绿色制造举例说明
绿色制造有哪些具体实践

绿色制造有哪些具体实践在当今社会,环境问题日益严峻,资源短缺的压力不断增大,绿色制造已经成为制造业发展的必然趋势。
绿色制造是一种综合考虑环境影响和资源利用效率的现代化制造模式,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对环境的负面影响最小,资源利用效率最高,并使企业经济效益和社会效益协调优化。
那么,绿色制造在实际中有哪些具体的实践呢?首先,绿色设计是绿色制造的源头。
在产品设计阶段,就充分考虑产品的环境属性,如可拆卸性、可回收性、可维护性等。
例如,某汽车制造企业在设计新车型时,采用了模块化设计理念,使得汽车的零部件更容易拆卸和更换,不仅方便了后期的维修保养,也提高了零部件的回收利用率。
同时,在选材方面,优先选择环保、可降解、可再生的材料,减少对稀有资源和有毒有害物质的依赖。
比如,一些电子产品制造商开始使用生物基塑料替代传统的石油基塑料,降低了产品对环境的潜在危害。
其次,绿色生产工艺的应用也是绿色制造的重要环节。
这包括优化生产流程,减少能源消耗和废弃物排放。
许多工厂通过引入先进的制造技术,如精益生产、智能制造等,实现了生产过程的节能减排。
例如,某钢铁企业采用了新型的炼钢工艺,通过提高能源利用效率,大大降低了二氧化碳的排放量。
还有一些企业通过改进生产设备,安装节能装置,如变频器、节能电机等,有效地降低了电能消耗。
在废弃物处理方面,推行清洁生产,对废弃物进行分类、回收和再利用。
比如,某造纸厂将生产过程中产生的废水进行深度处理,回用于生产,实现了废水的零排放。
再者,绿色供应链管理在绿色制造中也发挥着关键作用。
企业在选择供应商时,不仅要考虑产品质量和价格,还要考察供应商的环境表现。
要求供应商提供符合环保标准的原材料和零部件,并建立长期的合作伙伴关系,共同推动绿色制造的发展。
例如,某电子企业在采购芯片时,优先选择那些采用无铅工艺生产的供应商,以减少电子产品中的有害物质含量。
同时,在物流环节,优化运输路线,采用节能环保的运输工具,降低运输过程中的能源消耗和尾气排放。
绿色制造实践与案例

绿色制造实践与案例1. 绿色制造的概念绿色制造是一种在产品生命周期中最大限度地减少环境影响,同时提高经济和社会效益的制造模式。
它以可持续发展理论为指导,将环境保护、资源节约和能源效率融入制造业的发展中。
绿色制造的核心目标是实现生产过程的低污染、低能耗、低废弃物排放,以及产品的绿色设计、绿色生产和绿色回收。
2. 绿色制造的实践2.1 绿色设计绿色设计是指在产品设计阶段,充分考虑产品的环境属性,通过优化设计方案,使产品在全生命周期中对环境的影响降到最低。
实践案例:某电子产品制造商在设计新一代智能手机时,采用可回收材料,减少产品重量,提高能效,以降低环境影响。
2.2 绿色生产绿色生产是指在生产过程中采用环保型设备和工艺,减少能源消耗和废弃物排放。
实践案例:某汽车制造商采用精益生产方式,优化生产线布局,减少生产过程中的能源浪费和材料浪费。
2.3 绿色供应链绿色供应链是指企业在采购、生产、销售等环节中,选择环境友好的供应商和产品,实现整个供应链的绿色发展。
实践案例:某零售巨头要求其供应商提供环保认证的产品,从源头上保证产品的环境属性。
2.4 绿色回收绿色回收是指企业对废弃产品进行分类、回收、再利用,减少废弃物对环境的污染。
实践案例:某电子产品制造商设立废弃电子产品回收站点,对废弃电子产品进行分类处理,提取有价值的材料进行再利用。
3. 绿色制造的挑战与对策3.1 技术挑战绿色制造涉及到许多先进技术,如节能技术、清洁生产技术、废弃物资源化技术等,企业需要不断研发和引进这些技术。
对策:加强产学研合作,推动绿色制造技术的研发和应用。
3.2 经济挑战绿色制造的投入成本较高,企业需要承担额外的经济压力。
