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农机制造中绿色加工工艺技术探析

摘要:我国作为世界农业大国,随着科学技术的发展,农业生产也逐渐趋于机械化、产业化以及规模化发展,市场对农机设备的需求量持续增加,带动了农机制造行业发展。在绿色生态理念指导下,农机在制造中引入绿色加工技术,能够降低加工过程对环境造成的污染,有助于推动行业的可持续发展。

关键词:农机制造;绿色加工工艺技术;分析

0引言

在我国经济发展新形势下,农业生产获得快速发展,机械化作为现代农业的关键组成部分,农机设备是实现机械化作业的物质支撑,但是农机设备在加工制造中,其产生的粉尘、废水以及噪音会对环境带来一定程度的污染,而这种粗放式的加工生产模式,也不利于制造企业升级转型。绿色加工技术属于一种环保型技术,其通过技术创新降低加工行为对环境造成的破坏,有助于行业的生态化转型,对提升农机制造水平和降低资源能耗具有现实价值和积极意义。

1研究背景

随着我国科学技术快速发展,我国已经成为世界制造类大国,在农业生产机械化背景下,市场对农机设备的需求量也持续增加,带动了农机制造行业的发展,经过多年的研究和创新,我国农机制造水平获得显著提升,在制造精度和质量方面达到了西方发达国家的水平。但是在农机制造中,受到传统思维、加工技术等因素的影响,会对环境带来一定程度的污染,例如在制造加工中产生的废水、废渣以及噪音,都会给环境带来影响,危害人们身体健康。在此背景下,绿色加工成为公众和社会关注的热点[1]。绿色生产是一种全新的思想和理念,绿色加工工艺主要是指利用先进的技术手段对机械零件进行加工,避免有毒液体、有毒气体、噪声以及电磁辐射对人体带来危害,实现生产与环境协同发展。随着我国提出构建生态型社会这一理念后,大量的清洁、绿色加工技术不断涌现,在农机制造领域获得广泛应用,为行业发展转型注入了生机[2]。

2优势分析

2.1节约成本

在以往农机生产制造过程中需要投入一定的人力成本和物力成本,应用绿色加工工艺可以起到节约成本的作用,例如一些新型工艺可以对加工工序进行整合,减少加工人员数量,起到节约人力成本的作用;绿色加工技术不需要使用磨削液,可以节约磨削液的成本[3]。2.2生态环保生态环保是绿色加工技术最为显著的特点,在农机制造中,绿色加工技术不会对环境造成污染,可以起到保护环境、减少污染的作用,例如在应用干式磨削技术中,不会产生噪音和废渣,不仅可以优化生产环境,也不会对附近的环境造成污染。

2.3工艺创新

我国是世界制造大国,机械制造水平不断提升,应用绿色加工技术有助于推动行业工艺创新,以创新为驱动力实现行业发展转型,有助于提升我国在世界上的竞争力,促使农业机械加工水平不断提升[4]。

