博鰲亞洲論壇2010年年會的主題為:“綠色復蘇:亞洲可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實選擇”。論壇探討了綠色增長時代的企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略與實踐、經(jīng)濟轉(zhuǎn)型中的資本市場定位、低碳能源;提出了如何走出一條具有亞洲特色的“綠色復蘇”之路;實現(xiàn)經(jīng)濟、社會與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,已經(jīng)成為亞洲乃至全球發(fā)展必須要做出的現(xiàn)實抉擇。“綠色制造”理念再一次引起國際上的廣泛重視。
我國制造業(yè)大都建立在大量耗用原材料、能源、初級勞動力,以及大量進口發(fā)達國家的知識技術(shù)產(chǎn)權(quán)、犧牲環(huán)保及生態(tài)資源的基礎(chǔ)之上的,從很多角度看都是不健康的,是違背可持續(xù)發(fā)展目標的。綠色制造概念的提出就是要求在產(chǎn)品設(shè)計、制造和使用過程中,減少材料投入和能源消耗量,提高資源利用率,最大限度的減少環(huán)境污染。綠色制造主要是綜合考慮環(huán)境影響和資源效率問題,其目標是使產(chǎn)品從設(shè)計、制造、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中,資源消耗盡可能少,對環(huán)境的負影響盡可能小。綠色制造作為現(xiàn)代制造業(yè)中一項新的課題,已經(jīng)引起制造業(yè)方面學者和專家的關(guān)注和研究,并成為世界各國尤其是發(fā)達國家研究的熱點,制造業(yè)將面臨改變傳統(tǒng)制造模式,實現(xiàn)綠色制造的新局面。
談?wù)摼G色制造,首先應當談裝備制造業(yè)的綠色制造。金屬切削機床是裝備制造業(yè)中典型產(chǎn)品,無論從產(chǎn)品還是到工藝,都關(guān)聯(lián)著綠色制造的大概念。當前,我國機床行業(yè)正處在一個非常好的發(fā)展時期,國民經(jīng)濟的持續(xù)平穩(wěn)較快發(fā)展,為機床行業(yè)的快速健康發(fā)展創(chuàng)造了十分有利的宏觀環(huán)境。拉削機床屬于金屬切削機床中的一類,高速拉床及高速拉削工藝的引用是在拉削工藝發(fā)展上的一項重大突破,推動了拉床系統(tǒng)的發(fā)展。拉削工藝是切削加工的重要組成部分,它是一種高精度、高效率、可迅速實現(xiàn)高復雜程度成型的機械加工方法,其拉削方式包括內(nèi)式拉削、外式拉削、單刀拉削、組合式拉削、多工位側(cè)式拉削等,適用于各種機械部件的盤、內(nèi)孔鍵槽、花鍵槽異形內(nèi)孔及螺旋形花鍵槽等幾何形狀及特定工件外表面的精加工,廣泛適用于工程機械、汽車、摩托車、農(nóng)機、紡機、電動工具、電動機、齒輪、鏈輪等異性傳動件和基礎(chǔ)件的生產(chǎn)制造行業(yè)。在航空制造業(yè)中,同樣也普遍被用來加工盤類零件的榫槽和葉片的榫頭拉削加工?梢,在機械制造業(yè)中拉削加工技術(shù)得到越來越廣泛的應用。
拉削加工是用各種不同的拉刀在相應的拉床上切削出各種內(nèi)、外幾何表面的一種加工方式。傳統(tǒng)的拉削工藝是在液壓傳動的臥式內(nèi)拉床或立式拉床上以較低的切削速度實現(xiàn)的。拉削方式可以分為三大類:分層拉削方式、分塊拉削方式和綜合拉削方式。拉削主要應用于成批、大量生產(chǎn)的場合。拉削加工各種形狀的通孔、平面及成形表面等。隨著科學技術(shù)的發(fā)展,如何穩(wěn)定地保證拉削質(zhì)量、如何實現(xiàn)高效率的拉削、如何有效地延長復雜而昂貴的拉刀的使用壽命,是研究拉削加工的重要課題。隨著制造技術(shù)的發(fā)展,拉削工藝進入了以發(fā)展高速切削、開發(fā)新的切削工藝和加工方法、提供成套技術(shù)為特征的發(fā)展新階段。高速拉削加工的生產(chǎn)率較高,被加工表面在一次走刀中成形。拉削的加工精度可達IT8~IT7,表面粗糙度值可達Ra3.2~0.4μm。由于拉削速度小,切削溫度低,刀具磨損慢,符合綠色制造的環(huán)保新理念。