对策:通过政策引导、财政补贴等手段,鼓励企业进行绿色制造。
3.3 管理挑战绿色制造需要企业改变传统的生产模式和管理理念,对企业的管理能力提出更高要求。
对策:加强企业员工的绿色制造培训,提升企业的绿色制造管理水平。
4. 结论绿色制造是制造业发展的必然趋势,企业应积极响应国家政策,主动承担社会责任,大力推进绿色制造实践,以实现可持续发展。
企业绿色制造典型做法

企业绿色制造典型做法企业在追求经济效益的同时,也越来越重视绿色制造。
这就好比一个人在追求事业成功的同时,也不能忘记对自己健康的呵护一样。
在绿色制造方面,不少企业有着非常棒的做法。
有些企业就像是环保的先锋队,在原材料的选择上就把好了绿色的关。
他们不是随便找些材料就开工,而是精心挑选那些可再生、可回收或者对环境影响极小的原材料。
这就像我们平常去买菜,专挑那些有机的、绿色环保种植的菜一样,虽然可能会贵一点,但是对自己和环境都好。
有一家企业,他们生产家具,以前用的是普通木材,后来发现有些木材的来源可能会破坏森林生态,于是就花大力气去寻找经过认证的可持续木材,这一举措虽然增加了成本,但是赢得了消费者的尊重。
还有些企业在生产过程中大力推行节能减排。
这不是喊喊口号就行的,他们可是动真格的。
就像一个减肥的人,不是光嘴上说要减肥,而是每天都坚持运动、控制饮食。
企业也是这样,他们改进生产工艺,采用更高效的设备,把能源消耗降下来。
我听说有个工厂,以前照明设备很耗电,后来全部换成了节能灯具,再加上一些智能控制系统,根据光线自动调节亮度,这样一年下来电费省了不少,同时也减少了碳排放。
另外,企业在废弃物处理方面也有不少妙招。
这就像我们家里打扫卫生,不能把垃圾随便一扔就了事,得分类处理。
企业会对废弃物进行分类,能回收利用的就回收利用,不能回收的也会采用环保的方式处理。
有一家电子企业,对于生产过程中产生的电子垃圾,他们专门建立了回收体系,把有用的零部件拆下来重新利用,既减少了垃圾填埋量,又节省了原材料成本。
而且呀,很多企业还注重员工的绿色制造意识培养。
这就像一个家庭里,家长要教育孩子要有环保意识一样。
企业通过培训、宣传等方式,让员工明白绿色制造的重要性。
有的企业在内部开展绿色制造知识竞赛,获胜者还有小奖品,这样一来,员工们参与的积极性很高,对绿色制造的理解也更深了。
还有一些企业在产品的设计上就融入了绿色制造的理念。
这就好比盖房子,一开始的设计图就规划好了哪里是环保设施一样。
什么是绿色制造如何推动实施

什么是绿色制造如何推动实施在当今社会,环境保护和可持续发展已经成为了全球关注的焦点话题。
制造业作为经济发展的重要支柱,也面临着转型升级的巨大压力。
绿色制造,作为一种创新的理念和生产方式,正逐渐成为制造业发展的新趋势。
那么,究竟什么是绿色制造呢?简单来说,绿色制造就是在产品的全生命周期中,充分考虑对环境的影响,通过采用先进的技术和管理手段,最大限度地减少资源消耗、降低环境污染,实现经济效益和环境效益的双赢。
绿色制造涵盖了从产品的设计、原材料的选择、生产过程的控制、包装运输,到产品的使用、回收再利用等各个环节。
在产品设计阶段,就要考虑到产品的可拆卸性、可回收性以及对环境的友好程度。
比如,设计一款电子产品时,应尽量减少使用难以降解的材料,采用模块化设计,以便于后期的维修和回收。
在原材料的选择上,优先使用可再生、可回收的材料,减少对稀缺资源的依赖。
同时,要对原材料供应商进行严格的环境评估,确保原材料的获取过程符合环保要求。
生产过程是绿色制造的核心环节。
这包括优化生产工艺,提高能源利用效率,减少废弃物的产生和排放。
例如,通过采用先进的制造技术,如精益生产、智能制造等,可以有效降低生产过程中的能耗和物耗。
同时,加强对生产过程中的污染治理,确保达标排放。
