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機械加工工藝方案設計
商品經(jīng)濟的不斷發(fā)展催生了一種新型的機械加工和制造理念――綠色制造,綠色制造是現代企業(yè)可持續的發(fā)展的必由之路。下面一起看看機械加工工藝方案設計吧~
機械加工是將半成品的原材料、零部件等通過(guò)組裝、拼接,制作成一個(gè)完整的機械設備或產(chǎn)品。在制作過(guò)程中,不可避免會(huì )產(chǎn)生許多廢棄的部件邊料,造成能源損耗、資源浪費和噪音、光化學(xué)煙霧等物理性污染。所以綠色制造的機械加工工藝有其研究和實(shí)踐的必要性和現實(shí)意義。綠色制造的機械加工工藝不僅減少了機械制造階段的環(huán)境污染和能源損耗,提升了產(chǎn)品質(zhì)量和安全性能,而且節約了生產(chǎn)成本。對廢棄材料進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和回收利用,對我國構建資源節約型社會(huì )有重要意義。
一、機械加工工藝規劃制造技術(shù)
現代企業(yè)在生產(chǎn)加工零件時(shí),必須遵循減少能源損耗、提高生產(chǎn)效率、保證質(zhì)量安全的要求,因此要讓生產(chǎn)部門(mén)和相關(guān)加工人員學(xué)習和掌握一定的機械加工制造的基本理論和經(jīng)驗方法。實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中,要根據不同企業(yè)的生產(chǎn)規模和生產(chǎn)能力進(jìn)行適當調整,切忌盲目照搬或完全按照經(jīng)驗進(jìn)行加工作業(yè)。為了更好地完成機械加工和制造過(guò)程,需要進(jìn)行工藝規劃,主要包括工序規劃和具體的作業(yè)流程規劃。首先是對加工制造工藝進(jìn)行綜述,明確加工過(guò)程中的重點(diǎn)難點(diǎn)和容易出現失誤的地方,然后對每一個(gè)細節進(jìn)行把控,包括操作時(shí)的注意事項和具體參數。機械加工工藝規劃制造技術(shù)應引起現代生產(chǎn)企業(yè)的足夠重視,它為現場(chǎng)生產(chǎn)提供了詳盡的操作依據和技術(shù)支持,是企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量安全的一大保證。
二、制造技術(shù)體系結構概述
綠色制造技術(shù)會(huì )影響到產(chǎn)品生產(chǎn)的整個(gè)生命周期,有時(shí)還可能會(huì )是多生命周期。產(chǎn)品的生命周期,包括選擇材料、設計產(chǎn)品、加工制造、對產(chǎn)品的包裝裝配以及產(chǎn)品的使用和管理回收再制造等。綠色制造則要考慮這全部的生命周期,特別是要考慮環(huán)境和資源消耗的影響,也要兼顧效益與技術(shù)因素,使企業(yè)的經(jīng)濟效益與外在社會(huì )效益達到最優(yōu)化。
綠色制造的關(guān)鍵在于“4R”,即在產(chǎn)品整個(gè)生命周期過(guò)程中怎么實(shí)現重用(Reuse)、減量化(Reduce)、再制造(Remanufacturing)以及再生循環(huán) (Recycle)。 面向機械加工的制造體系主要包括三項具體內容,兩大制造目標,還有兩個(gè)層次過(guò)程的控制。旨在給人們提供機械加工與綠色制造的全面視圖與模型,實(shí)現外在社會(huì )效益與經(jīng)濟效益的統一協(xié)調和優(yōu)化,最大可能的降低資源消耗、優(yōu)化配置, 讓資源利用率達到最高,對環(huán)境的影響降到最低。
三、綠色制造在機械加工制造體系的應用
綠色制造關(guān)系到機械加工制造體系的多個(gè)方面。大體可以分成三個(gè)部分,應用到的技術(shù)包括污染預防技術(shù)、面向環(huán)境設計技術(shù)等。這些技術(shù)的研究方面主要是基于產(chǎn)品的生命周期、產(chǎn)品技術(shù)以及生產(chǎn)過(guò)程技術(shù)。根據對面向機械加工工藝規劃的研究,建立起以時(shí)間、成本、質(zhì)量、資源、環(huán)境為參量的具有綠色制造特性的機械加工工藝體系?砂焉a(chǎn)過(guò)程中的問(wèn)題初步分化成三類(lèi):資源能耗類(lèi),即根據資源的使用,細化成能量消耗和原材料消耗的極小化問(wèn)題;環(huán)境排放類(lèi),即廢氣廢液廢渣等各種廢品極小化,以及電輻射、噪聲排放的極小化問(wèn)題;面向環(huán)境影響及資源整體決策類(lèi),即在實(shí)施過(guò)程中發(fā)生的決策性問(wèn)題,例如,機床的選擇、 切削液的選擇、夾具刀具的選擇決策等。機械加工制造問(wèn)題系統則是在上述問(wèn)題的細化下形成的。
四、優(yōu)化綠色制造工藝過(guò)程規劃
