制造技术范文

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篇1

主管单位：中国兵器工业集团

主办单位：中国兵器工业集团公司210所

出版周期：双月刊

出版地址：北京市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1674-5574

国内刊号：11-5789/TH

邮发代号：

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：2009

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篇2

中图分类号：F273.1 文献标识码：A

1先进制造技术概述

先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology，简称AMT）是指在制造过程和制造系统中融合电子、信息、材料、能源等现代科学技术，使材料转换为产品的过程更为优质、高效、低耗、清洁、精益、敏捷、灵活，取得理想的技术经济和社会效益的制造技术的总称。

先进制造技术是一个多学科体系，包容了从市场需求、创新设计、工艺设计到生产过程组织与市场信息反馈在内的工程系统，主要以先进制造工艺、计算机应用技术为核心，辅以支撑技术和制造技术基础设施（管理技术）。如支撑技术包含有信息技术、传感器和控制技术等，管理技术着重在产品品质管理及人员组织培训等。因此，先进制造技术就是人、技术、组织三者的协调融合统一。

2先进制造技术的发展模式

先进制造生产模式是从传统的制造生产模式中发展、深化和逐步创新的过程而来。工业化时代的福特大批量生产模式是以提供廉价的产品为主要目的；信息化时代的柔性生产模式、精益生产模式、敏捷制造模式等是以快速满足顾客的多样化需求为主要目的；未来发展趋势是知识化时代的绿色制造生产模式，它是以产品的整个生命周期中有利于环境保护减少能源消耗为主要目的。

2.1柔性生产

柔性生产模式由英国莫林斯公司首次提出的，在20世纪70年代末得到推广应用。该模式主要依靠有高度柔性的以计算机数控机床为主的制造设备来实现多品种小批量的生产，以增强制造业的灵活性和应变能力，可缩短产品生产周期，提高设备使用效率和员工劳动生产率且改进产品质量。

2.2精益生产

精益生产模式是由1990年美国麻省理工学院在总结第二次世界大战后以丰田汽车为代表的日本制造工业的经验时提出的。这种模式以改革企业生产管理为特点，其基本要求是企业在生产过程中要同时获得极高的生产率、最好的产品质量和极大的生产柔性，使所生产出的产品具有精益特点。

精益生产就是及时制造，消灭故障，消除一切浪费，向零缺陷、零库存进军。因此有些管理专家也称精益生产方式为JIT生产方式、准时制生产方式、适时生产方式或看板生产方式。其核心思想包括：

（1）追求零库存。精益生产是一种追求无库存生产，或使库存达到极小的生产系统，为此而开发了包括“看板”在内的一系列具体方式，并逐渐形成了一套独具特色的生产经营体系。

（2）追求快速反应，即快速应对市场的变化。为了快速应对市场的变化，精益生产者开发出了细胞生产、固定变动生产等布局及生产编程方法。

（3）企业内外环境的和谐统一。精益生产方式成功的关键是把企业的内部活动和外部的市场（顾客）需求和谐地统一于企业的发展目标。

（4）人本位主义。精益生产强调人力资源的重要性，把员工的智慧和创造力视为企业的宝贵财富和未来发展的原动力，包含了充分尊重员工；重视培训；共同协作等。

（5）库存是“祸害”。高库存是大量生产方式的特征之一。由于设备运行的不稳定、工序安排的不合理、较高的废品率和生产的不均衡等原因，常常出现供货不及时的现象，库存被看作是必不可少的“缓冲剂”。但精益生产则认为库存是企业的“祸害”，其主要理由是库存提高了经营的成本以及库存掩盖了企业的问题这两个方面。

2.3敏捷制造

敏捷制造模式产生于20世纪80年代后期，该模式是将柔性制造的先进技术、熟练掌握的生产技能、有素质的劳动力，以及促进企业内部和企业之间的灵活管理三者集成在一起，利用信息技术对千变万化的市场机遇做出快速响应，最大限度地满足顾客的要求。

2.4虚拟制造

虚拟制造生产模式是利用制造过程计算机模拟和仿真来实现产品的设计和研制的模式，即在计算机中实现的制造技术。在产品真正制造出来之前，首先在虚拟制造环境中完成软产品原型代替传统的硬样品进行试验，对其性能进行了预测和评估，从而大大缩短产品设计与制造周期、降低产品开发成本，提高其快速响应市场变化的能力，以便更可靠地决策产品研制，更经济地投入、更有效地组织生产，从而实现制造系统全面最优的制造生产模式。

2.5绿色制造

绿色制造模式是综合运用生物技术、“绿色化学”、信息技术和环境科学等方面的成果，使制造过程中没有或极少产生废料和污染物的工艺或制造系统的综合集成生态型制造技术。绿色制造模式是实现制造业可持续长远发展的制造模式。

3结语

制造业是国家经济和综合国力的基础，被称为“立国之本”。先进制造技术是现代制造业的关键技术，已经成为一个国家综合实力和科技发展的重要标志，为提高一个国家的国际地位起着举足轻重的作用。未来的发展趋势使制造技术成为一个以市场为导向，数据化控制和研发为依托，绿色技术为制造主体，系统化管理为辅助系统的更加灵活而高效的低污染技术模式，同时也直接带动了国际间的信息交流和技术互动。

参考文献

篇3

主管单位：中国科学技术协会

主办单位：中国机械工程学会;北京机床研究所

出版周期：月刊

出版地址：北京市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1005-2402

国内刊号：11-3398/TH

邮发代号：2-636

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1951

期刊收录：

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

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中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

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篇4

中图分类号：G258 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0310033－01

运用先进技术和产业化生产，使报废产品高质量地再生，是对产品附加值（包括能量、劳动、材料）的最优化资源回收方式，即再制造就成为必然的发展趋势。而虚拟再制造技术是再制造设计发展的必要途径，也是其作为先进制造技术的重要特征。