产品的包装和运输环节也不容忽视。
采用环保型的包装材料,合理规划运输路线,提高运输效率,减少运输过程中的能源消耗和碳排放。
当产品使用结束后,还需要考虑其回收和再利用。
建立完善的回收体系,对废旧产品进行有效的拆解和分类,将可再利用的零部件和材料重新投入生产,实现资源的循环利用。
了解了绿色制造的概念,接下来我们探讨一下如何推动绿色制造的实施。
首先,政府要发挥主导作用。
制定和完善相关的法律法规和政策,为绿色制造提供制度保障。
比如,出台严格的环保标准,对不符合绿色制造要求的企业进行限制和处罚;同时,通过财政政策,如税收优惠、补贴等,鼓励企业开展绿色制造。
企业是绿色制造的主体,要增强绿色发展的意识。
什么是绿色制造有哪些典型案例

什么是绿色制造有哪些典型案例在当今社会,环境保护和可持续发展已经成为了全球关注的焦点话题。
制造业作为经济发展的重要支柱,也在积极寻求变革,绿色制造应运而生。
那到底什么是绿色制造呢?简单来说,绿色制造就是一种综合考虑环境影响和资源利用效率的现代制造模式。
它旨在从产品设计、原材料选择、生产过程、包装运输到产品使用和报废处理的整个生命周期中,最大程度地减少对环境的负面影响,同时提高资源的利用效率,实现经济效益和环境效益的双赢。
绿色制造的核心概念包括“减量化、再利用、再循环”,也就是我们常说的“3R”原则。
减量化是指在产品设计和生产过程中,尽量减少原材料的使用量和能源消耗;再利用是指延长产品和零部件的使用寿命,多次重复使用;再循环则是指对废旧产品进行回收和处理,使其成为可再次利用的资源。
绿色制造的意义重大。
首先,它有助于降低企业的环境风险和成本。
通过减少废弃物的排放和资源的浪费,企业可以避免因环境污染而面临的法律责任和罚款,同时降低原材料采购和能源消耗的成本。
其次,绿色制造能够提升企业的竞争力。
随着消费者环保意识的增强,他们更倾向于购买环保产品,这为实施绿色制造的企业提供了更广阔的市场空间。
此外,绿色制造还有利于促进整个产业链的可持续发展,推动上下游企业共同采取环保措施,形成良性循环。
接下来,让我们通过一些典型案例来更直观地了解绿色制造。
案例一:_____汽车公司_____汽车公司一直致力于绿色制造的实践。
在产品设计方面,他们采用轻量化材料和优化的结构设计,降低了车辆的自重,从而减少了能源消耗。
在生产过程中,该公司引入了先进的节能设备和环保工艺,例如使用太阳能和风能等可再生能源为工厂供电,安装高效的废气处理系统,减少了污染物的排放。
此外,他们还积极开展废旧汽车零部件的回收和再利用,建立了完善的循环经济体系。
案例二:_____电子企业_____电子企业在绿色制造方面也取得了显著成就。
他们在原材料采购环节严格筛选供应商,优先选择环保型材料,确保产品中不含有害物质。
什么是绿色制造理念有哪些应用案例

什么是绿色制造理念有哪些应用案例在当今社会,环境问题日益严峻,资源短缺的压力也与日俱增。
在这样的背景下,绿色制造理念应运而生,成为了制造业发展的新趋势和新方向。
绿色制造理念,简单来说,就是在产品的整个生命周期中,充分考虑对环境的影响和资源的利用效率,以实现经济效益和环境效益的双赢。
它涵盖了从产品的设计、原材料的选择、生产过程的优化、包装运输、使用维护,到最后的回收再利用等各个环节。
绿色制造理念的核心目标是减少对环境的负面影响。
在传统制造中,往往会产生大量的废弃物、废水、废气等污染物,对生态环境造成严重破坏。
而绿色制造则通过采用清洁生产技术、优化工艺流程等手段,最大限度地降低污染物的排放。
同时,绿色制造还注重资源的高效利用。
这包括减少原材料的消耗、提高能源的利用效率、延长产品的使用寿命等。
通过这些措施,不仅能够降低企业的生产成本,还能减少对自然资源的依赖,为可持续发展做出贡献。
在产品设计阶段,绿色制造理念要求设计师充分考虑产品的可拆卸性、可回收性和可重复利用性。
