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摘 要：从可持续发展的方面出发，提出了以绿色制造为基础的绿色机械加工，并对绿色机械加工的概念进行阐述，本文着重概述了绿色机械加工的应用及未来的发展方向，在指出当前绿色加工存在的主要问题，并提出一些相应的建议解决方案。
关键词：绿色加工；绿色制造；冷却；切削液
0 引言
从上世纪七十年代以来，随着世界经济突飞猛进地发展，世界环境恶化越来越严重，地球生态收到无法恢复的破坏，这些都严重威胁到了人类的生存。统计资料表明，造成环境污染的70%的污染物来源于制造业，每年产生的无害废物和有害废物分别达到了55亿吨和7亿吨。但是制造业的切削加工在整个机械加工量的比例高达9层以上。从美国工业有害废物来源的研究资料可以看出，工业废物中有多达5%的比例来源于金属加工行业，这一比例业高居第四。从可持续发展的意义来讲，传统的机械加工存在三个严重的不足：资源利用率低，完成一个合格零件的加工需要很多工序，这是对原材料、时间和能源的浪费；环境污染严重，机械加工过程需要使用的切削液会造成水污染、土地污染、对生态系统造成破坏；影响人体健康，机械加工过程会产生烟雾、粉层、油雾、噪声、化学微粒等可能引起操作人员的皮肤、听力、呼吸系统疾病。针对传统的机械加工程序，治理的方法是末端治理，无法对环境进行有效的保护，因此绿色机械加工的概念得以提出，其本质就是实现加工过程的高效、优质、低能耗和清洁化。
1.绿色机械加工技术的应用
1.1绿色机械加工切削液的研制
未来机械加工的发展方向是彻底放弃切削液的使用，即干式切削，但是由于当前技术发展的不成熟，切削液在短时间内还是必不可少的。对切削液的选择必须符合“绿色机械加工”的要求，在对切削液研制的过程中，需要考虑可持续发展问题，研制的内容包括对基础油，添加剂，极压抗磨剂，抗烟雾剂，防腐剂的选择。切削液的主要成分是基础油，成分包括：合成油、合成脂、植物油和矿物油。而我国是农业大国，植物油储备丰富，且植物油取之不尽用之不竭，具备很好的生物降解性，无毒，这些特点都决定了植物油是一种很好的制造切削液的原材料。绿色机械加工业要求添加剂无毒无害，极压抗磨剂主要选择猪血精，抗烟雾剂利用的是聚异丁烯类。
1.2高速与超高速干式切削技术
在上世纪90年代，世界范围内研制出了干式切削技术，这种切削是指不需要冷却液和润滑体就能完成的机械制加工，是一种极为理想的切削手段。因为这种切割不使用切削液，又必须达到对工件和刀具的润滑和冷却作用，所以需要的技术基础是非常高的，这个问题设计诸多因素，包括工件、刀具、切削环境和切削方式等。在1931年，德国的卡尔.萨拉蒙博士提出了高速切削技术，这种切削工艺具有低切削力、小热变形、高表面质量和高效率等诸多优点，这些都为干式切削提供了必须条件，但高速切削要应用在当前制造领域中有一定的技术壁垒。
1.3低污染与无污染的冷却润滑技术的应用
如上所述，干式切削技术尚不成熟，应用范围不广。而传统的温式切削又有诸多不足。因此，介于两者之间的最小量润滑技术就有着很好的应用前景。最小量润滑切削又称为近干式切削，是一类双赢加工模式。这种技术可以很大幅度减少冷却量的使用、设备和能源的成本、减少散发到空气中的冷却液飞沫，降低对操作员皮肤刺激的可能性，同时还能够一定程度提高生产效率和质量。最小量润滑切削技术的优点包括：无废液处理过程、对人体无害、降低环境污染、减少能源消耗（油的供给量为2～30ml/h）、大大减小刀具和工件，刀具和切削的摩擦，延长刀具寿命、系统体积小，易布局，结构简单。
2.绿色机械加工的发展
2.1集成化
机械的加工过程不应该是一个个独立的加工过程，而是考虑多种影响因素的集成系统。可以通过各种信息传输通道和后台数据库把其它系统，例如MIS、绿色设计系统、质量保证系统、物能资源系统和设备，级联起来，从而实现加工过程中的数据传输和信息共享，从而完成企业制造系统的集成化，便于中央控制系统的集中决策。
2.2柔性化
