面向绿色制造的机电产品工艺应用阐述

面向绿色制造的机电产品工艺应用阐述

丁宗富

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摘要：制造业是一大高污染、高耗能产业，而机电产品在制造业里占有很大比重，在能源资源日益短缺，环境污染日益严重的当前背景下开展机电产品绿色设计，发展绿色产品绿色制造工艺具有重要意义。本文运用文献法、调查法等对面向绿色制造的机电产品工艺及应用实践展开探究论述，以供借鉴参考。

关键词：绿色制造；机电产品；制造工艺

绿色产品制度最早由联邦德国在1978年实施。之后，美国制造工程师学会于1996提出关于绿色制造的概念。在能源资源日益短缺，环境污染程度加重的背景下，绿色制造受到越来越多的关注。加拿大、英国等在德国、美国之后也会绿色制造做了大量研究，并制定了相关系标准，为绿色制造的发展与应用提供了助力。1989年12月26日，我国公布了《中华人民共和国环境保护法》，又于1996年1月成立了国家环保总局华夏管理体系审核中心，专门负责ISO14000系列标准在我国的实施、培训及同国际有关机构的交流工作。【1】立足这一背景，下面对面向绿色制造的机电产品工艺及应用做具体分析。

1绿色制造特征特点简析

近年来，国际国内均十分关注绿色制造，那么到底什么是绿色制造？当前普遍认为绿色设计制造是一个综合考虑环境影响和资源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产品生命周期中，符合环境保护要求，对生态环境无害或危害极少，节约资源和能源，实现资源利用率最好，能源消耗最低。【2】

在产品设计阶段，主要是从材料的选用入手，通过选择绿色环保材料来降低产品的污染性与危害性，实现绿色制造目标。在选择材料时，企业或工作人员不仅要考虑材料的成本，还要考虑材料的可回收性、易加工性与易装拆性。

在产品毛胚制造阶段，要从保护环境，减轻环境受污染程度的角度出发对毛胚制造工艺进行改进优化，对毛胚制造方法进行创新，从而使毛胚制造阶段的环境污染问题得到改善。在毛胚制造阶段，通过合理措施对切削加工量进行控制，尽可能降低切削能耗与刀具磨损量，减少废物产量，减轻对环境的污染。

产品热处理阶段，要考虑通过热处理提高产品机械物理性能，同时减轻人员所受负面影响与环境所受污染程度。产品包装阶段，对包装材料的环保性、可回收性、循环利用性及耐用性、美观度等加以考虑，选择综合性能最优秀的材料。【3】

2面向绿色制造的机电产品设计与制造工艺

2.1机电产品绿色材料设计

要达到绿色制造标准，首先要实现绿色材料设计，机电产品的绿色材料设计无法靠制造企业一方面完成，需要研究单位。环保部门等的共同努力。选择机电产品制造材料时，应当按照绿色制造相关标准与要求，从材料的污染性、毒害性、可降解性、可回收性及市场价格等多方面进行考虑，要尽可能选用清洁环保型材料。选择材料时，企业、研究所、环保部等应通过多种渠道对待选材料的制造工艺、提炼工艺、成分污染性及辐射性、毒性等做充分调查与分析，要参考材料使用手册与数据库中的数据对材料做出合理选择。另外，选择材料时，还要对材料的安全性予以考量。虽然我国近几年在大力发展自动化生产模式，但机电产品、生产车间等依然是与工作人员紧密接触的物体。因此机电产品材料必须安全可靠，材料不含有毒有害气体，对人体安全无害，对环境也安全友好。在选择材料时，工作人员要对材料的成分做详细考察，对各原材料的性质进行深入分析，及时发现不安全材料，对其不予使用。材料易于加工也是在选择材料时必须要考虑的一条标准。材料易于加工意味着机电产品更容易制造与生产，意味着机电产品更便于维护。因此在选择材料时应尽可能选择易于加工，与机电产品制造工艺相符的材料。目前有些材料在加工过程中，可能导致一些性能恶化，有些材料加工困难，这些材料都不能是首选材料。【4】