1 虚拟再制造的定义

1）再制造的定义。再制造是指将废旧机电产品运用高科技手段进行专业化修复或升级改造，使其质量和性能恢复到新品的批量化制造过程。其特征是再制造产品的质量和性能能够达到甚至超过新品，而成本只为新品的50％，节能60％，节材70％，对环境的不良影响显著降低。

2）虚拟再制造的定义。 虚拟再制造是实际再制造过程在计算机上的本质实现，采用计算机仿真与虚拟现实技术，在计算机上实现再制造过程中的虚拟检测、虚拟加工、虚拟控制、虚拟实验、虚拟管理等再制造本质过程，以增强对再制造过程各级的决策与控制能力。虚拟再制造是以软件为主，软硬结合的新技术，需要与原产品设计及再制造产品设计、再制造技术、仿真、管理、质检等方面的人员协同并行工作，主要应用计算机仿真来对毛坯虚拟再制造，并得到虚拟再制造产品，进行虚拟质量检测实验，所有流程都在计算机上完成，在真实废旧产品的再制造活动之前，就能预测产品的功能以及制造系统状态，从而可以做出前瞻陛的决策和优化实施方案。

2 虚拟再制造关键技术及特点

关键技术：

1）信息挖掘技术。

2）再制造虚拟加工建模技术。

3）系统最优决策控制技术。

4）虚拟环境及虚拟再制造加工技术。

5）虚拟质量控制及检测技术。

6）基于虚拟实现与多媒体的可视化技术。

7）虚拟再制造企业的管理技术。

特点：

1）通过虚拟废旧产品的再制造设计，可以预测产品再制造后的性能，节约生产加工成本，缩短产品生产周期，提高产品质量。

2）产品再制造设计时，根据用户对产品的要求，对虚拟再制造产品原型的制造过程和生产过程在虚拟环境下进行仿真，并根据产品评价体系提供的方法、规范和指标，为再制造设计修改和优化提供指导和依据。同时还可以及早发现问题，实现及时的反馈和更正，为再制造过程提供依据。

3）以软件模拟形式进行新种类再制造产品的开发，可以在再制造前通过虚拟再制造设计来改进原产品设计中的缺陷，升级再制造产品性能，虚拟再制造过程。

4）再制造企业管理模式基于Intranet或Internet，整个制造活动具有高度的并行性。又由于开发进程的加快，能够实现对多个解决方案的比较和选择。

3 虚拟再制造系统的开发环境

虚拟再制造系统在功能上与现实再制造系统具有一致性，在结构上与现实再制造系统具有相似性，软、硬件组织要具有适应生产变化的柔性，系统应实现集成化和智能化。借鉴虚拟制造的系统开发架构，可将虚拟再制造系统的开发环境分为3个层次：模型构造层、虚拟再制造模型层和目标系统层（见图1）。

1）模型构造层。提供用于描述再制造活动及其对象的基本建模结构，有两种通用模型：产品过程模型和活动模型。产品过程模型按自然规律描述可实现每一物品及其特征；活动模型描述人和系统的各种活动。产品模型描述出现在制造过程中的每一物品。过程模型描述产品属性、功能及每一制造工艺的执行，过程模型包括很有规律的过程，也包括较复杂的工艺过程。

2）虚拟再制造模型层。通过使用产品一过程模型和活动模型定义有关再制造活动与过程的各种模型，这些模型包括各种工程活动，相应的目标产品、材料、半成品、工具和其他再制造资源。这些模型应该根据产品类型，通过使用低层的模型构造层容易实现各种模型的建立与扩展。任务组织与管理模型用来实现制造活动的灵活组织与管理，以便构造各种虚拟制造／再制造系统。

3）目标系统层。根据市场变化、用户需求，通过低层的虚拟再制造模型层来组成各种专用的虚拟再制造系统。

4 虚拟再制造与其他先进制造的关系

1）虚拟再制造与精益生产。实现再制造生产过程的简化，更有利于虚拟再制造建模仿真的实现，利用虚拟的技术手段使得再制造的过程不断的向“精益化”发展。

2）虚拟再制造技术与并行工程。并行工程从根本上改变传统的产品开发模式。在实际再制造之前，虚拟再制造预计出再制品的可制造性、可装配性、可测试性等，从而优化决策，缩短周期，提高质量，降低成本。

3）虚拟再制造技术与绿色制造。绿色制造是在满足产品功能、质量等要求的前提下，使系统经济效益和社会效益达到最优。而再制造的过程本身就是循环经济与可持续发展的体现，虚拟再制造技术更是在此基础上的一种提高。

4）虚拟制造技术与敏捷制造。敏捷制造理论的基本含义是以柔性生产技术和动态联盟结构的特点，以高素质、协同良好的工作人员为核心，实施企业间的网络集成，形成快速响应市场的社会化制造体系。实现的基础在于虚拟企业的建立和虚拟制造技术的应用。

5 虚拟再制造的应用前景

1）虚拟再制造企业。虚拟再制造企业具有加快新种类再制造产品开发速度，提高再制造产品质量，降低再制造生产成本，快速响应用户的需求，缩短产品生产周期等优点。其特征包括企业地域分散化、企业组织临时化、企业功能不完整化、企业信息共享化。

2）虚拟再制造产品设计。现在的产品退役后，需要对废旧产品进行性能或功能的升级，即在产品再制造前对废旧产品进行升级设计。这种设计是在原有废旧产品框架的基础上进行的，但又要考虑经过结构改进及模块嵌入等方式实现性能升级，满足新用户需求，因此对需性能升级废旧产品的再制造设计具有更大的约束度和难度。

