，包括加工任务参数子集，设为J，机床参数子集，设为M，α={J，M}。其中，J子集之中包含了加工时间、加工优先级、加工任务参数、加工工艺参数、交货期；M子集中包含了结构设计、辅助装备、机床成本、机床质量、噪音性能、能耗特征、机床空闲时间、切削溶液耗量。
三元组数字模型中β代表的是调度模型的约束集，β内容主要包括机床负荷均衡约束、加工任务工艺要求的约束、加工任务最早开工时间约束、加工方式约束等。
三元组数字模型中γ主要包含质量、成本、时间、资源消耗与环境影响，属于调度模型中的目标函数集。
2 面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度模型的目标
主要包含了加工时间、加工成本、加工质量、加工资源消耗与加工环境影响等五个目标。在整个模型之中，每个目标存在着自身的特性，相互之间也存在着紧密的联系。根据调度模型的特征，可以分为传统调度问题的优化与绿色性优化两个方面。
3 结束语
面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度模型可以有效的对机械加工系统任务优化调度进行较为直观的描述，从而以调度模型为基础，对机械加工系统中的加工质量、加工时间、加工成本、资源消耗及环境影响等因素进行优化，最终提高生产效率，降低资源消耗，减少机械加工对环境的负面影响，获得良好的经济效益与生态效益。
参考文献
[1]赵刚，张华，江志刚，等.通用机械加工车间绿色制造系统工程方法[J].制造业自动化，2012，34（22）：16-20，57.
[2]赵刚，张华，江志刚，等.通用机械加工车间绿色制造系统工程方法[C].全国先进制造技术高层论坛暨第十一届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集.2012：48-56.
[3]陈京平.面向机械加工工艺规划的绿色制造技术研究[D].南昌大学，2010.
作者：陈晋晋
绿色制造机械加工论文 篇3：
绿色制造技术在机械加工中的应用
[摘要]机械加工工业中存在能源的大量的浪费，对环境造成的污染日益严重，通过绿色制造工艺技术机械加工中的应用来达到节约资源、保护环境的目的。
[关键词]机械加工 绿色制造 工艺
一、绿色制造工艺技术的概念
绿色制造工艺技术是以传统的工艺技术为基础，并结合材料科学、表面技术、控制技术等新技术的先进制造工艺技术。其目标是对资源的合理利用，节约成本，降低对环境造成的污染。根据这个目标可将绿色制造工艺划分为三种类型：节约资源的工艺技术、节省能源的工艺技术、环保型工艺技术。节约资源的工艺技术是指在生产过程中简化工艺系统组成、节省原材料消耗的工艺技术。它的实现可从设计和工艺两方面着手。在设计方面，通过减少零件数量、减轻零件重量、采用优化设计等方法使原材料的利用率达到最高；在工艺方面，可通过优化毛坯制造技术、优化下料技术、少无切屑加工技术、干式加工技术、新型特种加工技术等方法减小材料消耗。环保型工艺技术是指通过一定的工艺技术，使生产过程中产生的废液、废气、废渣、噪声等对环境和操作者有影响或危害的物质尽可能减少或完全消除。
二、在机械加工中的应用
从节约资源的工艺技术方面来说，在机械加工中，绿色制造工艺技术主要应用在少无切屑加工技术、干式加工技术、新型特种加工技术等方面。
（一）干式加工。干切削加工方法有很多种，如干车削、干铣削、干钻削、干式螺纹加工、干式齿轮加工等。其中干车削是研究和应用最多的一种加工方法。在磨削加工时，采用油基磨削液会产生油气、烟雾，使生产环境恶劣，而且磨削液的后期处理成本太高，要改善这种情况，可以采用干磨削方式来加工。在干磨削加工中，现在采用的一种较为有效的方式是强冷风磨削。强冷风磨削是通过热交换器，把压缩空气用液氮（-190°C）冷却到-110°C，然后经喷嘴喷到磨削点上（由于温度下降，原来空气中的水分会冻结在管道中，因此需使用空气干燥装置），由于压缩空气温度很低，所以在磨削点上很少有火花出现，也几乎没有热量产生，因而工件变形极小，可得到10μm以内的椭圆度。干式加工并不是简单的取消切削液就可以实现，它对刀具材料、机床结构、工艺技术等均有较高的要求。
（二）刀具技术。干式加工对刀具材料要求很高，它要求材料要具有很高的红硬性和热韧性，良好的耐磨性、耐热冲击和抗粘结性，现在立方氮化硼（CBN）、聚晶金刚石（PCD）、超细晶粒硬质合金等超硬材料已经广泛应用于干切削。在对刀具的几何参数和结构设计时，要满足干切削对断屑和排屑的要求。对韧性材料的加工来说，断屑是很关键的，目前车刀三维曲面断屑槽方面的设计制造技术已经比较成熟，可针对不同的工件材料和切削用量很快设计出相应的断屑槽结构与尺寸，并能大大提高切屑折断能力和对切屑流动方向的控制能力。
