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摘要:我國作為世界農業大國,隨著科學技術的發展,農業生產也逐漸趨于機械化、產業化以及規模化發展,市場對農機設備的需求量持續增加,帶動了農機制造行業發展。在綠色生態理念指導下,農機在制造中引入綠色加工技術,能夠降低加工過程對環境造成的污染,有助于推動行業的可持續發展。
關鍵詞:農機制造;綠色加工工藝技術;分析
0引言
在我國經濟發展新形勢下,農業生產獲得快速發展,機械化作為現代農業的關鍵組成部分,農機設備是實現機械化作業的物質支撐,但是農機設備在加工制造中,其產生的粉塵、廢水以及噪音會對環境帶來一定程度的污染,而這種粗放式的加工生產模式,也不利于制造企業升級轉型。綠色加工技術屬于一種環保型技術,其通過技術創新降低加工行為對環境造成的破壞,有助于行業的生態化轉型,對提升農機制造水平和降低資源能耗具有現實價值和積極意義。
1研究背景
隨著我國科學技術快速發展,我國已經成為世界制造類大國,在農業生產機械化背景下,市場對農機設備的需求量也持續增加,帶動了農機制造行業的發展,經過多年的研究和創新,我國農機制造水平獲得顯著提升,在制造精度和質量方面達到了西方發達國家的水平。但是在農機制造中,受到傳統思維、加工技術等因素的影響,會對環境帶來一定程度的污染,例如在制造加工中產生的廢水、廢渣以及噪音,都會給環境帶來影響,危害人們身體健康。在此背景下,綠色加工成為公眾和社會關注的熱點[1]。綠色生產是一種全新的思想和理念,綠色加工工藝主要是指利用先進的技術手段對機械零件進行加工,避免有毒液體、有毒氣體、噪聲以及電磁輻射對人體帶來危害,實現生產與環境協同發展。隨著我國提出構建生態型社會這一理念后,大量的清潔、綠色加工技術不斷涌現,在農機制造領域獲得廣泛應用,為行業發展轉型注入了生機[2]。
2優勢分析
2.1節約成本
在以往農機生產制造過程中需要投入一定的人力成本和物力成本,應用綠色加工工藝可以起到節約成本的作用,例如一些新型工藝可以對加工工序進行整合,減少加工人員數量,起到節約人力成本的作用;綠色加工技術不需要使用磨削液,可以節約磨削液的成本[3]。2.2生態環保生態環保是綠色加工技術最為顯著的特點,在農機制造中,綠色加工技術不會對環境造成污染,可以起到保護環境、減少污染的作用,例如在應用干式磨削技術中,不會產生噪音和廢渣,不僅可以優化生產環境,也不會對附近的環境造成污染。
2.3工藝創新
我國是世界制造大國,機械制造水平不斷提升,應用綠色加工技術有助于推動行業工藝創新,以創新為驅動力實現行業發展轉型,有助于提升我國在世界上的競爭力,促使農業機械加工水平不斷提升[4]。
3技術應用
3.1干式切削
干式切削在不使用切削液的情況下完成加工,避免了切削液對環境帶來的污染,具有顯著的環保特色,其具有以下特點:第一,生產清潔化,降低切削液對附近水源的污染;第二,節約生產成本、簡化生產設備,避免對切削液進行無害處理的成生消耗;第三,切屑更加清潔、便于回收利用,符合循環經濟理念。在應用干式切削中,對材料特性、加工精度、機床性能以及刀具性能具有一定的要求,為了保證加工工作有序開展,企業要對工藝系統創新改造,營造適合、清潔的生產環境[5]。刀具作為應用干式切削技術的要點,其主要要求為:第一,刀具的幾何角度和截面形狀要符合要求,保證摩擦力和切削力最小;第二,刀具涂層材料和本身材料要具備一定的耐高溫能力,在快速切削中避免高溫對加工精度帶來負面影響;第三,刀具結構要滿足高速切削的要求,刀具斷裂韌性和強度良好,確保加工過程安全可靠。