3）虚拟再制造生产过程。再制造生产往往具有对象复杂、工艺复杂、生产不确定性高等特点，因此，利用设计中建立的各种生产和产品模型，将仿真能力加入到生产计划模型中，可以方便和快捷地评价多种生产计划，检验再制造拆解、加工、装配等工艺流程的可信度，预测产品的生产工艺步骤、性能、成本和报价。其主要目的是通过再制造仿真，来优化产品的生产工艺过程。通过虚拟再制造生产过程，可以优化人力资源、制造资源、物料库存、生产调度、生产系统的规划等。

4）虚拟再制造控制过程。以控制为中心的虚拟再制造过程是将仿真技术引入控制模型，提供模拟实际生产过程的虚拟环境，使企业在考虑车间控制行为的基础上，对再制造过程进行优化控制。虚拟再制造控制是以计算机建模和仿真技术为重要的实现手段，通过对再制造过程进行统一建模，用仿真支持设计过程和模拟制造过程，来进行成本估算和生产调度。

总之，利用计算机网络的连接沟通，在虚拟联盟之间实现高效的信息共享，促进虚拟再制造的发展。联盟分工合作的模式，将使再制造的生产模式更加灵活多变，适应性更强。这里需要强调的是动态联盟的核心问题是盟友选择问题，即虚拟再制造企业在实际运行之前，必须分析评估出这个联盟的组合协调性与合理性，明确投产后的风险与收益等。真正地依靠网络技术组成的经济实体的合理性，从而才能立足于多变的市场发挥优势。

参考文献：

[1]王振忠、郭隐彪，虚拟制造技术浅析[J].机电技术，2004（1）.

[2]陈晓川、张暴暴等，我国虚拟制造技术发展策略浅析[J].机械设计与研究，1999（1）.

[3]刘继红，虚拟制造技术概述 计算机辅助设计与制造[J].1999.12.

[4]崔培枝、姚巨坤、朱胜，虚拟再制造系统结构及其应用研究[J].机械制造与自动化，2010（2）.

篇5

论文

制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的功能一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的探究。

1当前制造科学要解决的新问题

当前制造科学要解决的新问题主要集中在以下几方面摘要：

（1）制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统灵敏性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的探究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的灵敏性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。

（2）为支持快速灵敏制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键新问题。例如在计算机辅助设计和制造(CAD／CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面，在三维现实空间(3-RealSpace)中，都存在大量的几何算法设计和分析等新问题，非凡是其中的几何表示、几何计算和几何推理新问题；在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面，存在C-空间

(配置空间ConfigurationSpace)的几何计算和几何推理新问题；在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(ScrewSpace)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化探究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的探究课题，其理论有待进一步突破，当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的探究。

（3）在现代制造过程中，信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素，而且还是最活跃的驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系统信息组织和结构的多层次性，制造信息的获取、集成和融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面，都还有待进一步突破。

（4）各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具，在包括调度新问题在内的组合优化求解技术领域中，受到越来越普遍的关注，有望在制造中完成组合优化新问题时的求解速度和求解精度方面双双突破新问题规模的制约。制造智能还表现在摘要：智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。

这些新问题是当前产品创新的关键理论新问题，也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性新问题。这些新问题的重点突破，可以形成产品创新的基础探究体系。

2现代机械工程的前沿科学

不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集，经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望，从而形成前沿科学。前沿科学也就是已解决的和未解决的科学新问题之间的界域。前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术新问题。

超声电机、超高速切削、绿色设计和制造等领域，国内外已经做了大量的探究工作，但创新的关键是机械科学新问题还不明朗。大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少探究，但仍有许多关键科学技术新问题有待解决。

信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学，由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。因此，和以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生气械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。

2．1制造科学和信息科学的交叉--制造信息科学

机电产品是信息在原材料上的物化。许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质，另一方面对制造技术本身加以改造，以使得其适应新的信息化制造环境。随着对制造过程和制造系统熟悉的加深，探究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达，以进一步达到实现控制和优化的目的。

和制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息，这一领域有如下主要探究方向和内容摘要：

(1)制造信息的获取、处理、存储、传递和应用，大量制造信息向知识和决策转化。

(2)非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学新问题。

这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物，构成了制造科学中的新分支--制造信息学。

2．2微机械及其制造技术探究

微型电子机械系统(MEMS)，是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。MEMS的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化，成数量级的提高器件和系统的功能密度、信息密度和互联密度，大幅度地节能、节材。它不仅可以降低机电系统的成本，而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。例如用尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红细胞；制造出3mm大小能够开动的小汽车；可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。MEMS技术的发展开辟了技术全新的领域和产业，具有许多传统传感器无法比拟的优点，因此在制造业、航空、航天、交通、通信、农业、生物医学、环境监控、军事、家庭以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。

微机械是机械技术和电子技术在纳米尺度上相融合的产物。早在1959年就有科学家提出微型机械的设想，1962年第一个硅微型压力传感器问世。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm的硅微型静电电动机，显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并和集成电路兼容制造微小系统的潜力。微机械技术有可能像20世纪的微电子技术那样，在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。近10年来，微机械的发展令人瞩目。其特征如下摘要：相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统探究成功，体现了其现实的和潜在的应用价值；多种微型制造技术的发展，非凡是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术；微型机电系统的探究需要多学科交叉的探究队伍，微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿探究领域，涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。

目前对微观条件下的机械系统的运动规律，微小构件的物理特性和载荷功能下的力学行为等尚缺乏充分的熟悉，还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论和方法，因此只能凭经验和试探的方法进行探究。微型机械系统探究中存在的关键科学新问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。微系统的探究正处于突破的前夜，是亟待深入探究的领域。