例如,在设计电子产品时,应尽量减少使用难以回收的材料,采用模块化设计,以便在产品报废后能够方便地进行拆解和分类回收。
原材料的选择也是绿色制造的关键环节之一。
优先选用可再生、可降解、低能耗、低污染的材料,能够从源头上减少对环境的影响。
比如,一些企业在生产塑料制品时,开始使用生物基塑料替代传统的石油基塑料,降低了对不可再生资源的依赖。
在生产过程中,绿色制造倡导采用节能设备和先进的生产工艺。
例如,通过优化生产流程,减少生产环节中的能源浪费;采用高效的余热回收系统,将生产过程中产生的余热重新利用;利用智能制造技术,实现生产过程的精准控制,提高产品质量的同时降低废品率。
在包装和运输环节,绿色制造提倡使用环保包装材料,减少过度包装。
同时,优化物流运输路线,提高运输效率,降低能源消耗和尾气排放。
下面让我们来看一些绿色制造理念的应用案例。
汽车行业是绿色制造的重要领域之一。
绿色制造实践:以汽车行业为例

绿色制造实践:以汽车行业为例
绿色制造是指在生产过程中尽可能减少对环境的影响,以实现可持续发展。
汽车行业是一个典型的制造业,如何在生产过程中实现绿色制造,是该行业面临的一个重要问题。
首先,汽车行业可以通过采用环保材料来实现绿色制造。
目前,许多汽车制造商已经开始使用可再生材料和可降解材料来替代传统材料。
例如,一些汽车制造商使用生物塑料来制造汽车内饰件,这种材料可以降低碳排放量和能源消耗。
此外,一些汽车制造商还开始使用可回收材料来制造汽车零部件,这有助于减少废弃物的数量。
其次,汽车行业可以通过优化生产流程来实现绿色制造。
例如,一些汽车制造商使用智能制造技术来优化生产流程,从而减少能源消耗和废弃物的产生。
此外,一些汽车制造商还使用电子化管理系统来管理生产过程,这有助于提高生产效率和减少废弃物的数量。
第三,汽车行业可以通过推广绿色交通方式来实现绿色制造。
例如,一些汽车制造商正在开发电动汽车和混合动力汽车,这些汽车可以减少尾气排放和噪音污染。
此外,一些汽车制造商还在推广公共交通和自行车出行,这有助于减少道路拥堵和空气污染。
最后,汽车行业可以通过加强环保意识来实现绿色制造。
例如,一些汽车制造商正在开展环保教育活动,向员工和消费者宣传环保理念和绿色生活方式。
此外,一些汽车制造商还在积极参与环境保护组织和社会公益活动,为环保事业做出贡献。
总之,绿色制造已经成为汽车行业发展的趋势和方向。
通过采用环保材料、优化生产流程、推广绿色交通方式和加强环保意识,汽车行业可以实现绿色制造,为可持续发展做出贡献。
什么是绿色制造如何实现

什么是绿色制造如何实现在当今社会,随着环境问题的日益严峻和资源的日益短缺,绿色制造已经成为制造业发展的重要趋势。
那么,什么是绿色制造呢?简单来说,绿色制造就是一种综合考虑环境影响和资源利用效率的现代制造模式,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对环境的负面影响最小,资源利用效率最高,并使企业的经济效益和社会效益协调优化。
绿色制造的概念涵盖了多个方面。
首先,在产品设计阶段,就要充分考虑产品的可拆卸性、可回收性和可重复利用性,以减少废弃物的产生。
比如,设计一款电子产品时,应尽量使用通用的零部件,方便后期的维修和升级,而不是一旦某个部件损坏,整个产品就只能报废。
其次,在原材料的选择上,要优先选用可再生、可降解、低污染的材料。
同时,在制造过程中,要通过优化工艺、提高设备效率等手段,减少能源消耗和污染物排放。
此外,绿色制造还包括产品的包装、运输和使用环节,要尽可能降低这些环节对环境的影响。
那么,如何实现绿色制造呢?这需要从多个层面共同努力。
技术创新是实现绿色制造的关键。
企业需要加大在绿色技术研发方面的投入,例如开发新的节能设备、环保材料和清洁生产工艺。
