綠色制造是一種現(xiàn)代制造模式,它綜合考慮了制造業(yè)對環(huán)境的影響和對資源效率的利用,它的目標(biāo)是使產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、制造、裝配、運(yùn)輸、銷售、使用的整個(gè)過程中,對資源的利用率最高,而對環(huán)境造成的危害影響最小。綠色制造工藝技術(shù)是綠色制造技術(shù)的基礎(chǔ),采用綠色制造工藝技術(shù)可以有效地減少廢物和有害物的產(chǎn)生,同時(shí)可以降低加工業(yè)對環(huán)境的影響,也可以節(jié)約資源,降低能量損耗,以提高產(chǎn)品的質(zhì)量,降低產(chǎn)品的成本,使產(chǎn)品具有更大的市場競爭力。
一、綠色制造工藝技術(shù)的概念
綠色制造工藝技術(shù)是以傳統(tǒng)的工藝技術(shù)為基礎(chǔ),并結(jié)合材料科學(xué)、表面技術(shù)、控制技術(shù)等新技術(shù)的先進(jìn)制造工藝技術(shù)。其目標(biāo)是對資源的合理利用,節(jié)約成本,降低對環(huán)境造成的污染。根據(jù)這個(gè)目標(biāo)可將綠色制造工藝劃分為三種類型:節(jié)約資源的工藝技術(shù)、節(jié)省能源的工藝技術(shù)、環(huán)保型工藝技術(shù)。
環(huán)保型工藝技術(shù)是指通過一定的工藝技術(shù),使生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢液、廢氣、廢渣、噪聲等對環(huán)境和操作者有影響或危害的物質(zhì)盡可能減少或完全消除。目前最有效的方法是在工藝設(shè)計(jì)階段全面考慮,積極預(yù)防污染的產(chǎn)生,同時(shí)增加末端治理技術(shù)。
二、綠色制造工藝技術(shù)的具體內(nèi)容及在機(jī)械加工中的應(yīng)用
下面就綠色制造工藝技術(shù)在液壓缸的清洗、毛坯的制備、零件的精加工,時(shí)效處理,零部件的裝配、涂裝,以及液壓缸的再制造等工藝過程分別進(jìn)行介紹。
1、超聲波清洗技術(shù)
超聲波清洗技術(shù)的應(yīng)用:對于復(fù)雜外形、內(nèi)腔和細(xì)空的零部件清洗干凈,在超聲波作用下只需兩三分鐘即可完成,其速度比傳統(tǒng)方法可提高幾倍到幾十倍,清潔度也能達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn),這在許多對產(chǎn)品表面質(zhì)量和生產(chǎn)率要求較高的場合,更突出地顯示了用其它處理方法難以達(dá)到或不可取代的結(jié)果。
被清洗件為內(nèi)徑Φ80mm~Φ280mm長度在1700 m以內(nèi)缸簡,能力在20根/h~25根/h,介質(zhì)2%~3%凈洗劑溶液,清洗液工作溫度40℃~60℃。降低清洗材料消耗80%,其清洗工效比人工清洗提高5倍多。
超聲波清洗原理:超聲清洗是利用高于20KHz的高頻電信號,通過換能器將電能轉(zhuǎn)換為高頻的機(jī)械振蕩而傳入到清洗液中。超聲波在清洗液中疏密相間地向前幅射,使液體流動(dòng)并產(chǎn)生數(shù)以萬計(jì)的微小氣泡。這些微小氣泡的形成是在超聲波縱向傳播的負(fù)壓區(qū)形成及生長(膨脹),而在正壓區(qū)迅速閉合(爆炸)。這種微小氣泡的形成,生長及迅速閉合被稱為(CAVITATION)空化效應(yīng)現(xiàn)象。在空化現(xiàn)象中氣泡的閉合形成超過1000個(gè)大氣壓的瞬間高壓,連續(xù)不斷產(chǎn)生的瞬間高壓就象一連串的小“爆炸”不斷的轟擊清洗工件表面,使被清洗物表面及縫隙中的污垢迅速剝落。這個(gè)空化作用過程就是超聲波清洗的原理。