2．3材料制备／零件制造一体化和加工新技术基础

材料是人类进步的里程碑，是制造业和高技术发展的基础。每一种重要新材料的成功制备和应用，都会推进物质文明，促进国家经济实力和军事实力的增强。21世纪中，世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的设计实现定量化、数字化；要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。材料和零件的数字化设计和拟实仿真优化是实现材料和零件的高效优质制备／制造及二者一体化、集成化制造的关键。一方面，通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备和零件制造过程中的实验性环节，获得最佳的工艺方案，实现材料和零件的高效优质制备／制造；另一方面，根据不同材料性能的要求，如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等，探究材料和零件的设计形式。进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等，探究多种材料组分的复合成形工艺技术。形成材料和零件的数字化制造理论、技术和方法，如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理，突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制，加工过程不需要工具或模具，能迅速制造出任意复杂外形又具有一定功能的三维实体模型或零件。

2．4机械仿生制造

21世纪将是生命科学的世纪，机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构)，开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业，并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。这是一个极富创新和挑战的前沿领域。

地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为解决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。从生命现象中学习组织和运行复杂系统的方法和技巧，是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。仿生制造指的是模拟生物器官的自组织、自愈合、自增长和自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统和制造过程。假如说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力，智能化延伸了人类的智力，那么，"仿生制造"则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。

仿生制造所涉及的科学新问题是生物的"自组织"机制及其在制造系统中的应用新问题。所谓"自组织"是指一个系统在其内在机制的驱动下，在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。仿生制造的"自组织"机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。

仿生制造属于制造科学和生命科学的"远缘杂交"，它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。

仿生制造的探究内容目前有两个方面摘要：

2．4．1面向生命的仿生制造

探究生命现象的一般规律和模型，例如人工生命、细胞自动机、生物的信息处理技巧、生物智能、生物型的组织结构和运行模式以及生物的进化和趋优机制等；

2．4．2面向制造的仿生制造

探究仿生制造系统的自组织机制和方法，例如摘要：基于充分信息共享的仿生设计原理，基于多自律单元协同的分布式控制和基于进化机制的寻优策略；探究仿生制造的概念体系及其基础，例如摘要：仿生空间的形式化描述及其信息映射关系，仿生系统及其演化过程的复杂度计量方法。

机械仿生和仿生制造是机械科学和生命科学、信息科学、材料科学等学科的高度融合，其探究内容包括生长成形工艺、仿生设计和制造系统、智能仿生气械和生物成形制造等。目前所做的探究工作大多属前沿探索性的工作，具有鲜明的基础探究的特征，假如抓住机遇探究下去，将可能产生革命性的突破。今后应关注的探究领域有生物加工技术、仿生制造系统、基于快速原型制造技术的组织工程学，以及和生物工程相关的关键技术基础等。3现代制造技术的发展趋向

20世纪90年代以来，世界各国都把制造技术的探究和开发作为国家的关键技术进行优先发展，如美国的先进制造技术计划AMTP、日本的智能制造技术（IMS）国际合作计划、韩国的高级现代技术国家计划(G--7)、德国的制造2000计划和欧共体的ESPRIT和BRITE-EURAM计划。

随着电子、信息等高新技术的不断发展，市场需求个性化和多样化，未来现代制造技术发展的总趋向是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全球化的方向发展。

当前现代制造技术的发展趋向大致有以下九个方面摘要：

(1)信息技术、管理技术和工艺技术紧密结合，现代制造生产模式会获得不断发展。

(2)设计技术和手段更现代化。

(3)成型及制造技术精密化、制造过程实现低能耗。

(4)新型特种加工方法的形成。

(5)开发新一代超精密、超高速制造装备。

(6)加工工艺由技艺发展为工程科学。

篇6

2绿色制造技术在机械制造过程中的应用

（1）绿色设计机械结构。在设计机械产品的时候，采用绿色设计结构，能够充分考虑机械产品在生产过程中对自然环境的影响，以及产品对社会的作用。利用先进的绿色机械设计知识，对机械产品的质量、工作寿命进行适当的延长和控制，使机械产品高质化、高效化、寿命长，确保所需要的生产技术对自然环境的负面影响最小化。如果条件允许，还可以让机械产品循环使用，不仅能够让产品资源的使用率最大化，还可以减少机械产品所需的生产时间。（2）选用低毒、无污染绿色原材料。绿色制造技术的主要理念是对环境低害，甚至无害，所以在选择机械制造材料时，要选择合适的低毒、无污染的机械制造原材料。随着材料科学研究水平的不断提高，我国已经研制出很多新型的绿色制造材料。很多传统的对环境造成极大污染的材料已经被对环境污染程度小、甚至无污染的材料替代，这同时也为我国绿色制造技术的发展提供了物质条件。同时，企业在生产过程中，不能够只考虑到企业自身的经营利益，更多的还需要考虑到要如何把“可持续发展”融入到企业发展的规划中，迎合我国可持续发展的发展观。（3）绿色机械制造技术和工艺。除了机械生产的材料，还需要对机械产品的生产工艺进行改革创新。对于传统能耗高、污染程度较大的机械制造工艺，要进行适当改进和完善，必要时还可以参考国内外先进的绿色制造技术进行改造，提高生产效率，降低生产成本。通过采用绿色机械制造技术和工艺，最大限度地减少在机械制造过程中污染自然环境的情况，提高制造资源的利用效率。目前我国常用的绿色机械制造技术和工艺主要可以分为三种，分别是降低能耗型绿色工艺、降低原材料消耗的工艺，以及降低污染的工艺。这三种不同的绿色机械制造工艺的最终目标都是减少能耗量，降低对自然环境的污染。（4）绿色机械产品包装技术。不少企业为了吸引更多的客源，在包装机械产品的时候都选择过于华丽的包装，而且还不能重复利用，这样的包装应该被摒弃。不能够重复利用的包装或者对自然环境污染程度较大的包装应该被绿色包装代替，这样不仅能够节约大量的包装生产成本，还可以节约大量的包装材料，减少不能降解的包装废弃量。目前我国机械产品使用较多的包装材料有木板、纸箱、泡沫塑料、气泡垫等。这些包装材料都属于不可再生资源，会对环境产生很大的污染。因此，充分利用绿色的机械产品包装技术，能够对环境无污染且能够村换使用。（5）绿色的机械产品回收技术。对废弃的机械产品进行回收再利用，能够有效减少废弃产品对自然环境的污染，还可以节约大量的机械产品所需的制造材料，进而节约了生产成本，产生非常良好的社会效益和经济效益。