（三）机床技术。干式加工在切削区域会产生大量的切削热，如果不及时散热，会使机床受热不均而产生热变形，这个热变形就成为影响工件加工精度的一个重要因素，因此机床应配置循环冷却系统，带走切削热量，并在结构上有良好的隔热措施。实验表明，干式切削理想的条件应该是在高速切削条件下进行，这样可以减少传到工件、刀具和机床上的热量。干切削时产生的切屑是干燥的，这样可以尽可能的将干切削机床设计成立轴和倾斜式床身。工作台上的倾斜盖板用绝热材料制成，在机床上配置过滤系统排出灰尘，对机床主要部位进行隔离。
现在切削加工已朝着高速、超高速方向发展，高速切削机床的发展给干切削的实现创造了良好的条件，对于精密切削机床，可在机床上装上监控系统，以检测切削区域的温度变化、切削力的变化以及刀具的磨损，并配以机床补偿装置。
（四）工艺技术。对机械加工来说，要实现干切削，工件材料在很大程度上起着决定性的作用，经研究表明干切削的“工件材料加工方法”的组合如下表所示。
由上表可见，超硬合金最难进行干切削，钢次之，而铸铁的干切削性能最好。铝合金在加工过程中产生的切屑很容易与刀具发生"咬焊"式粘连，采用高速干切削这种方法可以解决这种问题，实验表明在高速切削中95％～98％的切削热都传给了切屑，切屑与刀具前刀面接触的部分被局部熔化，很容易被切离工件表面，减少了积屑瘤的产生，可提高铝合金的加工精度和表面质量。为了减少高温条件下刀具和工件之间材料的粘结和扩散，要注意刀具材料和工件之间的搭配，还可以采用硬车和激光辅助切削等方法对不适合进行磨削加工的零件和抗拉强度极高的零件进行加工。钛铝钒合金（Ti6Al4V）和反应烧结氮化硅(RBSN)是典型的难加工材料，采用液氮冷却刀具可以进行加工。
采用干切削和干磨削技术能够节约资源，降低能耗，就目前来看其加工的范围还比较有限，对于干切削来说，应该利用现有的刀具材料探索新的加工条件，以达到干切削的要求；干磨削会使磨削液的作用完全丧失掉，在实际应用中还不太多，在研究干磨削方式的同时，还应该积极探索新的磨削方式以达到绿色制造的要求。
（五）准干式加工。干式加工并不是简单的取消切削液就可以实现，它对刀具材料、机床结构、工艺技术等均有较高的要求，所以目前它的应用范围还比较有限，而完全采用湿加工又有资源浪费和环境保护等方面的问题，如果将干、湿加工的优点结合，既能够达到加工要求，又能够使切削液的费用降到最低，达到与干切削相同的要求，这种切削方式称为准干式切削。准干式切削是一种介于湿式切削和纯干式切削之间的一种切削方式。
“汽束”喷雾冷却切削就是目前应用较多的一种准干式切削方式。在切削时采用一定压力（0.3～1MPa）的压缩空气使微量切削液（50～125mL/h）雾化，并以高速喷向切削区，使在该区域高温下呈雾化状态的切削液很快汽化，由于液体在汽化时会吸收大量热量，因而可使切削区域内的热量大幅度下降，使工件变形很小，所产生的切屑通过重力作用落入切削区域下方的收集区内。实验表明，当机床调整到最佳状态时，每工时所消耗的切削液在50～125mL/h之间，刀具、工件和切屑都是干燥的。清洁干净的切屑还可以回收再利用，既不污染环境又可以节约资源。
（六）风冷却切削技术。干式加工是绿色制造工艺研究的重点，但是在一定条件下，没有任何冷却措施的干式加工还很难实现，还需要对刀具进行冷却和润滑。在这种情况下，可以采用风冷却切削技术。
风冷却切削技术是将从空气供给源来的空气经过除湿器将水分除去后，送入空气冷却器冷却至-30℃，再经绝热管由风嘴将冷风送至切削部位，同时向加工点喷少量的无害植物油，以防锈并且有一定润滑作用。在风嘴的对面设有集尘装置以收集废屑和风尘，通过集尘器内的过滤器将切屑滤去。但是目前风冷却切削技术还存在以下问题，如切屑收集、纯风冷时刀具的润滑、已加工工件的防锈、冷风的噪声，还要从解决这几个问题着手，对风冷却切削技术进行研究。
总之，绿色加工业已是世界工业发展的潮流，它必将随着人类可持续发展战略的提出和经济全球化的趋势，显示出它的优势。因为追求生存环境的质量已是人类共同的价值趋向，绿色加工业作为符合人类这一价值趋向的新兴工艺前景广阔，做好绿色制造工艺的产、学、研已成为当务之急。
作者简介：
王江慧，中北大学机械及其自动化学院，硕士研究生，研究方向：先进制造技术。
作者：王江慧