绿色理念在机械设计制造中的应用

绿色理念在机械设计制造中的应用

马士东

长沙黑金刚实业有限公司   湖南省长沙市   410200

摘要：现阶段，社会经济持续快速发展，科学技术发展加速，我国的机械制造水平也在不断提升。企业需要高度重视机械制造工艺的合理性，优化机械结构，全面提升机械设计和制造水平。作为我国经济的基础支柱之一，机械行业能否在设计、制造等环节有效贯彻绿色理念，从根本上影响着我国制造业乃至整个社会的持续发展能力。本文首先明确了绿色理念在机械设计制造中的应用价值，进而结合当前机械设计制造环节在贯彻绿色理念方面的不足，就该理念在机械设计制造中的优化应用路径展开论述。

关键词：绿色理念；机械设计；制造

引言

社会经济飞速发展，人们生活水平逐步提升，而气候变暖、雾霾等环境污染问题日益严峻，严重影响着人们的生存质量与生命安全。转变传统工业设计生产模式、探索新型可持续发展的绿色经济模式迫在眉睫。尤其是与经济发展息息相关的机械设计制造产业，机械制造水平不仅代表着国家综合实力，也关乎着生产效益与环保成效，将绿色理念应用于机械设计制造中具有极高的现实意义，是机械设计制造行业得以可持续发展的必然要求。

1绿色理念在机械设计制造中的应用价值

可持续发展理念下，在机械设计制造中应用绿色理念是新时期可持续发展理念对机械制造业提出的新要求，也是机械制造企业适应时代发展需求、实现长远发展的必然过程。众所周知，机械设计制造在经济发展中发挥着重要的作用，但机械制造过程中会消耗大量的社会资源与能源，其中许多资源都不可再生，从长远角度来看，利大于弊。在机械设计制造中应用绿色理念，有助于提高机械设计与制造的生产效率，减少设计与制造中的能源消耗及对环境造成的污染，提高资源的回收再利用效率。由此可见，在机械设计制造中应用绿色理念，有助于从根本上降低能源消耗与环境污染问题，减少制造业对环境造成的不利影响，是机械制造企业贯彻可持续发展理念、实现降本增效的必然路径，对提高机械制造企业经济效益具有重要意义。

2机械制造加工中存在的问题

2.1机械加工工艺落后

机械制造加工工艺直接决定了机械产品的质量，加工工艺的规范性和合理性会直接反映到机械加工水平上。相比于发达国家，我国的机械加工受传统观念影响比较严重，管理系统相对落后，工人素质不高，整个机械加工工艺存在制造程序不规范、不合理的问题。在这种情况下，机械加工产品竞争力不足，无法达到国际先进水平。此外，由于我国机械加工工艺相对落后，所以很多机械加工企业难以协调加工质量和加工成本的关系，无法通过先进科技来提高加工质量、降低加工成本，这些问题不利于企业的长远发展。

2.2产品外观存在不足

长期以来，在我国的机械制造加工行业中，“技术至上”的理念一直占据主导地位，企业对产品的外观造型不够重视，生产出的机械产品外观存在不足。在实践中，很多人认为机械制造产品的外观只能起到装饰产品、吸引他人注意力的作用，这是对外观的误解。实际上，机械产品的外观能够展现出产品的概念，体现产品的质量，对产品的功能具有一定影响。

2.3缺乏环保意识

当今社会，人们的环保意识与日俱增，机械设计和制造需要融合绿色理念，最大程度地减少对外界环境的破坏，这样才能推动机械设计与制造的可持续发展。目前，我国针对机械制造与加工行业提出了相应的环保要求，对企业提出了多样化的环保标准，但依然有很多企业将自身的短期利益放在第一位，为实现短时间的经济利润增长，破坏自然环境，没有对落后的技术进行革新，存在高消耗、高污染等问题，绿色机械生产发展缓慢。针对这种情况，机械制造企业需要进一步提高环保意识，优化机械设计与制造理念，更新机械制造技术，创新制造加工工艺，推动企业可持续发展。