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中图分类号TH16 文献标识码A 文章编号1674-6708（2011）51-0107-01

1 绿色制造技术的概念

绿色制造技术是指在产品的整个生命周期过程中持续地运用科学的手段实现一体化、预防性的环保战略，以达到综合利用资源和能源，并对环境污染最小化，同时保护劳动者的生命和健康，并能向市场提竞争力强的绿色环保产品。绿色制造是综合性考虑环境影响、资源的高利用率来生产现代制造模式，是指在保证产品的功能、质量成本的前提下，针对环境意识制造、面向环境的制造。绿色制造可以使产品的从研发、生产、使用、报废的整个产品周期中，对环境造成最小的影响，资源利用的率达到最高，最终使绿色产品在经济、环境和人类社会等方面保持可持续发展。绿色制造的核心部分是减量化（Reduce）、重用（Reuse）、再生循环（Recy-cle）、再制造（Remanufacturing） 这四个方面是在绿色产品生命周期过程中的“4R”理论。1）减量化，从最开始的源头就抓资源的节约和对环境的污染；2）重用，要求生产的绿色产品及其零配件能够多次重复利用；3）再生循环，要求生产出来的产品使用完后并能将产品回收再利用，以节约能源和资源，而不是无法回收利用的垃圾；4）再制造，以先进绿色制造技术为手段，对废旧产品的技术改造实现性能恢复和提升，本着高效、节能、优质、节省、环保为准则，对废旧产品进行修复和改造。

2 我国制造业实施绿色制造技术的必要性

我国制造业水平与发达国家相比还有很大的差距。在中国高层发展论坛上中国工程院院长徐匡迪指出，中国的制造业必须转变增长方式，使用绿色制造技术以降低资源、能源的消耗，减少对环境的污染。中国现在的大部分制造业企业都是能源消耗大，环境污染重，资源消耗大，这些因素都严重制约中国制造业未来发展，如果仅仅依靠数量取胜，那么中国未来的制造业必将面临严峻的考验。欧盟已出台经针我国制造行业的产品问题机电产品控污新标准。对机械行业的产品在用能产品的研发、生产、运输、使用、回收等方面提出了生态化的标准要求。这一新标准的应用将对全世界的机械制造产业产生重大而深远的影响。我国要制订节能降耗的行业标准和机械产品标准的生态化要求，采取积极的应对措施，在产品的生命周期中严格按照节能环保的要求进行生产。对机械制造行业中对环境污染严重、技术落后的企业来说，新标准的使用是推动技术改造的重要契机。对污染严重、技术落后的企业强制性淘汰，是一种势在必行趋势。

3 绿色制造技术在机械制造中的应用方式

3.1 绿色处理

采用绿色的生产工艺是实现绿色制造的极其重要一个环节，绿色生产工艺与清洁生产密不可分。简而言之就是在保证产品质量的前提下，又能降低对环境污染的工艺技术；产品在包装时应采用简化包装，这样既可节约资源，还可以减少包装的处理费用和对环境的污染；绿色材料是指在满足产品的需求的前提下，又能具有良好的环境兼容性的材料，从而减少对人类和环境的危害，这就是绿色工艺。

3.2 绿色制造

在机械制造行业中产品的绿色处理在产品的生命周期中占有非常重要的位置，通过各种回收渠道，来提高资源的回收再生产，从而使产品的生命周期形成了一个闭合性的回路。产品在报废后通过回收再生产就又进入下一个生命周期，如此循环，就使产品具有多生命周期，所以设计中需要考虑产品的结构设计和材质，如采用面向拆卸的设计，就可以有效回收报废产品，只有采用面向拆卸设计的产品才能实现主体材料和零部件回收，从而进行再利用，这就实现了产品的绿色处理。只有在产品设计之初始阶段就考虑综合考虑材料的回收可能性，回收价值的大小、回收的处理方法等问题，才能实现产品最终的高效回收。

3.3 绿色包装

是指制造产品的整个生命周期中对环境没有污染，可以回收循环使用或者再生利用，不仅要考虑包装精美、被包装产品不易损坏，同时还要考虑包装材料的价格成本、重复利用率、易回收及包装材料的废弃物对环境没有污染，并且能够自行降解的绿色包装。所以绿色包装，是绿色生产中很重要的一个环节。

3.4 绿色设计

绿色设计是绿色制造技术的核心。设计阶段是产品生命周期的起点。从起点针对环境保护进行设计无疑是最行之有效的好办法。搞好绿色设计，意味着从起点实现废弃物的最小化或污染干预，设计的好坏决定了产品设计之后的其他环节的问题。所以要抓好起点的绿色设计。

4 结论

绿色制造技术是一种先进现代制造模式，综合考虑了环境属性、资源属性、能源属性和经济属性。绿色制造技术是一种可以使企业持续发展的组织、管理和运行的新模式。这个模式可以解决环境问题、实施可持续发展战略和实现新腾飞，在应用绿色制造技术时，一定要正确对环境要素进行评价，并收集大量的绿色技术信息，针对产品的绿色设计、绿色包装、绿色材料、绿色供应链、绿色工艺、回收再利用等技术，建立各种绿色产品的信息库和绿色设计工艺数据库，建立符合我国国情的标准化，通过绿色设计、资源分系统设计、绿色制造、回收再生产等绿色技术应用，都能促进我国制造业的发展，增强企业产品的核心竞争力。

参考文献

[1]胡爱玲.绿色制造及其关键技术[J].沈阳航空工业学院学报，2006，4.