切削加工是制造技術(shù)的主要基礎(chǔ)工藝,切削加工是制造技術(shù)的主要基礎(chǔ)工藝,諸如高速切削是切削加工的發(fā)展方向已成為切削加工的主流,它的發(fā)展和推廣應用將帶動整體制造業(yè)水平、效益、環(huán)境友好性的進步與提高。而在現(xiàn)代切削加工工藝中,刀具是切削加工中保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率的一個重要因素;同時也影響著切削加工過程中的能量消耗、切削液的使用、生產(chǎn)的安全性,即影響切削加工的綠色性。拉刀是一種多齒刀具,拉削時由于拉刀的后一個(或一組)刀齒高出前一個(或一組)刀齒,從而能夠一層層地從工件上切下金屬,以獲得較高精度和較好的表面質(zhì)量。環(huán)保型的高性能刀具材料(含表面涂層材料)、刀具制造工藝技術(shù)、刀具安全技術(shù)及刀具使用技術(shù)的發(fā)展,大大改善了切削加工性能,使得高速切削、干式切削等綠色切削加工技術(shù)得以實現(xiàn)。從而使傳統(tǒng)切削加工的加工質(zhì)量、切削效率、加工成本、能耗以及切削液的使用等得到了改善,有利于實現(xiàn)綠色制造。
以山東昌邑立輝拉床有限公司開發(fā)研制新一代數(shù)控立式拉削機床為例,就是引入綠色制造理念,在傳統(tǒng)拉削機床的結(jié)構(gòu)形式及傳動配置等方面應用新技術(shù)來實現(xiàn)綠色制造的機床產(chǎn)品。拉床的重要功能部件是差速裝置,傳統(tǒng)的差速裝置壓力損耗較大,受到流量的限制,主油路的壓力高,換向沖擊大,油溫過高。因此,一方面在該產(chǎn)品上應用了自主設(shè)計的專利產(chǎn)品拉床用差速閥,也就是在液壓缸與換向閥之間設(shè)置了一個差速閥,當向液壓缸的無桿腔通入高壓油時可提高液壓缸活塞的移動速度,該差速閥采用缸后差速方式,流量大,壓力降小,可以提高回程速度,實現(xiàn)快速回程,大大縮短回程時間,明顯提高拉床工作效率;另一方面,采用手動換向閥,并在手動換向閥與滑座之間設(shè)置了一個機械式操縱裝置,當滑座移動到相應位置時該操縱裝置可帶動手動換向閥的閥桿移動,實現(xiàn)液壓缸的自動換向。同時,還具有以小的作用力取代傳統(tǒng)液壓缸大的作用力的功能,大大降低了動力的消耗,節(jié)省了動力能源。并且,由于結(jié)構(gòu)的特殊性,有效地降低了液壓油溫的升高,避免了換向沖擊大,油溫過高等弊端。另外,與電磁換向閥和行程開關(guān)組成的換向裝置相比,它具有使用可靠,調(diào)整方便,結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉的優(yōu)勢。在動力頭設(shè)計和刀具選配上也綜合考慮了拉削過程的優(yōu)化以最高生產(chǎn)率和最低單件成本等綠色概念,實現(xiàn)了干式拉削的功能。機床導軌采用采用直線滾動導軌替代普通導軌。運動系統(tǒng)采用滾動導軌形式,運動靈活,動、靜摩擦因數(shù)基本相同,起動阻力小,而不易產(chǎn)生爬行;同時,滾動導軌剛度高,精度高,可以采用脂潤滑,潤滑方便,一次填裝,長期使用等特點;主要零件采用模塊化設(shè)計,通用化系數(shù)高,提高了互換性要求,可修復再用。
新型拉削機床的加工模式正是一種在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本的前提下,綜合考慮環(huán)境影響和資源效率因素的綠色制造模式。拉削加工使產(chǎn)品在整個生命周期中對環(huán)境污染最;在節(jié)約資源和能源方面,使資源利用率最高,能源消耗最低;在采用回收再生與復用技術(shù)方面使資源、能源和物料實現(xiàn)可再生循環(huán)。
綠色制造是新時期制造業(yè)重要的發(fā)展方向,也是我國經(jīng)濟建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。目前我國綠色制造業(yè)的研究尚處在起步階段,還需要在組織、標準、實施中規(guī)范化,要使制造企業(yè)認識到,綠色制造不僅是一個社會效益顯著的行為,也是取得經(jīng)濟效益的有效手段。要積極培養(yǎng)和引進綠色制造方面的人才,加強同國外綠色制造方面的專家進行交流,吸收先進的綠色制造技術(shù),鼓勵并推進綠色制造技術(shù)的研究和開發(fā)應用,隨著科學技術(shù)的發(fā)展,綠色制造技術(shù)已成為制造業(yè)先進技術(shù)的重要標志。
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本文標題:拉削技術(shù)與綠色制造
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