小批量、多品种是现代工业生产的发展趋势，这也逐渐取代了大批量、单品种的生产模式。这种转变要求企业能够快速地顺应市场的发展，灵活应对，从而才能跟上时代的步伐，赢去更多的市场。运行柔性、扩展柔性、机器柔性和工艺柔性就是所谓的绿色机械加工的柔性。要求加工系统必须可以实现快速重构，具备快速响应能力应对新产品开发及产品更新换代，用最短的时间，最低的成本应对加工任务的变化。企业想要快速生产多样化的产品，使底层加工系统的柔性化是比较好的方法，可以根据不同的工件、材料，不同的设备更换不同的方法，这也可以获得最低的综合成本。
2.3最优化
绿色加工的最终目标是利用最小的资源进行生产，而且不会造成不必要的环境污染。这不仅是从企业成本，也是从整个社会的综合成本考虑，加工过程中，对不同的材料、零部件、设备经过综合分析研究，对冷却方式、冷却介质的用量、加工参数进行最优化计算处理，从而选择一个最佳的加工方案，可以使得加工的时间减少，提高效率，减少甚至消除污染，降低综合生产成本（这是对整个企业乃至于整个社会来讲，不是仅单纯的指具体加工成本最低），也就是从系统的角度出发，综合考虑社会各方面的因素，最求企业和社会的最优。
3.结论
当今社会之中，各种新技术的出现与发展都成为行业领域的研究热点，要想创新就要做到“温故而知新”，只有在了解绿色机械加工技术的特点和应用的基础上，加强新型技术的创新与发展，不断的改造更新，才能使国家的制造业更加强大，造福人民。虽然绿色制造技术作为一个新事物，还有诸多地方需要进一步完善，而且从研究到应用与工业生产业需要一个长期推广的过程。但有理由相信，随着机械加工行业的不断向前发展，绿色机械加工技术将会在机械加工中发挥更加巨大的作用。
参考文献：
[1]汪劲松，段广洪，李方义.等.基于产品生命周期的绿色制造技术研究现状与展望[J]，计算机集成制造系统，1999，5（4）：1-81
[2]白培康，朱江淼.快速成型与快速制造技术[M]，北京：国际工业出版社，2002
[3]刘 飞，曹华军，何乃军.绿色制造的研究现状与发展趋势.中国机械工程，2000，11（1-2）：105～110
[4]刘俊岩.水蒸汽作绿色冷却润滑剂的作用机理及切削试验研究.哈尔滨工业大学，2005
[5]裴宏杰，王贵成.绿色机械加工的研究现状及其发展.机械设计与制造工程，2001，30（5）：1～2
[6]向东，段广洪，汪劲松等.公理性设计在绿色工艺选择中的应用.中国机械工程，2000，11（9）：972～974
关键词：绿色加工；绿色制造；冷却；切削液
0 引言
从上世纪七十年代以来，随着世界经济突飞猛进地发展，世界环境恶化越来越严重，地球生态收到无法恢复的破坏，这些都严重威胁到了人类的生存。统计资料表明，造成环境污染的70%的污染物来源于制造业，每年产生的无害废物和有害废物分别达到了55亿吨和7亿吨。但是制造业的切削加工在整个机械加工量的比例高达9层以上。从美国工业有害废物来源的研究资料可以看出，工业废物中有多达5%的比例来源于金属加工行业，这一比例业高居第四。从可持续发展的意义来讲，传统的机械加工存在三个严重的不足：资源利用率低，完成一个合格零件的加工需要很多工序，这是对原材料、时间和能源的浪费；环境污染严重，机械加工过程需要使用的切削液会造成水污染、土地污染、对生态系统造成破坏；影响人体健康，机械加工过程会产生烟雾、粉层、油雾、噪声、化学微粒等可能引起操作人员的皮肤、听力、呼吸系统疾病。针对传统的机械加工程序，治理的方法是末端治理，无法对环境进行有效的保护，因此绿色机械加工的概念得以提出，其本质就是实现加工过程的高效、优质、低能耗和清洁化。
1.绿色机械加工技术的应用
1.1绿色机械加工切削液的研制
未来机械加工的发展方向是彻底放弃切削液的使用，即干式切削，但是由于当前技术发展的不成熟，切削液在短时间内还是必不可少的。对切削液的选择必须符合“绿色机械加工”的要求，在对切削液研制的过程中，需要考虑可持续发展问题，研制的内容包括对基础油，添加剂，极压抗磨剂，抗烟雾剂，防腐剂的选择。切削液的主要成分是基础油，成分包括：合成油、合成脂、植物油和矿物油。而我国是农业大国，植物油储备丰富，且植物油取之不尽用之不竭，具备很好的生物降解性，无毒，这些特点都决定了植物油是一种很好的制造切削液的原材料。绿色机械加工业要求添加剂无毒无害，极压抗磨剂主要选择猪血精，抗烟雾剂利用的是聚异丁烯类。