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1概述

现代化绿色制造业的基础，其技术仍然是在传统的实施工艺，只是将这种工艺技术进行了整改，使其更加绿色环保。该项工艺技术以理念作为重要的指导方向，全面应用现代化的高新材料、合理控制等，实现了对资源的合理优化利用，科学并且环保。利用该项制造技术进行生产的相关机械成品其质量更加贴合实际的需求，有益于将我国制造行业的核心竞争实力进行整体的提升，加速了机械制造行业的快速发展。

2机械制造过程中绿色制造技术的内涵

绿色制造为对生态环境造成破坏以及资源的实际利用效率进行综合考虑的一种全新的制造形式。该项技术的核心设计目的为从设计工作开始、到产品的指导直至最后的废旧处理，这个周期当中，要实现对环境造成最小的影响，甚至没有影响，并且要对资源的实际利用率达到最高，将制造企业的经济收益与社会效益实施协调化发展[1]。目前，该项技术的实施比传统的技术多出一个非常关键的步骤，便是对物品进行回收实施循环二次利用的步骤。该步骤是将废弃的机械材料回收起来，对其进行二次的加工使其能够再次被使用，全面实现对资源的高度使用效率。

3机械制造过程中绿色技术的主要因素

3.1绿色材料

在真实的机械制造过程中，材料是最基本的前提要求。绿色材料为在实际进行制造的过程中，最大程度的挑选一些污染小的材料为产品制造的材料，并且被应用的材料一定要具有二次回收应用的价值，以便能够符合绿色材料进行制造的相关要求。

3.2绿色设计

在进行制造时，要对需要制造的产品实施全面的考虑，尤其针对实际的质量、使用的寿命、环境等等进行充分的考量[2]。并且，还要在设计时对真实的环境情况进行细致的分析考虑。

3.3绿色工艺

绿色工艺为在真实的机械制造过程中，可真正将污染进行减少，实现能源的最大化节约。在科学合理的应用该项工艺技术时，要研究环保的相关技术，以便加深对产品降低污染的研究工作。此外，对于如何用最少的材料实现生产、如何最小化的产生废弃材料、如何真正的降低对环境的影响等皆要进行细致的探究和考虑。并且，更要针对环保材料的有效应用效率进行提升实施讨论分析，结合目前的发展情况来看，该项工艺技术主要的技术类型为：干式切割以及废弃材料二次应用。

3.4绿色处理方法

绿色处理为将生产中已经废弃的材料，利用再次的合理加工，可让其在之后的生产当中被二次应用，该项技术与回收再应用的形式比较相似。因此，在对制造的产品进行设计的过程中，首先要对原材料和产品的内部架构进行研究，以便实现将产品的功能进行升级的目标。

4机械制造过程中绿色制造技术的具体应用

4.1合理应用绿色材料

在实施绿色制造的实际过程中，真正的绿色材料皆是没有任何污染的材料或者污染非常小的材料。这些绿色材料可以进行二次回收，以便实现绿色制造的目标。所以，科学合理实施机械制造生产重要的前提基础便是对绿色材料的应用[3]。在其制造的过程中，要抛弃以往的生产观念，把实际的经济和环境效益实施有效的结合，合理的对材料进行挑选，并且科学的进行应用，提高对环境保护的作用，有效减少对环境产生的破坏。

4.2应用绿色方法对机械产品实施设计

对相关的机械产品实施绿色设计就是要将产品从不同的角度和层面进行全面的提升。该项设计有效的将产品的具体功能、真实质量和环境进行了集中，从而对其进行一体化的设计。实现机械产品的绿色设计为比较系统的概念，在进行相关的设计之前，要对产品实际的生命周期进行细致的分析，全力保证该产品的质量，并且在对其整个使用的过程中坚持应用绿色理念。在真实设计中，需要有专门的技术人员对产品实际生产的时间和造价问题进行分析，其相关的工作要细致到质量分析环节，要切实的将绿色的设计理念应用到方案的设计当中，产品内部架构设计工作完成之后，对制造企业的真实社会效益和经济效益进行严格的审查，没有任何异常情况发生时才可实施生产。

4.3应用绿色制造生产工艺进行机械产品的生产

在真实进行生产的过程中，一定要将传统的生产理念抛弃，坚持走绿色环保的路线。基于绿色生产的技术是在原有的施工技术上进行改进的，因此，要将两种施工技术进行结合，以便实现能源的最大化利用，减少在真实进行生产过程中对环境造成的污染。其中具体的工艺包括：（1）能源节约绿色公益，即在进行生产时将能源的消耗和损耗的公益进行降低。（2）资源公益的有效节约，即在进行生产时将真正的生产经过进行简化，加强资源消耗公益的有效降低。（3）生产环保工艺，即在制造过程中非常关键的绿色制造技术，应用合理的加工措施，对其过程中产生的废弃材料、废弃液体以及废弃物进行有效的加工，实现减少对环境产生破坏的目标。利用这三种施工工艺，可有效推进绿色制造技术的全面使用，实现在真实的生产过程中不对环境造成任何影响的效果。

4.4应用绿色处理技术全面减少对环境造成的破坏

在真实进行制造过程中，产品的外包装是产生环境污染的主要原因，在进行包装时，会产生较多的废气材料，并且数目非常巨大[4]。现在，应用绿色处置的方法将这些废气材料进行处理，这样便可以科学的将废气材料回收，使其能够迅速分解，保护生态环境。但是，该项处置的形式有较高的成本，所以应用绿色处理的方式可将包装进行升级，降低成本，避免形成环境污染，并且，包装更具美观性。目前，在实施制造的过程中使用比较多的材料为环保木板和环保三合板，将这些材料制作成绿色包装在很大程度上减少了污染，同时达成了进行二次回收再利用的目标。现阶段，我国对于该项技术非常重视，加强了研究的深度和轻度，并且研究的成果非常显著，其中自主研发了包装绿色材料蜂窝纸板。一方面，该项材料可减少对环境产生的破坏，将机械产品造成的破坏进行有效的降低。另一方面，在材料被废气之后，造成的环境污染问题会全面的降低，从而实现绿色制造最终的效果，可在实施制造时进行广泛的推广以及使用。