3绿色理念在机械设计制造中的应用

3.1绿色设计理念

首先，应对绿色设计理念，达成全面、系统、深刻的领会。机械设计制造中的绿色设计理念，以降低产品整个生命周期对周边环境、对企业人员的负面影响为最终目标。其中需要关注的重点有两个：第一，绿色设计理念的影响范围，并不仅仅局限于设计环节内部，而是要立足产品从概念产生直到回收再利用的所有环节，即“整个生命周期”；第二，机械设计人员需充分认识到，绿色设计理念的受惠对象，不止有自然环境，更包括与具体机械设备相关的企业和人员。在开展机械设计时，设计人员要重点把握好绿色设计目标下多个构成元素的平衡问题，既不能走重产品质量、轻环境保护的老路，同时，也不能为追求绿色环保而牺牲其他方面。以机械产品的结构设计为例，为实现环保、生态、产品质量的兼而有之，相关设计人员需重点把握好机械产品的拆卸设计和可回收设计。就使用场景而言，大多数机械产品都要经历组装使用、拆卸封存和拆卸回收三个过程。在拆卸设计上，设计人员需根据机械产品所在行业的工作特点，在过盈配合、螺栓连接、键连接等机械结构类型中进行灵活布局，减少因机械结构复杂冗乱导致的生产效率低下、安全事故频发等情况。

3.2绿色材料选择

严格来说，绿色材料选择理应属于机械产品设计的必要构成环节，但考虑到原材料选用的要求比较复杂，内容涵盖面较广，本文特将其单列一节。绿色理念下的原材料选取过程，本身也包含材料方案设计、材料选取要求、材料改造回收方案三方面内容。其中的材料方案设计，基本上与机械产品设计活动同步展开，可视为机械设计行为在材料端的延伸。一般而言，绿色材料方案设计可依次分为初筛、再筛、替代三个工作任务：首先，设计人员要根据机械设计对材料性能的要求，筛选具有可行性的材料名单；其次，依据行业内的环保要求，设计人员对材料进行二次筛选，除去其中污染超标的材料；最后，结合后续设计以及机械产品的内部性能测试，对暴露出环保问题的材料，及时进行可替代材料的补充。聚焦到材料选取环节，设计人员需重点确保材料基准加工工艺与机械设计制造过程的一致性，在选取具体材料时，应将与机械制造有关的特殊环境考虑在内，以减少机械制造过程中的安全事故。在材料改造回收方案的设计上，应避免整体方案与绿色理念的潜在冲突，比如，对性能衰减周期过短的材料，应保障可替代材料在数量和种类上的充裕；对污染规模不高但污染持续性强的材料，则应做好低污染处理系统的配套设置。

3.3绿色制造工艺

绿色制造工艺，是将绿色理念融入机械行业的关键环节。前期制定的机械产品绿色设计和材料设计相关方案能否有效落实，直接取决于制造工艺的选取是否精当。经过多年实践，当前机械制造领域已形成适配多种加工场景的绿色工艺技术，结合加工环境和细化环保目标的不同，灵活选取不同的制造工艺，可有效确保机械制造环节的低能耗、低污染与高效率。例如，为避免切削液当中硫、磷等化学成分对机械制造工人、厂区周边环境的污染，可选择没有冷却润滑剂参与的干式切削加工技术；为减少机械生产过程中的无效生产，降低机械参数误差，企业可利用云计算、AI算力、大数据等新兴技术，开展数字化模拟制造；为最大限度地提升机械尺寸精度，可用高分子、功能型金属为特殊载体，直接绕过材料加工的多个环节，直接对机械产品进行一体化定型。应当注意的是，新技术固然提高了生产质量，但同时也伴随着更严格的使用要求，一旦技术使用失当，轻则导致能耗骤增，重则诱发生产事故。

结束语

总而言之，在机械设计制造中，科学地应用绿色理念是新时期机械制造企业实现长远发展的必然要求，机械制造企业应正确认识绿色理念的应用价值与应用优势，积极探索绿色理念应用的路径，以切实提升机械制造的可持续性与发展高效性。

参考文献

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