機床在使用過程中不僅消耗能源,還會產生固體、液體和氣體廢棄物,對工作環境和自然環境造成直接或間接的污染。從整個機床生命周期內審視,如何減少對環境沖擊的綠色生態機床就成為當前研究的熱點。綠色生態機床應該具有以下特點:
1)機床主要零部件由再生材料制造。
2)機床的重量和體積減少50%以上。
3)通過減輕移動質量、降低空運轉功率等措施使功率消耗減少30~40%。
4)使用過程的各種廢棄物減少50~60%,保證基本沒有污染的工作環境。
5)報廢后機床的材料100%可回收。
綠色生態機床減重節能
據統計,機床使用過程中用于切除金屬的功率只占25%左右,各種損耗占去大部分。綠色生態機床的第一個措施是通過大幅度降低機床重量和減少所需功率來構建具有生態效益的機床(Eco-efficient Machine)。綠色生態機床提出一種全新的概念:大幅度減少機床的重量,節省材料;同時降低機床使用時的能源消耗。
傳統的機床設計理念是“只有足夠的剛度才能保證加工精度,提高剛度就必須增加機床重量”。因此,現有機床重量的80%用于“保證”機床的剛度,而只有20%用于滿足機床運動學的需要。因此機床結構優化的空間很大。實現這個目標的途徑是通過采用新結構和新材料兩個方面。
綠色生態機床MQL減排
機床使用過程中的潤滑冷卻液是有害的排放物,特別是磨削時采用的乳化液對環境和工人健康都非常有害。因此,大幅度減少冷卻液的使用和排放是綠色生態機床的基本特征。實現這個目標的途徑有以下兩個方面:
1)干切削,不使用冷卻液。需要機床具有足夠的剛性和鋒利的刀具,僅適用于加工某些形狀比較簡單的銑削和車削工序。
2)微量潤滑(MQL)。MQL適用范圍較廣,可用于各種加工方法,但需要專門的裝置提供氣霧或低溫空氣(冷風),以及專門的潤滑劑。
綠色生態機床刀具增效
機床的生產效率出至刀尖上。采用先進的刀具,選擇合理的刀具幾何角度和切削參數,可以大幅度提高切削加工的效率,降低切削過程所需的功率,延長刀具的壽命,從而達到以較少的資源消耗獲得較大產出的目的。
綠色生態機床增值再用
金屬切削加工切屑是機床使用過程中主要的固體廢棄物。傳統的方法是將它作為廢品出售給廢品回收單位,進入社會廢品循環。江蘇省楊力集團在本企業內部將每年數千噸的鐵屑和鋼屑經過分揀、壓塊、配料、溶化澆鑄出高質量的球墨鑄鐵件,變廢為寶,制成諸如壓力機曲軸等關鍵零件。