隨著各種新型刀具的涌現,其性能更加突出,在加工過程中,需要對切削用量和刀具材料進行科學選擇,避免加工摩擦力過大。當前應用于干式切削的主要刀具材料為PCD、CBN、PCBN、金屬陶瓷、陶瓷以及硬質合金等[6]。切削機床是干式切削的主要硬件支撐,要求剛性良好、進給速度合理、主軸轉速高,可以快速、高精度地完成切削加工。在應用干式切削中,需要處理好機床性能問題:第一,快速散熱,由于在高速運轉中,刀具和材料、機床運行會產生大量熱能,如果沒有及時將熱能排除,則會影響加工進度,甚至導致機床由于受熱而產生變形,因此,機床應具有較強的散熱能力,配備冷氣循環系統,可以通過循環散熱的方式帶走熱能,在關鍵部位安裝溫度傳感器,對機床溫度和加工區溫度變化進行動態監測,便于及時處理;第二,切屑排出,在干式切削中會產生大量切屑,由于運轉速度較快,如果不能及時將切屑排出則會對環境帶來一定程度的影響,因此,在機床設計中,可安裝過濾系統和排放系統,對產生的切屑及時抽出和過濾,為后續的回收利用奠定基礎。
3.2干式磨削
干式磨削屬于一種綜合性技術,其集超高速磨削和超硬磨料為一體,在快速加工方面具有較為顯著的優勢,主要應用于軸類零件制造。在實際應用中,采用人造金剛石或者薄層CBN為工具,配以超高速數控機床,是當前最為先進的加工技術之一。干式磨削具有良好的生產效能和環保性能,應用優勢為:第一,可以一次性完成溝槽、臺肩、紋理、曲面、錐面以及外圓等外形加工,能夠簡化生產環節,在金屬類材料加工中,還可以將磨、車工序合并,保證加工精度和生產效率,起到降低資源和節約成本的作用,與以往的加工工藝比較,能夠降低加工行為對環境的污染;第二,在磨削過程中可以快速散熱,避免溫度對加工精度帶來負面影響,甚至能夠進行冷態加工,降低廢品率、提升加工精度,并且不需要使用磨削液,避免對環境造成污染;第三,干式磨削在高速轉運中完成加工活動,由于機床轉速較高,可以避免工件出現形變,降低噪音和振動對環境的污染,具有優化生產環境的作用;第四,工件和砂輪之間的接觸面積較小,可以降低二者之間的摩擦力,與以往的磨削工藝相比較,能夠延長砂輪使用年限,同時,在數控機床的支撐下,砂輪安裝更加簡便和快速,可顯著提升生產效能[7]。在應用干式磨削技術中,需先建立砂輪磨損、磨削效率以及磨削力模型,對磨削原理進行實驗研究,進而掌握工件完整性、磨削比、比磨削能、磨削效率以及磨削溫度的變化規律。強冷風干式磨削技術屬于一種新型技術,其建立在干式磨削技術基礎上,在機床運行中,通過施加強冷風帶走加工所產生的熱量,在強冷風作用下,能夠擺脫對磨削液的依賴,避免過量使用磨削液而影響生態環境。強冷風干式磨削技術利用低溫空氣進行輔助生產,完全取代了磨削液的作用,是實現綠色生產和清潔生產的關鍵,產生的磨屑還能夠集中存放,便于二次回收利用。而使用的CBN砂輪可以降低砂輪磨損程度,起到節約生產成本的作用。
4結語
總而言之,在我國經濟發展新形勢下,市場對農產品的需求量也持續增加,帶動了農業生產的快速發展。機械化目前已經成為農業生產的主要方向,農機設備作為機械化作業的硬件支撐,在農機制造中,以往的加工工藝會對環境帶來不同程度的影響,而應用新型清潔、綠色、環保加工工藝,能夠確保工件加工精度,避免加工行為對環境造成污染,對促進行業的穩定以及可持續發展具有現實意義。
作者:張鵬舉 單位:河南建筑職業技術學院