绿色制造机械加工论文

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。下面小编整理了一些《绿色制造机械加工论文 (精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

绿色制造机械加工论文 篇1：

针对绿色制造的机械加工体系的改进优化

摘要：在生产车间中，机械的运用是绿色制造的关键组成部分，而绿色制造的机械加工系统的优化和改善，对于环境和资源又有重要的作用，不仅能够减少对周围环境的污染，还能很大的节约资源，对于优化机械加工的绿色化具有重要的作用。在对于这个问题的研究中，首先要对目标的各个组成要素进行大概的了解，构建出数学和框架模型对其进行描述。在此基础上，对于机械加工对于环境和资源的影响，设计体系的优化目标及所涉及的优化模型的各个子目标，最后通过具体的实例演示，对于优化系统进行分析和调度。

关键词：机械加工 绿色制造 优化

1 机械加工和绿色制造概述

机械加工是指有机床和所有工件组成的一种进行机械加工的体系。在这个系统中，机床是其重要的组成部分，但是机床对环境的影响很大，并且资源消耗也很大。而绿色制造理论解决了这些问题，绿色制造是针对于环境和资源的合理利用的一种现代生产制造模式，对机械加工提出了更高的要求，在节约资源，保护环境，生产安全等方面有了巨大的飞跃性发展。

目前，国内外对于机械加工的绿色制造进行了研究，但是一般机构致力于机械加工工艺的研究，很少从绿色化的方面出发，经一些研究表明，在对机械加工系统的绿色制造性能方面进行优化，在很大程度减少的能源的消耗，同时减小了对环境的污染，特别是在噪音污染方面有很大的发展。

在上述研究的基础上，本文从机械制造绿色化的方向出发，对机械制造的体系进行优化和调度，通过构建框架模型和数学模型，对机械制造要素进行了全面的分析，结合其对环境和资源的特性，对机械制造做出了分析，并通过实例进行了应用和进一步的分析和改善。

2 绿色机械制造加工的优化模型

对机械加工的体系的调度是对生产目标在机械加工的时间上进行简单的优化。而传统的机械调度是将任务分配在各个机床上，将生产次序和加工时间合理分配，这种层面的优化只是在生产成本，时间和质量方面进行了优化，没有考虑到机械生产的绿色制造性。

(1)调度框图模型

正如前面说过的，在机械加工的生产过程中，将原料转变为产品是一定会有原料的浪费，还会造成环境的污染，如果对与生产系统进行合理的优化调度，就可以避免机械制造对环境的污染和对资源的浪费。

在对机械加工体系做出框图模型后，以加工集中任务的相关参数以及加工系统中机床的特性参数为调度问题的输入，以生产时间，成本，质量以及资源的损耗和环境的污染作为调度的目标，获得合理的调度方案，合理安排生产时间，减少资源消耗和环境影响，做出框图模型。

做出框图模型，与传统的机械优化调度进行对比，可以看出绿色制造的优化调度解决了资源消耗与环境污染的问题，而所列除的调度目标并不是相互独立的，而在优化调度中相互联系，相互影响。

(2)调度数学模型

进行数学模型构建时，可以利用传统的三元组描述机械加工的绿色制造优化调度模型。

对资源消耗和环境影响进行决策时，优化调度模型中的变量参数集会更为复杂，除了传统的任务参数子集和机床参数子集外，还加入了加工任务的基本参数对机械加工的绿色制造进行说明。

调度模型的约束集是对系统中的相关因素进行约束和限制，通常与任务，人员，设备和计划有关，而绿色制造的调度模型的约束集基本与传统的调度模型一致，包括加工时间的约束，加工任务的约束等。

此外，还有调度模型的目标函数集，主要包括时间，成本，质量，资源消耗和环境影响5个子目标。分为与加工时间有关的函数如成本，任务量等和与加工时间无关的函数如产品质量，废弃物排放等。

(3)优化模型的构建

模型的构建应该顾及到传统调度和绿色优化两方面，一方面包括生产时间，生产成本以及产品质量，另一当面包括资源消耗和环境影响，这是绿色制造优化调度的基本依据。

在机械加工绿色制造的优化调度中，资源消耗主要是指机床在工作过程中的能源消耗，包含机床的空载消耗，切削消耗和附加能耗。而对于环境的影响主要是切屑，包括切屑本身和其带走的切削液对于环境的影响。切屑不作为优化目标，主要是切削液对于环境的影响，而采用机床对带有切削液的切屑的过滤程度进行描述。