2.2机电产品绿色结构设计

要想达到绿色制造标准，机电产品的结构设计质量也必须过关。在进行机电产品结构设计时，相关企业与人员需对机电产品的结构工艺性中的易加工性和易装拆性加以考虑，要对机电产品的用途、质量要求及机电产品加工方法等进行分析了解，以确保能够做出绿色环保、科学合理的结构设计方案。

根据实践经验可知，机电产品的使用年限、安全性能以及生产效率等与设计质量有很大关系。因此在设计时，需根据机电产品的用途、运行环境以及使用要求等，不断优化机电产品的结构设计，全面提高机电产品性能，确保机电产品结构设计的安全稳定运行。在机电产品结构设计中，需注意设备结构之间的相互影响问题，设备结构之间要严密，部件与部件、结构与结构之间的接触要顺滑，不能出现严重的摩擦问题。设计时工作人员要进行精密计算，最好是运用BIM、CAD等先进技术手段进行立体建模与模拟运行，在设计阶段及时发现问题并进行处理，以免机电产品在生产阶段出现严重问题。设计人员要树立高度的质量意识与责任意识，要能不断创新设计思路与设计方法，运用先进的设计理念与技术方法对机电产品质量提供保障，对机电产品生产的安全提供保障。同时在设计过程中反复检查、修改设计方案，不断开展材料检测与评审工作，根据具体的材料使用要求对可供选择的材料进行综合考察，从中选择出最适合的材料，确保材料的应用效果与机电产品的设计质量。

2.3机电产品毛胚的绿色制造

在机电产品毛胚制造阶段，要采用高效无污染、少污染的加热设备与铸锻设备，在提高毛胚制造精度的同时也减少毛胚制造过程中产生的污染，提高毛胚制造工艺的绿色水平。

2.4机电产品绿色加工与处理

传统的制造技术耗时多、精度低、成本高、污染性大，无法满足当前绿色制造要求。在现今的绿色制造理念下，推广应用数控技术、自动化技术等进行机电产品加工制造，借助技术手段提高制造效率，降低制造能耗，减轻产品制造过程中的污染问题。

数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通信技术及光机电技术等于一体，具有非常先进的功能与很好的智能化、自动化与集成化水平。数控技术主要由三部分组成，分别是数控系统、机床本体与外围技术，数控技术中包括了主轴伺服驱动装置、可编程控制器、计算机数控装置、输入/输出设备、进给伺服驱动装置、测量装置等。数控系统的核心为计算机数控装置。机床本体的构成内容有刀库、刀架、工作台、导轨、立柱、床身等。外围技术包括了管理技术、编程技术与工具技术。数控机床是高度综合的机电一体化产品，其具备自动控制系统与精密机械这两大非常先进的部分。与传统的制造技术相比，数控机床的重复定位精度、定位精度更高；机床结构与机床传动系统的热稳定性、刚度也更高，其适用于多种制造条件，能有效减少外部环境因素对制造过程的干扰，所以也就大大缩减了误差，保证了机械加工精度与产品性能稳定。【5】

结语

综上所述，随着工业的高度发展，生态环境问题也更加严重。机电产品虽给人们的生活生产带来了便利，但产品在制造与使用过程中产生的能耗问题、污染问题也不容忽视。为改善生态环境，实现能源资源的可持续发展，必须加快研究与发展机电产品绿色制造工艺，从机电产品材料选择、结构设计、产品加工等环节入手，推动机电产品制造朝绿色化方向发展。

参考文献

[1]沈威,吕亚伟.关于机电产品绿色设计与制造的思考[J].装备制造技术,2022(02):253-256.

[2]付岩. 机电产品绿色概念设计方案的生成与决策研究[D].山东大学,2021.

[3]李磊,吴利平,邹修敏.面向绿色制造的机电产品工艺规划选择研究[J].现代制造技术与装备,2020,56(07):138-140.

[4]王艳霞.机电产品的绿色设计与制造及其发展趋势[J].科技创新导报,2018,15(09):98+100.

[5]郑加德. 面向再制造的机电产品绿色拆解特征研究及其工艺序列决策[D].青岛理工大学,2015.