優(yōu)化參數,在過(guò)程規劃中,工藝參數是其中的關(guān)鍵技術(shù)。要實(shí)現能源與物料的最低化,就必須對零件加工的工藝參數進(jìn)行優(yōu)化。通常來(lái)說(shuō),參數優(yōu)化主要是針對制造工藝的采用過(guò)程,讓加工過(guò)程可以更好的進(jìn)行。在加工過(guò)程中,影響能量消耗、加工質(zhì)量、環(huán)境污染的因素有很多,例如,刀具的種類(lèi),切削液的類(lèi)型等等, 優(yōu)化參數則是選擇最適的加工工具。優(yōu)化制造工藝路線(xiàn),工藝路線(xiàn)的確定,是制造工藝過(guò)程中最難最重要的環(huán)節,在提高產(chǎn)品質(zhì)量、較少成本、節約資源方面都有重要作用。優(yōu)化工藝路線(xiàn),是在明確傳統工藝方法的基礎上,根據對環(huán)保、資源利用以及成本的充分分析,做出最有利實(shí)用的加工路線(xiàn)。優(yōu)化節能型機床工件, 對于當前已擁有的設備資源進(jìn)行優(yōu)化配置, 利用不同型號規格機床的不同作用, 優(yōu)化機床與工件的組合方式,實(shí)現多機床多工件的同時(shí)加工,在安排調度過(guò)程中,注意考慮不同組合方式對環(huán)境以及資源消耗的影響, 實(shí)現總體能量消耗的最低化。
五、國內外綠色加工工藝規劃技術(shù)的發(fā)展現狀
從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),綠色加工工藝是一種決策問(wèn)題,屬于綠色制造的一部分。是以傳統工藝為基礎,結合了包括控制技術(shù)、材料應用技術(shù)、表面技術(shù)等多種新科技在內的現代工藝規劃。環(huán)境影響與資源消耗是綠色工藝規劃考慮的主要問(wèn)題,通過(guò)對加工制造方案、規劃設計過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化選擇,制定綠色環(huán)保的實(shí)施方案,并以此來(lái)提高原材料的利用率,降低能源與物料的消耗,減少廢氣污染物的產(chǎn)生。
其中,產(chǎn)品加工過(guò)程中的廢物流和由其帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題受到了國際各方面的高度重視。在國外,由加利福尼亞大學(xué)在內的幾所高校設立了有關(guān)此方面的研究課題, 并制訂了各研究階段的目標。此課題著(zhù)眼于機床系統,通過(guò)控制機床系統的各項參數,分析數據,量化輸出參數,總結獲得的實(shí)驗結果。還研究了與此相關(guān)的機床加工切屑形態(tài)學(xué)、動(dòng)力機理以及加工系統的廢物流特性等。為了支持課題的研究, 美國有關(guān)部門(mén)還設立了專(zhuān)門(mén)的部門(mén)以管理環(huán)境意識制造專(zhuān)題。
在國內,一些高校與科研機構也跟進(jìn)形勢,對綠色制造的工藝規劃問(wèn)題進(jìn)行了初步的探索。例如,重慶大學(xué)在研究綠色制造工藝規劃方法以及實(shí)用技術(shù)的課題中, 通過(guò)對壓力加工,鑄造焊接,特種加工等工藝類(lèi)型的大量實(shí)驗與分析,初步建立起數據知識庫的原型系統。近年來(lái),隨著(zhù)大量有關(guān)論文雜志的發(fā)表或出版,研究體系也逐步完善。
六、機械加工制造評價(jià)方法
通常評價(jià)傳統的機械加工工藝采用最低成本、最高生產(chǎn)率及最高利潤等要素為依據。然而伴隨著(zhù)制造業(yè)可持續發(fā)展不斷提高的要求,機械加工以往企業(yè)追求的內在經(jīng)濟效益的單一目標模式,開(kāi)始向追求社會(huì )效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益協(xié)調發(fā)展的多目標模式。面向綠色制造的機械加工工藝方案評價(jià)目標體系選擇了5個(gè)主要因素,即質(zhì)量(Q↑)、時(shí)間(T↓)、成本(C↓)、環(huán)境影響(E↓)、資源利用率(R↑),形成了一套科學(xué)合理的機械加工制造評價(jià)方法。
結語(yǔ)
機械加工和制作技術(shù)應形成一個(gè)高效化、系統化、綜合化的生產(chǎn)管理流程和體系,綠色制造技術(shù)是對這一體系進(jìn)行優(yōu)化、評價(jià)和檢測的最佳選擇。機械加工和制造首先要轉變固有的生產(chǎn)加工模式,逐漸放棄勞動(dòng)力密集型的重工業(yè)生產(chǎn)模式,減少人工作業(yè)在制造過(guò)程中的參與,提升工作效率的同時(shí)保證產(chǎn)品質(zhì)量。在面向機械加工工藝規劃制造技術(shù)的系統研究過(guò)程中,綠色制造的優(yōu)化和評價(jià)作用涉及各個(gè)方面:機械的設計和制造問(wèn)題、能源損耗和環(huán)境污染問(wèn)題、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品安全問(wèn)題。我國的綠色制造技術(shù)還在不斷發(fā)展和完善過(guò)程中,在未來(lái)的機械加工工藝規劃和制作領(lǐng)域會(huì )有更廣泛的用途。
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