3 实际示例

根据实际需要，进行目标函数的建立，以能量消耗最小和加工时间最少为例，进行应用和分析。根据调度模型进行模型描述，确定调度模型的参数集，然后采用禁忌算法对模型求解得到结果可知，与传统调度模型相比，在最大加工完成时间相差不大的基础上，减少了加工过程中的能量消耗，同时表明本文提出的绿色制造调度模型符合所提出的绿色制造目标。

4 结论

通过对机械加工的绿色制造优化调度的框图模型以及数学模型的构建，对加工过程中的相关要素之间的联系进行描述，再结合机械加工的绿色化特性，建立相关的函数，并进行应用分析。最后以能量消耗最小和完成时间最短的目标为例，进行分析表明通过进行机械加工的绿色制造任务的优化调度可以在很大程度上减少资源消耗和环境影响。

在对机械加工绿色制造优化调度的下一步研究中，应致力于建立符合加工系统绿色性的目标函数以及进一步完善体系中的约束条件。这就需要研究人员和企业不断地收集绿色制造的有关数据，进而创新和完善机械加工的绿色制造任务优化调度。

参考文献

刘飞 曹华军 张华 绿色制造的理论与技术 北京：科学出版社 2005

胡仕成 徐晓飞 战德臣 一种面向成本优化的生产计划调度算法

计算机集成制造系统 2003 9(9)：735-739

王凌 车间调度及其遗传算法 北京 清华大学出版，2003

李卫星 现代生产管理 北京 中国商业出版社 1997

刘飞 徐宗俊 但斌 机械加工系统能量特性及其应用 北京 机械工业出版社 1995

曹华军 刘飞 阎春平等 制造过程环境影响评价方法及其应用 机械工程学报 2005 41(6)：163-167

作者简介：

徐伟(1994—)，男，汉族，安徽省铜陵市人，学生，郑州大学力学与工程科学学院，工程力学。

作者：徐伟 许培磊

绿色制造机械加工论文 篇2：

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3：

绿色制造工艺在机械加工中的应用

摘 要 在各类机械加工工业的不断扩大发展的同时，其对于能源的浪费以及对环境造成的污染也日趋严重。在强调绿色环保、可持续发展的今天，显然它已经有点不合时宜了，因此，在机械加工中寻找新的、绿色制造工艺方法来实现资源节约、爱护环境的目标已经刻不容缓。本文主要介绍了机械加工工业和绿色加工工业的基本概述以及绿色制造工艺在机械加工工业中的应用。

关键词 绿色制造;工艺技术;机械加工

1 绿色制造工艺技术的概述

1.1 绿色制造工艺技术的由来

为了从根本上治理环境污染、提高资源的利用率，使得机械制造工艺在对人类生活带来方便的同时，还能够注重环保，资源得到充分利用，关爱我们伟大的地球母亲，所以就引入了绿色制造工艺这一概念。

1.2 绿色制造工艺技术的具体含义

绿色制造工艺是现代新兴的一种制造模式，它是以传统的工艺技术为基础，并结合控制学、表面技术、材料科学等新技术的全新制造工艺技术，它全面考虑了机械加工业对资源的利用率以及对环境所造成的影响，旨在产品研发的整个过程中，尽量使资源的利用率达到最高，对自然生态环境所造成的危害指数降到最小。它的基础是绿色制造技术，运用到绿色制造工艺对于减少废物和有害物质的产生有重要意义，也可以有效的节约资源，从而在真正意义上提高产品的质量，降低产品的成本，提高产品的市场竞争力。

2 机械制造设计与工艺的绿色理念应用

在机械加工制造的过程中，首先分析产品特性及其所需原材料的状况，采用干切削或干磨削的技术来对产品进行加工。比较常规的加工方法就是车削、磨削、铣削等，这些方法都需要切削液来帮助加工，因为切削液在加工中有冷却、排屑、润滑和清洗的作用，可以使产品加工更加的美观。但是，随着加工技术的高速发展，切削液在加工过程中的用量也越来越多，其流量可高达80 L/min～100 L/min。这无疑会对人们生产、生活造成较大影响，对于生产商来说会使生产成本大大提高，对环境也会造成很大程度上的破坏，而且还会危及到生产工人的身体健

康等。

绿色加工工艺的具体的实现可以从设计和工艺两个方面进行。对于设计的方面，主要是通过减少原材料的使用数量、减轻零件的重量、运用最优的设计方案、简化执行的步骤等方法来实现原材料的充分利用;对于工艺的方面可通过提高毛坯的制造技术、优化下料技术、干式加工技术、少无切屑加工技术、新型特种加工技术、运用先进的加工设备等方法来实现加工工艺的绿色化。