比如,采用先进的数控机床,可以提高加工精度,减少材料的浪费;使用新型的水性涂料,可以降低挥发性有机物的排放。
管理创新也不可或缺。
企业要建立完善的环境管理体系,制定明确的绿色制造目标和策略,并将其纳入企业的整体发展规划中。
通过加强内部管理,对生产过程中的能源消耗、废弃物排放等进行实时监测和分析,及时发现问题并采取改进措施。
此外,供应链的绿色化也是实现绿色制造的重要环节。
企业要与供应商合作,共同推动原材料的绿色采购,确保所采购的原材料符合环保标准。
同时,要加强与上下游企业的合作,实现资源的共享和循环利用。
比如,汽车制造企业可以与零部件供应商合作,共同开发可回收的零部件,提高资源的利用率。
政策引导和支持对于绿色制造的实现起着重要的推动作用。
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传统的切削加工大量采用切削液浇注法降低加工区温度,切削液的大量使用给环境和操作者健康带来了很大危害,而且增加了切削液排放回收的成本。
面对人类社会可持续发展的需要,实施绿色制造已势在必行。
本文分析了绿色切削加工技术,如干切削技术、微量润滑、液态氮冷却、气体射流冷却在机械制造中的应用及其技术特征,结论是绿色切削加工技术将逐渐取代传统的浇注供液方法,是未来制造业的发展方向,具有很好的发展前景。
1 引言制造业是工业的基础,而切削加工又是制造过程中的重要组成部分。
在传统的切削加工中,切削液占有重要地位,因为它具有冷却、润滑、清洗、防锈、降低切削力和改善工件表面质量等功效,是大多数加工过程不可缺少的生产要素之一。
但是它的使用也带来了越来越多的问题,如增加了产品成本、造成环境污染等。
切削液的大量使用给环境和人体健康带来了很大危害,面对人类社会可持续发展的需要,实施绿色制造已经势在必行。
因此,近年来绿色制造技术已成为国际上的研究热点。
绿色切削技术是绿色制造的一个重要组成部分,它是指对生态大环境和加工现场小环境均无毒副作用(或副作用很小),在加工过程中产生少量“三废”(废气、废液和废渣)并在链条末端可回收或自然降解,以达到无公害的环保要求,对人的健康和环境没有危害的加工技术。
近年来,为有利于保护环境和人的身心健康,实行清洁安全生产的“绿色工程”已在工业发达国家兴起。
实行“绿色工程”、开发“绿色制造技术”是制造业面临的重要课题。
切削加工中的切削液对环境的污染、对操作者健康的伤害、因切削液处理导致的制造成本增加,成为当前治理的重点,并因此推动了绿色切削磨削加工技术,如干切削技术、微量润滑、液态氮冷却、气体射流冷却等在机械制造中获得了广泛的应用。
2 绿色切削加工技术(1)干切削加工技术干切削加工就是在切削过程中,刀具与工件及刀具与切屑的接触区不用切削液的加工工艺。
干切削不是简单地停止使用切削液,而是在停止使用切削液的同时,保证高效率、高的产品质量、高的刀具使用寿命以及切削过程的可靠性,这就需要用性能优良的干切削刀具、机床以及辅助设施替代传统切削中切削液的作用,来实现真正意义上的干切削加工。
干切削加工涉及到刀具材料、刀具涂层、刀具几何结构、加工机床、切削用量、加工方式等各个方面,是制造技术与材料科学及信息、电子、管理等学科之间的交叉、融合。
21世纪的制造业对绿色环保的要求越来越高,干切削技术作为一种绿色制造工艺对于节省资源、保护环境、降低成本具有重要意义,随着机床技术、刀具技术和相关工艺研究的深入,干切削技术必将成为金属切削加工的主要方向。
目前,欧洲和日本等工业发达国家都非常重视干切削技术的开发和应用,在欧洲大约有10%-15%的加工已经采用干切削工艺。