超聲波清洗的優(yōu)點(diǎn):相比其它多種的清洗方式,超聲波清洗機(jī)顯示出了巨大的優(yōu)越性。尤其在專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)中,已逐漸用超聲波清洗機(jī)取代了傳統(tǒng)浸洗、刷洗、壓力沖洗、振動(dòng)清洗和蒸氣清洗等工藝方法。超聲波清洗機(jī)的高效率和高清潔度,得益于其聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)產(chǎn)生的穿透性和空化沖擊波。
2、高精度冷拔管
高精度冷拔管是指內(nèi)、外徑尺寸精度(公差范圍)嚴(yán)格,內(nèi)外表面光潔度、圓度、直度良好,壁厚均勻的精密鋼管。該產(chǎn)品經(jīng)稍加珩磨后,可直接用作液壓、氣動(dòng)缸缸體管。而傳統(tǒng)的液壓、氣動(dòng)缸缸體管的生產(chǎn)工藝,是用熱軋無縫鋼管,采用鏜孔──滾壓聯(lián)合的切削工藝,生產(chǎn)過程中,大量金屬被切成切屑浪費(fèi)了,同時(shí)還消耗大量電能。隨著我國工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,液壓缸技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國每年需要各種規(guī)格的液壓缸體約380萬米,沿用老的工藝技術(shù)生產(chǎn)液壓缸體,已很難適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要。
采用新技術(shù)、冷拔方式生產(chǎn)高精度冷拔管(液壓缸體)與傳統(tǒng)的切削工藝比較,具有以下特點(diǎn):
(1)生產(chǎn)效率高:用傳統(tǒng)的方法生產(chǎn)一根內(nèi)徑420毫米,12米長的缸筒需154小時(shí),用冷拔方法生產(chǎn)只需4分鐘。
(2)正品率高:由于鏜孔的滾壓頭兼起導(dǎo)向作用,在切削過程中,毛坯管由于自重產(chǎn)生撓度,致使?jié)L壓頭和鏜刀走偏,造成廢品。正品率只能達(dá)到60%左右,而用冷拔方法生產(chǎn),正品率可達(dá)95%以上。
(3)金屬利用率高:用傳統(tǒng)的鏜孔方法制造缸體,金屬利用率只有50-70%。用拉拔方法生產(chǎn)時(shí),金屬不但不被切削成鐵末,反而可以得到30%的延伸,金屬利用率可達(dá)95%。
(4)能改善成品管金屬的機(jī)械性能:用拉拔方法生產(chǎn),使毛坯得到30%以上的塑性變形,由于加工硬化而使成品管金屬的強(qiáng)度限大為提高。一般在成品管內(nèi)層強(qiáng)度限提高達(dá)60%。高精度冷拔管是用無縫熱軋鋼管、直縫焊管為坯料,經(jīng)過化學(xué)處理后在專用冷拔機(jī)上,通過特種變形原理設(shè)計(jì)的模具進(jìn)行拉拔,生產(chǎn)出高精度管。其尺寸精度達(dá)H10~H8,直線度達(dá)0.35~0.5mm/m,表面粗糙度達(dá)Ra1.6-0.4。
單臺拔機(jī)生產(chǎn)線年生產(chǎn)能力,以單班計(jì)算,年產(chǎn)喇發(fā)鋼管約3000噸。如果兩班生產(chǎn),則可形成5000噸以上的生產(chǎn)能力。
總之,綠色加工業(yè)已是世界工業(yè)發(fā)展的潮流,它必將隨著人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出和經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢,顯示出它的優(yōu)勢。 目前,我國企業(yè)中綠色制造工藝技術(shù)的應(yīng)用尚處于起步階段,只有通過對生產(chǎn)制造全過程及工藝技術(shù)的全面“綠色化”,提高“綠色度”,不斷優(yōu)化和改進(jìn)現(xiàn)有工藝,開發(fā)替代工藝和新型工藝,以及在市場和環(huán)境雙重作用下的綠色產(chǎn)品開發(fā),給社會(huì)和企業(yè)帶來雙贏的效益,這將必然會(huì)推動(dòng)企業(yè)綠色制造工藝技術(shù)創(chuàng)新的良性循環(huán)。 |