3 绿色制造工艺在机械加工中的应用

具体来说，绿色制造工艺在机械加工中的应用有以下几种。

3.1 干式加工技术

干式加工就是在加工的过程中不使用切削液的一种加工方法，例如：干车削、干钻削、干式齿轮加工、干铣削、干式螺纹加工等。这种方法从原理上讲并不是全新的，因为它已经在生产中有了很长时间的应用，但是又有很多的不同之处，因为现在所说的干式加工已经不仅局限于对于铸铁工艺，而是力求在所有的材料加工和加工方法中都能够运用到这种方法。因为目前的干式加工方法并不能运用到所有领域，所以这些年来研究和开发这一技术已经成为一个热门的学术问题。

对于现如今已经运用较广泛的干切削和干磨削技术，这两项技术各有优点和缺点。干切削技术运用超硬的刀具进行金属切割，明显提高了金属的切除率，缩短了以往的加工时间，提高了产品生产的效率;干磨削技术能够有效的防止过去采用的油基磨削会产生油气、烟雾对生产环境造成破坏，并且这项技术也避免了磨削液的后期处理成本太高这一问题，大大减小了开支。

3.2 机床技术

因为在运用干式加工方法对产品进行加工过程中会产生很强的切削热，如果没有好的措施来及时散热，就会使得机床由于受热不均匀而变形，从而导致产品由于机床的变形影响到精度。一般的机床都很难满足这一耐热要求，所以需要对机床进行升级，比较常用的方法就是给机床配置一个循环的冷却系统，带走切削产生的热量，并且有良好的隔热效果，这样既保证了产品的精度也提高了机床的使用周期，工作台上的盖板也要用绝热的材料制造，给机床配置过滤系统排出灰尘，同时还要对机床的主要部位进行隔离，保护机床的零件。随着切削加工技术的高速发展，对加工机床的要求也就越来越高，高速切削机床给这项技术提供了良好的条件，另外，如果要求较高可以用到精密切削机床，因为这种机床可在机床上安装监控系统，同步检测切削区域的温度变化、切削力的变化还有刀具的磨损情况，并且配备有机床补偿装置，这很好的控制并了解了机床的性能变化。

3.3 刀具技术

干式加工技术对于刀具的要求非常的高，它要求刀具制造材料具有很高的热韧性和红硬性，还要有良好的耐热冲击、耐磨和抗粘连性，这些包含立方氮化硼(CBN)、聚晶金刚石(PCD)、超细晶粒硬质合金等超硬材料。同时刀具的几何参数在结构设计时，要能够满足干切削对断屑和排屑的要求。这些对新材料技术的要求就非常的严格了。

3.4 水喷射加工技术

所谓的水喷射加工技术就是利用超高压力的水射流(混有磨料)去切割、穿孔各种材料，很明显这项技术不会对环境产生污染，而且喷射出来的水流还能够重复利用，很好的节约了资源。

3.5 减少磨损技术

在机械产品的加工过程中难免会出现零件磨损的情况，这就可能导致加工机械的使用寿命不长。从而为了减少机械的粘附磨损、微动磨损和疲劳磨损等情况的出现，一项新的科技产品金属减磨剂就被很好的应用到加工工业中来，因为其能够起到一定的润滑作用，在一定程度上减轻零件的磨损，减少了机器的故障，延长了机器的寿命，减少了每年的生产器件的檢查次数，大大提高了生产效益。同时，如果将金属抗磨剂加入到润滑油中，就能够在金属加工过程中在金属的表面形成耐高温的高压油膜层，机器表面能够很好的被润滑油隔离开来减少摩擦，而且还能够适当的减少机器与金属间摩擦产生的噪声，形成良好的工作环境。

4 结束语

总之，随着机械加工工业的不断发展，绿色加工制造工艺已经逐渐被广大的生产厂家所接受，可持续发展的战略和建设资源节约型社会的理论在产品的生产过程中也具有重要的意义，越来越多的人意识到了如果破坏了生态环境就是在毁灭人类自己，如何保护环境也就成为了当前形势下国际社会商讨的重要主题之一。在经济全球化的趋势下，各行业间、各领域间的联系也越来越紧密。这对于机械制造行业来说既是机遇也是挑战，如何利用现有资源创造出最大价值、有利于人类的产品，向着新兴的、资源节约型、环保型的工业发展具有重要的意义。

参考文献

[1]刘光复,刘志峰,李刚.绿色设计与绿色制造[M].北京:机械工业出版社,2000.

[2]何春燕,林朝平.机械制造中绿色工艺技术的应用[J].轻工机械,2005,2.

[3]林朝平,盛俊明.绿色制造工艺技术的发展方向[J].制造业自动化,2001,11.

作者：慕斌