3技术应用

3.1干式切削

干式切削在不使用切削液的情况下完成加工,避免了切削液对环境带来的污染,具有显著的环保特色,其具有以下特点:第一,生产清洁化,降低切削液对附近水源的污染;第二,节约生产成本、简化生产设备,避免对切削液进行无害处理的成生消耗;第三,切屑更加清洁、便于回收利用,符合循环经济理念。在应用干式切削中,对材料特性、加工精度、机床性能以及刀具性能具有一定的要求,为了保证加工工作有序开展,企业要对工艺系统创新改造,营造适合、清洁的生产环境[5]。刀具作为应用干式切削技术的要点,其主要要求为:第一,刀具的几何角度和截面形状要符合要求,保证摩擦力和切削力最小;第二,刀具涂层材料和本身材料要具备一定的耐高温能力,在快速切削中避免高温对加工精度带来负面影响;第三,刀具结构要满足高速切削的要求,刀具断裂韧性和强度良好,确保加工过程安全可靠。随着各种新型刀具的涌现,其性能更加突出,在加工过程中,需要对切削用量和刀具材料进行科学选择,避免加工摩擦力过大。当前应用于干式切削的主要刀具材料为PCD、CBN、PCBN、金属陶瓷、陶瓷以及硬质合金等[6]。切削机床是干式切削的主要硬件支撑,要求刚性良好、进给速度合理、主轴转速高,可以快速、高精度地完成切削加工。在应用干式切削中,需要处理好机床性能问题:第一,快速散热,由于在高速运转中,刀具和材料、机床运行会产生大量热能,如果没有及时将热能排除,则会影响加工进度,甚至导致机床由于受热而产生变形,因此,机床应具有较强的散热能力,配备冷气循环系统,可以通过循环散热的方式带走热能,在关键部位安装温度传感器,对机床温度和加工区温度变化进行动态监测,便于及时处理;第二,切屑排出,在干式切削中会产生大量切屑,由于运转速度较快,如果不能及时将切屑排出则会对环境带来一定程度的影响,因此,在机床设计中,可安装过滤系统和排放系统,对产生的切屑及时抽出和过滤,为后续的回收利用奠定基础。

3.2干式磨削

干式磨削属于一种综合性技术,其集超高速磨削和超硬磨料为一体,在快速加工方面具有较为显著的优势,主要应用于轴类零件制造。在实际应用中,采用人造金刚石或者薄层CBN为工具,配以超高速数控机床,是当前最为先进的加工技术之一。干式磨削具有良好的生产效能和环保性能,应用优势为:第一,可以一次性完成沟槽、台肩、纹理、曲面、锥面以及外圆等外形加工,能够简化生产环节,在金属类材料加工中,还可以将磨、车工序合并,保证加工精度和生产效率,起到降低资源和节约成本的作用,与以往的加工工艺比较,能够降低加工行为对环境的污染;第二,在磨削过程中可以快速散热,避免温度对加工精度带来负面影响,甚至能够进行冷态加工,降低废品率、提升加工精度,并且不需要使用磨削液,避免对环境造成污染;第三,干式磨削在高速转运中完成加工活动,由于机床转速较高,可以避免工件出现形变,降低噪音和振动对环境的污染,具有优化生产环境的作用;第四,工件和砂轮之间的接触面积较小,可以降低二者之间的摩擦力,与以往的磨削工艺相比较,能够延长砂轮使用年限,同时,在数控机床的支撑下,砂轮安装更加简便和快速,可显著提升生产效能[7]。在应用干式磨削技术中,需先建立砂轮磨损、磨削效率以及磨削力模型,对磨削原理进行实验研究,进而掌握工件完整性、磨削比、比磨削能、磨削效率以及磨削温度的变化规律。强冷风干式磨削技术属于一种新型技术,其建立在干式磨削技术基础上,在机床运行中,通过施加强冷风带走加工所产生的热量,在强冷风作用下,能够摆脱对磨削液的依赖,避免过量使用磨削液而影响生态环境。强冷风干式磨削技术利用低温空气进行辅助生产,完全取代了磨削液的作用,是实现绿色生产和清洁生产的关键,产生的磨屑还能够集中存放,便于二次回收利用。而使用的CBN砂轮可以降低砂轮磨损程度,起到节约生产成本的作用。

4结语

总而言之,在我国经济发展新形势下,市场对农产品的需求量也持续增加,带动了农业生产的快速发展。机械化目前已经成为农业生产的主要方向,农机设备作为机械化作业的硬件支撑,在农机制造中,以往的加工工艺会对环境带来不同程度的影响,而应用新型清洁、绿色、环保加工工艺,能够确保工件加工精度,避免加工行为对环境造成污染,对促进行业的稳定以及可持续发展具有现实意义。

作者:张鹏举 单位:河南建筑职业技术学院

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