1.2高速与超高速干式切削技术
在上世纪90年代，世界范围内研制出了干式切削技术，这种切削是指不需要冷却液和润滑体就能完成的机械制加工，是一种极为理想的切削手段。因为这种切割不使用切削液，又必须达到对工件和刀具的润滑和冷却作用，所以需要的技术基础是非常高的，这个问题设计诸多因素，包括工件、刀具、切削环境和切削方式等。在1931年，德国的卡尔.萨拉蒙博士提出了高速切削技术，这种切削工艺具有低切削力、小热变形、高表面质量和高效率等诸多优点，这些都为干式切削提供了必须条件，但高速切削要应用在当前制造领域中有一定的技术壁垒。
1.3低污染与无污染的冷却润滑技术的应用
如上所述，干式切削技术尚不成熟，应用范围不广。而传统的温式切削又有诸多不足。因此，介于两者之间的最小量润滑技术就有着很好的应用前景。最小量润滑切削又称为近干式切削，是一类双赢加工模式。这种技术可以很大幅度减少冷却量的使用、设备和能源的成本、减少散发到空气中的冷却液飞沫，降低对操作员皮肤刺激的可能性，同时还能够一定程度提高生产效率和质量。最小量润滑切削技术的优点包括：无废液处理过程、对人体无害、降低环境污染、减少能源消耗（油的供给量为2～30ml/h）、大大减小刀具和工件，刀具和切削的摩擦，延长刀具寿命、系统体积小，易布局，结构简单。
2.绿色机械加工的发展
2.1集成化
机械的加工过程不应该是一个个独立的加工过程，而是考虑多种影响因素的集成系统。可以通过各种信息传输通道和后台数据库把其它系统，例如MIS、绿色设计系统、质量保证系统、物能资源系统和设备，级联起来，从而实现加工过程中的数据传输和信息共享，从而完成企业制造系统的集成化，便于中央控制系统的集中决策。
2.2柔性化
小批量、多品种是现代工业生产的发展趋势，这也逐渐取代了大批量、单品种的生产模式。这种转变要求企业能够快速地顺应市场的发展，灵活应对，从而才能跟上时代的步伐，赢去更多的市场。运行柔性、扩展柔性、机器柔性和工艺柔性就是所谓的绿色机械加工的柔性。要求加工系统必须可以实现快速重构，具备快速响应能力应对新产品开发及产品更新换代，用最短的时间，最低的成本应对加工任务的变化。企业想要快速生产多样化的产品，使底层加工系统的柔性化是比较好的方法，可以根据不同的工件、材料，不同的设备更换不同的方法，这也可以获得最低的综合成本。
2.3最优化
绿色加工的最终目标是利用最小的资源进行生产，而且不会造成不必要的环境污染。这不仅是从企业成本，也是从整个社会的综合成本考虑，加工过程中，对不同的材料、零部件、设备经过综合分析研究，对冷却方式、冷却介质的用量、加工参数进行最优化计算处理，从而选择一个最佳的加工方案，可以使得加工的时间减少，提高效率，减少甚至消除污染，降低综合生产成本（这是对整个企业乃至于整个社会来讲，不是仅单纯的指具体加工成本最低），也就是从系统的角度出发，综合考虑社会各方面的因素，最求企业和社会的最优。
3.结论
当今社会之中，各种新技术的出现与发展都成为行业领域的研究热点，要想创新就要做到“温故而知新”，只有在了解绿色机械加工技术的特点和应用的基础上，加强新型技术的创新与发展，不断的改造更新，才能使国家的制造业更加强大，造福人民。虽然绿色制造技术作为一个新事物，还有诸多地方需要进一步完善，而且从研究到应用与工业生产业需要一个长期推广的过程。但有理由相信，随着机械加工行业的不断向前发展，绿色机械加工技术将会在机械加工中发挥更加巨大的作用。
参考文献：
[1]汪劲松，段广洪，李方义.等.基于产品生命周期的绿色制造技术研究现状与展望[J]，计算机集成制造系统，1999，5（4）：1-81
[2]白培康，朱江淼.快速成型与快速制造技术[M]，北京：国际工业出版社，2002
[3]刘 飞，曹华军，何乃军.绿色制造的研究现状与发展趋势.中国机械工程，2000，11（1-2）：105～110
[4]刘俊岩.水蒸汽作绿色冷却润滑剂的作用机理及切削试验研究.哈尔滨工业大学，2005
[5]裴宏杰，王贵成.绿色机械加工的研究现状及其发展.机械设计与制造工程，2001，30（5）：1～2
[6]向东，段广洪，汪劲松等.公理性设计在绿色工艺选择中的应用.中国机械工程，2000，11（9）：972～974