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機械加工工藝方案設(shè)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(xiàn)代企業(yè)可持續(xù)的發(fā)展的必由之路。下面一起看看機械加工工藝方案設(shè)計吧~
機械加工是將半成品的原材料、零部件等通過組裝、拼接，制作成一個完整的機械設(shè)備或產(chǎn)品。在制作過程中，不可避免會產(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踐的必要性和現(xiàn)實意義。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(jié)約了生產(chǎn)成本。對廢棄材料進行技術(shù)改進和回收利用，對我國構(gòu)建資源節(jié)約型社會有重要意義。
一、機械加工工藝規(guī)劃制造技術(shù)
現(xiàn)代企業(yè)在生產(chǎn)加工零件時，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)部門和相關(guān)加工人員學習和掌握一定的機械加工制造的基本理論和經(jīng)驗方法。實際生產(chǎn)作業(yè)中，要根據(jù)不同企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)能力進行適當調(diào)整，切忌盲目照搬或完全按照經(jīng)驗進行加工作業(yè)。為了更好地完成機械加工和制造過程，需要進行工藝規(guī)劃，主要包括工序規(guī)劃和具體的作業(yè)流程規(guī)劃。首先是對加工制造工藝進行綜述，明確加工過程中的重點難點和容易出現(xiàn)失誤的地方，然后對每一個細節(jié)進行把控，包括操作時的注意事項和具體參數(shù)。機械加工工藝規(guī)劃制造技術(shù)應(yīng)引起現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)的足夠重視，它為現(xiàn)場生產(chǎn)提供了詳盡的操作依據(jù)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(jié)構(gòu)概述
綠色制造技術(shù)會影響到產(chǎn)品生產(chǎn)的整個生命周期，有時還可能會是多生命周期。產(chǎn)品的生命周期，包括選擇材料、設(shè)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)品整個生命周期過程中怎么實現(xiàn)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(nèi)容，兩大制造目標，還有兩個層次過程的控制。旨在給人們提供機械加工與綠色制造的全面視圖與模型，實現(xiàn)外在社會效益與經(jīng)濟效益的統(tǒng)一協(xié)調(diào)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(yīng)用
綠色制造關(guān)系到機械加工制造體系的多個方面。大體可以分成三個部分，應(yīng)用到的技術(shù)包括污染預(yù)防技術(shù)、面向環(huán)境設(shè)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)過程技術(shù)。根據(jù)對面向機械加工工藝規(guī)劃的研究，建立起以時間、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。可把生產(chǎn)過程中的問題初步分化成三類：資源能耗類，即根據(jù)資源的使用，細化成能量消耗和原材料消耗的極小化問題；環(huán)境排放類，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題；面向環(huán)境影響及資源整體決策類，即在實施過程中發(fā)生的決策性問題，例如，機床的選擇、 切削液的選擇、夾具刀具的選擇決策等。機械加工制造問題系統(tǒng)則是在上述問題的細化下形成的。
四、優(yōu)化綠色制造工藝過程規(guī)劃
優(yōu)化參數(shù)，在過程規(guī)劃中，工藝參數(shù)是其中的關(guān)鍵技術(shù)。要實現(xiàn)能源與物料的最低化，就必須對零件加工的工藝參數(shù)進行優(yōu)化。通常來說，參數(shù)優(yōu)化主要是針對制造工藝的采用過程，讓加工過程可以更好的進行。在加工過程中，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，切削液的類型等等， 優(yōu)化參數(shù)則是選擇最適的加工工具。優(yōu)化制造工藝路線，工藝路線的確定，是制造工藝過程中最難最重要的環(huán)節(jié)，在提高產(chǎn)品質(zhì)量、較少成本、節(jié)約資源方面都有重要作用。優(yōu)化工藝路線，是在明確傳統(tǒng)工藝方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)對環(huán)保、資源利用以及成本的充分分析，做出最有利實用的加工路線。優(yōu)化節(jié)能型機床工件， 對于當前已擁有的設(shè)備資源進行優(yōu)化配置， 利用不同型號規(guī)格機床的不同作用， 優(yōu)化機床與工件的組合方式，實現(xiàn)多機床多工件的同時加工，在安排調(diào)度過程中，注意考慮不同組合方式對環(huán)境以及資源消耗的影響， 實現(xiàn)總體能量消耗的最低化。
五、國內(nèi)外綠色加工工藝規(guī)劃技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
從本質(zhì)上來說，綠色加工工藝是一種決策問題，屬于綠色制造的一部分。是以傳統(tǒng)工藝為基礎(chǔ)，結(jié)合了包括控制技術(shù)、材料應(yīng)用技術(shù)、表面技術(shù)等多種新科技在內(nèi)的現(xiàn)代工藝規(guī)劃。環(huán)境影響與資源消耗是綠色工藝規(guī)劃考慮的主要問題，通過對加工制造方案、規(guī)劃設(shè)計過程進行優(yōu)化選擇，制定綠色環(huán)保的實施方案，并以此來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)品加工過程中的廢物流和由其帶來的環(huán)境問題受到了國際各方面的高度重視。在國外，由加利福尼亞大學在內(nèi)的幾所高校設(shè)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。此課題著眼于機床系統(tǒng)，通過控制機床系統(tǒng)的各項參數(shù)，分析數(shù)據(jù)，量化輸出參數(shù)，總結(jié)獲得的實驗結(jié)果。還研究了與此相關(guān)的機床加工切屑形態(tài)學、動力機理以及加工系統(tǒng)的廢物流特性等。為了支持課題的研究， 美國有關(guān)部門還設(shè)立了專門的部門以管理環(huán)境意識制造專題。
在國內(nèi)，一些高校與科研機構(gòu)也跟進形勢，對綠色制造的工藝規(guī)劃問題進行了初步的探索。例如，重慶大學在研究綠色制造工藝規(guī)劃方法以及實用技術(shù)的課題中， 通過對壓力加工，鑄造焊接，特種加工等工藝類型的大量實驗與分析，初步建立起數(shù)據(jù)知識庫的原型系統(tǒng)。近年來，隨著大量有關(guān)論文雜志的發(fā)表或出版，研究體系也逐步完善。
六、機械加工制造評價方法
通常評價傳統(tǒng)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(jù)。然而伴隨著制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展不斷提高的要求，機械加工以往企業(yè)追求的內(nèi)在經(jīng)濟效益的單一目標模式，開始向追求社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益協(xié)調(diào)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目標體系選擇了5個主要因素，即質(zhì)量（Q↑）、時間（T↓）、成本（C↓）、環(huán)境影響（E↓）、資源利用率（R↑），形成了一套科學合理的機械加工制造評價方法。
結(jié)語
機械加工和制作技術(shù)應(yīng)形成一個高效化、系統(tǒng)化、綜合化的生產(chǎn)管理流程和體系，綠色制造技術(shù)是對這一體系進行優(yōu)化、評價和檢測的最佳選擇。機械加工和制造首先要轉(zhuǎn)變固有的生產(chǎn)加工模式，逐漸放棄勞動力密集型的重工業(yè)生產(chǎn)模式，減少人工作業(yè)在制造過程中的參與，提升工作效率的同時保證產(chǎn)品質(zhì)量。在面向機械加工工藝規(guī)劃制造技術(shù)的系統(tǒng)研究過程中，綠色制造的優(yōu)化和評價作用涉及各個方面：機械的設(shè)計和制造問題、能源損耗和環(huán)境污染問題、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品安全問題。我國的綠色制造技術(shù)還在不斷發(fā)展和完善過程中，在未來的機械加工工藝規(guī)劃和制作領(lǐng)域會有更廣泛的用途。
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