干切削加工的特点:形成的切屑干净、清洁、无污染,易于回收和处理;省去了与切削液有关的传输、过滤、回收等装置及费用,简化了生产系统,节约了生产成本;节省了与切削液及切屑处理有关的费用;不产生环境污染及与切削液有关的安全与质量事故;与湿切削相比切削区温度较高,因此对刀具材料和性能有特殊要求;刀具与切屑摩擦状态与磨损机理发生改变,刀具磨损加快;加工表面质量不易控制。
由于在切削过程中不使用或使用少量的切削液,其加工规律将明显不同于加注切削液的湿切削规律。
例如,刀具一切屑、刀具一工件表面的摩擦加剧,切削温度升高,切屑排除难度加大等。
因此,用传统的切削规律已经很难指导干切削加工过程,传统的加工工艺系统也很难适应于干切削的要求。
所以,必须进行系统的试验与应用研究,建立干切削的基本理论体系。
干切削加工技术是在机床结构与材料、机床设计制造技术、高性能刀具夹持系统、高性能刀具材料及刀具设计制造技术、高性能的涂层技术、高效高精度测试技术、干切削加工工艺方法等诸多相关技术的硬件与软件技术得到充分发展的基础上综合而成的。
因此,干切削加工技术是一项复杂的系统工程,是诸多单元技术集成的一项综合技术,主要包括干切削加工理论、机床、刀具、工件、加工工艺及切削过程监控与测试等诸多方面。
其中切削加工基础理论主要是研究分析干切削加工的可行性、切削过程中的变形、切削力、切削温度、刀具磨损、破损与刀具寿命、切削过程的稳定性、加工表面质量等的特征及其与机床、刀具、工件和切削参数等诸多因素之间的关系。
干切削加工综合技术中刀具技术、涂层技术、机床技术、加工工艺、测试技术等是干切削实施的关键技术,它们对干切削加工技术的发展和应用,起着决定性的作用。
(2)最小量润滑(MQL)切削最小量润滑(Minimal Quantities of Lubricant,MQL)切削是指将压缩空气与极微量的润滑液混合汽化后喷射到加工区进行有效润滑的一种切削加工方法。
它可以大大减少切削液的用量(一般仅为0.03-1.20L/h),可有效减小刀具与工件、刀具与切屑之问的摩擦,防止粘结,延长刀具寿命,提高加工表面质量。
MQL切削使用的润滑液很少,但效果却十分显著,既提高了工效,又不会对环境造成污染。
目前,该技术主要用于铸铁、钢和铝合金等的钻孔、铰孔、攻丝、深孔钻削、铝合金端面铣削等。
图1为最小量润滑装置组成示意图。
图1. 最小量润滑(MQL)切削装置图2. MQL磨削与浇注冷却表面粗糙度对比图3. MQL磨削与浇注冷却加工表面残余应力对比MQL切削与传统浇注湿切削相比能够大大减少切削液的用量,避免了废液的处理,降低了加工成本(包括切削液的购买费用、储存费用及废液处理费用等),而且在某些条件下能获得相等甚至更好的加工性能。
如MQL磨削较传统磨削表面粗糙度尺。
值降低(见图2),且在表面形成残余压应力(见图3),它标志着人们在少无切削液加工、实现绿色制造迈出了关键性的一步。
但是它也面临着自身固有的挑战,即在人们免除了传统切削液所造成的臭味、细菌和酶菌等损害健康的因素的同时,却造成了加工区油雾微粒浓度迅速增加,同样对环境及健康造成了不利的影响。
另外由于较高的油雾微粒生成量,使得采用MQL加工方法的机床上必须具有封闭、抽吸通风以及空气清新设施,给MQL加工带来了附加成本。
(3)液氮冷却液氮冷却就是利用液氮使工件、刀具或切削区处于低温冷却状态进行切削磨削加工的方法。
它可分为两种形式应用,一是把液氮直接喷射到切削区,二是在切削加工中用液氮冷却刀具或工件。
由于材料机械性能随温度的变化而不同,例如温度升高时,材料的硬度下降,强度降低;温度降低时,材料则变脆,塑性减小。
因此,利用材料的低温脆性,一是可改善难加工材料的可切削加工性,二是能提高工件的加工精度和表面质量,三是能延长刀具寿命。
图4. 不同冷却介质对磨削区温度的影响图4为以液态氮(-196℃,喷射压力为0.35MPa,喷射角度为25°)为磨削冷却介质的磨削区温度曲线,从图中可以看出,以液态氮为冷却介质明显比干磨削和矿物油磨削温度低。