5结束语

总之，应用绿色的理念进行机械制造，是全面将制造产品的性能、成本、资源等多方面进行综合化的系统优化，不但要将制造的成本进行降低，更要优化产品的实际生命周期。该项绿色技术为当代的新型制造形式，其使用的关键点在于绿色理念的应用，以便能够推进我国的制造行业走绿色可持续发展路线，其发展的前景非常广阔。当前，研发的技术，已经实现了对环境进行保护的目标，为我国绿色技术的全面发展起到了重要的推进作用。

参考文献

[1]杨德峰.浅谈绿色制造技术在机械制造领域的应用[J].山东工业技术，2016（01）：23.

[2]何欣.浅谈绿色制造技术在机械制造领域的应用[J].黑龙江科技信息，2016（10）：54.

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引言

21世纪以来，我国的制造业突飞猛进，在各个方面都取得了较大的成就，但不可忽视的是，在这一过程中也存在一些问题。其中，最值得关注的一点是高能耗和高排放等问题，不仅浪费了大量的能源，还会对环境造成严重的影响，对其原因进行分析，主要是由于在我国，节能减排技术的水平还较低，对于能源的管理也还处于发展的初期，没有形成统一的产业链。同时，在近几年，政府对温室气体的排放都做了严格的规定，这更是对机械制造业的又一挑战，对相应的节能减排技术提出了更高的要求。据此可知，当下急需转变传统的制造模式，不断探索出新的制造模式，使得低能耗，低污染等思想彻底贯穿于生产制造的整个过程，以此来保证我国机械制造的长期稳定发展，同时，也应该充分结合企业的转型优势，努力实现技术上的突破。

1 低碳制造技术概述

对低碳制造的概念进行全面剖析，具体是指在进行制造的整个过程中，对于每一个环节，特别是生产的制造，物流运输，对资源的利用等，都要贯穿节能减排的思想，尽可能最大限度的提高资源的利用率，以此来达到低碳生产的要求。事实上，要想真正意义上实现低碳制造，就必须充分利用各种资源，同时也要综合考虑能源的消耗，实现一种现代化的制造模式，不仅保证了机械的正常生产，同时对生态环境的保护也能起到可观的作用。事实表明，低碳制造技术有着深刻的内涵，就现阶段而言，低碳制造技术的主要内容包括以下几点：1）对清洁能源的充分利用技术。众所周知，清洁能源包括有：太阳能，风能，水能，潮汐能以及沼气等，所以，对应的技术有太阳能利用技术，风能利用技术，水能利用技术，潮汐发电技术以及沼气能利用技术；2）与低碳制造相关的设计技术。在设计上，主要是要针对生产流程，生产方法以及生产的模型等进行分析，具体的包括有：设计原则，设计方法，对设计进行评估的模型，对模型的优化，建立合理的设计标准体系，建立完善的评估数据库和经济分析模型等；3）低碳制造技术。这一技术的主要对象是生产的具体过程，所以，这也是实现低碳制造的关键—步。具体来讲，包括：优化厂区以及车间的布置，优化制造的具体工艺流程和在对设备进行利用过程中的优化等；对废弃物进行合理处理以及循环利用，比如：对污水的净化处理，对废弃的过滤处理，对报废的产品进行再次加工利用等技术；4）碳汇技术。这一技术的主要内容包括：对煤炭进行掩埋的技术以及对煤炭进行捕获的技术。

2 低碳制造技术在机械制造中的具体应用

在整个低碳制造技术中，贯穿始终的思想是将耗能较低到最小，将获利提升到最大，当然，贯彻这一思想的前提是要保证生产的产品各项功能完善，质量符合要求。所以，在整个机械制造过程中，需要不断进行生态化，轻量化以及模块化处理，同时，使用相应的理论知识指导实践，下面对各个发面的应用进行详细的介绍。

（1）生态化。生态化的主要思想是在实现机械制造正常功能的同时，减少能源的消耗，减少原材料的浪费，以此来保护生态环境。通常情况下，在机械制造过程中，总会伴随有废气废水以及废渣的产生，不对这些物质进行合理处理，它们将会对生态环境形成不良影响，对此，应该充分重视生态化设计，不断探索生产效益好，技术含量高的生产方法，以此来降低在具体的生产过程中形成的能源消耗，全面实现节能环保。另外，在产品生产时，装设相应的废物回收致装置，实现资源的循环利用。

（2）轻量化。这是一种综合优化方案，它不仅要考虑到机械制造生产出的产品的性能，而且还需要考虑到产品的生产成本以及相配套的各个设备。进行轻量化设计的最大优点在于：能够减少能源的消耗，降低废弃物的排放量；将资源的利用率大大提高，例如：在制造汽车时，可以尽量采用铝合金材料，减轻重量，同时也能保证质量。

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1 概述

我国机械制造业在近年来得到了较快的发展，也取得了一定的成就，已经成为了我国支柱性产业之一，但机械制造业也是用水用电大户，会排出大量的工业废水、废气、废物，一直以来都存在着低效率、高消耗的问题。据统计，我国机械制造业每年都会产生数以亿吨计的工业废水、废气、废物，造成了严重的污染，也消耗掉了大量的宝贵资源。在这种情况下，社会各界都亟盼在机械制造过程广泛应用绿色制造技术，为节能减排、营造和谐社会做出贡献。文章就机械制造过程绿色制造技术应用进行探讨。