这是因为低温磨削使磨削区局部温度降低,降低了砂轮的磨损,使砂轮磨粒始终保持锋锐状态,磨削力降低。
随着切深增加,比磨削能降低,在磨削区产生的能量降低,从而降低了磨削区的温度。
另一方面,由于采用喷射液态氮的冷却方式,使磨削处于惰性气体的保护之下,避免了磨粒的氧化磨损,提高了磨粒的切削性能,使磨削力降低。
低温磨削,磨削力随磨削深度的增加而增加缓慢,而干磨削和采用矿物油为冷却介质的磨削,磨削力随切深的增加呈线性增加,使磨削表面质量变差,对于以矿物油为冷却介质的磨削,容易产生薄膜沸腾,与干磨削无异,使加工条件恶化。
分析干磨、矿物油磨削和低温喷射液态氮磨削时,不同冷却介质对磨削力的影响(见图5,实验条件:材料4Cr5W2Vsi,砂轮A60K5V,砂轮线速度23.5m/s,工件速度8m/min)可知,随着切深的增加,无论是法向力还是切向力都增加,法向力比切向力大,这是因为磨粒大的负前角磨削特性,使磨粒与工件之间的滑擦作用增强,导致法向力增加。
随着切深的增加,矿物油的磨削力最大,液态氮磨削的切削力最小。
干磨削比矿物油磨削切削力小,主要是因为在于磨削中磨削区高温使工件材料变软,剪切强度降低,使磨削力降低。
液态氮喷射磨削,由于有效控制了磨削区的温度,使磨粒始终处于锋锐状态,减少了滑擦、耕犁和塑性变形,材料以剪切的方式去除,因此磨削力降低,同时工件表面质量和完整性也有较大幅度提高。
图5. 不同冷却介质对磨削力的影响液氮冷却主要应用在以下几个方面:一是具有低温脆性的钢铁等材料的切削加工;二是对一些难加工的韧性材料如不锈钢、钛合金、高温合金等材料低温切削,显示其独特的优越性;三是解决了一些非金属材料及复合材料难加工问题。
使用液氮作为切削液,应用后直接挥发成气体返回大气中,没有任何污染物,从环保方面看,是一种很好的切削液替代品,实现了绿色切削磨削加工。
(4)气体射流冷却气体射流冷却切削技术是将气态冷却润滑剂以射流形式强行集中送人切削区,使其发挥冷却润滑作用,从而以较少用量润滑剂达到或接近传统大量浇注的效果。
采用气体射流冷却润滑的优势是在保证冷却润滑效果的基础上减少资源消耗、避免危害人体健康并减轻或消除环境污染等。
采用的气体射流介质为空气和c02。
空气的来源广泛,又无环境污染和对人体健康的危害,是一种常用冷却润滑剂。
采用低温空气作冷却润滑剂的切削,称为冷风冷却切削。
研究表明,使用低温空气作冷却润滑剂进行铣削试验,与干切相比刀具寿命提高4倍,且表面质量较干切削有明显的改善。
二氧化碳气(CO2)虽然被视作“温室气体”,工业中大量排放会影响气候变暖,但在切削加工中使用二氧化碳作冷却润滑剂仍属于绿色切削,因为切削加工过程本身不产生二氧化碳气,所使用的二氧化碳气主要作用是冷却润滑且用量较小,对环境的影响微乎其微。
研究发现,在采用干切和用乳化液、空气、二氧化碳气作冷却润滑剂的对比试验中,采用二氧化碳气作冷却润滑剂时切削力最小,冷却性能最好。
图6为采用低温CO2(冷气喷嘴孔径为5mm,喷嘴出口处冷气温度为-10℃~-15℃)为冷却介质的磨削区温度随喷射压力的变化曲线。
由图可见,随着喷射压力的提高,磨削区温度逐渐降低;供气压力达1胁时,磨削温度可降低40%以上,降温效果显著。
图6. CO2冷气对磨削区温度的影响3 结语(1)干式切削技术现已成熟应用于有色金属及其合金和铸铁的加工中,但在钢材尤其是高强度钢的干切削应用方面仍存在问题,主要表现为刀具磨损严重,对刀具的材料和结构要求较高,成本较大。
同时,在干切削中还普遍存在粉尘和切屑处理比较困难、机床易生锈等问题。
(2)低温切削仅用于钛合金、高锰钢、淬硬钢等一些难加工材料的加工中。
相对于传统的切削方法,低温切削的成本较高,因此降低成本成为低温切削推广应用的前提。
同时,机床的防锈也是应考虑的问题。
(3)MQL切削是目前比较可行的加工方法。