2 绿色制造技术概述

绿色制造技术是在传统制造技术的基础之上发展起来的，采用新型节能材料和先进制造技术来进行制造生产，使得制造出来的产品对环境污染小、成本低、质量高。

2.1 绿色工艺

绿色制造的重要一环就是绿色工艺，清洁生产与绿色工艺紧密相关、密不可分；绿色工艺是指那些既能够降低环境影响，又能够保障产品质量的机械制造工艺技术；通常而言，绿色工艺有以下一些实现途径：（1）基于环境负荷的相对尺度来确定其影响自然资源、人体健康、生物多样性程度的评价；（2）对废物排放、自然资源利用，以及水体、土壤、空气可能造成影响的环境评价；（3）通过对原有设备和原有工艺机械改善来达到改变产品制造技术或者生产工艺的效果，将生态损坏、原材料消耗量、健康与安全风险、能源消耗、废物生量降低到最低程度。（4）将原材料、过渡产品在工艺过程中实现循环利用。

2.2 绿色材料

绿色材料也被称为生态材料，是指在机械制造产品生产过程中选用那些对环境无害、无毒、噪声小、能耗低的材料，或者有一定的危害性，但是在应用一些相应措施之后就可消除或者减少的材料，具有较佳的环境兼容性。

2.3 绿色包装

绿色包装指机械制造产品所采用的包装工艺、包装材料都务必要满足节能减排的要求。既要考虑到包装材料的可回收性、可降解性、成本，又要考虑到机械制造产品的质量优良、包装精美。在机械制造产品的包装阶段，要尽量选择节能环保、循环利用率高、耐用性强的高科技绿色材料，例如可以选择符合“3R1D”原则、可以自行降解、并且可多次循环利用的绿色包装材料。

3 绿色制造技术在机械制造过程中的应用

3.1 铸锻焊工艺绿色化

美国作为消失模铸造技术的发源，率先并领跑消失模铸造应用于工业生产，其产量己占世界产量的50%以上。随着工业技术的不断发展和创新，铝合金和黑色合金铸件的技术被美国、日本等发达国家发展的非常成熟了，并且己进入大批量生阶段。中国有26000多家铸造企业，消失模铸造企业仅100多家，中国铸件年产量己达2400多万t，消失模铸造产量仅仅20多万t。我国一汽轻型发动机用消失模铸造法生产的铝合金进气管，毛坯重由原来金属的3.39kg减少到2.84kg，机加工量减少30%，而且模具寿命提高了10倍。传统的铅锡焊料由于污染、抗蠕变性能差，已经完全不能满足电子工业对其可靠性、环境性能的要求。

3.2 切削加工工艺绿色化

德国制造的加工中心中将有5%用气冷与性涂层刀具相结合来取代浇注式冷却。但采用油基磨削液有一个缺点，那就是在加工过程中会产生烟雾，使工作环境发生变化而不利于生产，而且过多的使用磨削液会造成成本的增加。在各种加工方式中，其资源的使用量及污染量居于前列，要改善这种情况，可以采用干冻磨削方式来加工。针对单件小批量零件需求，德国开发出数控干切削加工铸型，用于零件制造。

同时，在机床切削加工过程，切削液的使用、存贮、采购都需要专门的物流系统和技术，会消耗掉10%-15%的加工成本，而若不能正确处理和使用切削液，那么必将会污染环境，危害到操作人员的身心健康，针对这种情况，可以将原来那种有害健康、高污染、高成本的湿切削过程用微量（MQL）技术、干切削技术来代替，进一步促进机械制造业的“绿色”。

3.3 深孔钻削工艺绿色化

亚干式加工是控制环境污染源头的一项绿色制造工艺，它的优点是在切削的过程中没有污染，省去使用切削液造成的一切费用开支，大大的控制住了生产的成本。相对传统（湿式）深孔钻削中大量使用切削液进行冷却、、排屑，造成环境污染和成本增加的问题，在整个制造过程中做到对环境的污染最小和对资源的利用率最高。湿式深孔钻削中的切削力比亚干式深孔钻削中的切削力略小，湿式深孔钻削的刀具磨损和加工表面粗糙度值与亚干式深孔钻削的差不多，能够获得比较好的刀具耐用度和内孔表面质量。亚干式深孔钻削中切削液颗粒容易进入刀具与已加工面的接触区，及冷却效果良好，切削区温度较低，后刀面与已加工表面不易枯接，使两者之间的摩擦减小从而使已加工表面的粗糙度减小。

3.4 绿色生态机床的应用

绿色生态机床是绿色机械制造技术的最新应用，它提出了一种全新的节能减排理念：降低使用机床时的能源消耗，并且减少机床的量，节省材料。据统计，为了确保机床的刚度，不得不占用80%的机床重量，而只有不到20%的机床重量用于对机床运动学进行满足。针对这种情况，应该从新材料、新结构两个方面来优化机床结构，降低机床的质量。新材料是指在机床制造材料中采用复合材料、陶瓷、人造花岗石（树脂混凝土）、碳素纤维等新材料，而新结构是指可以采用箱中箱结构机床、联机床等新型结构机床，能够让其具有热稳定性好、抗振性强、阻尼系数大等显著的优点。

此外，要以产业化生产和先进技术为手段，以环保、优质、节能、高效为目标，以机械制造产品的全寿命周期设计管理为指导来开展废旧机床的再制造项目，充分回收利用废旧机床，这样一来，能够节约70%以上的材料，能够节约60%的能源消耗，生产成本仅为新品的50%左右。

参考文献

[1]李聪波，王秋莲，刘飞，等.基于可拓理论的绿色制造实施方案设计[J].中国机械工程，2010，21（01）：120-124.

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关键词：液压缸 立柱组装线 再制造 激光熔覆

1、新世纪的机械加工的绿色制造理念

绿色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，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中对环境的负面影响为零或者极小，资源消耗尽可能小，并使企业经济效益和社会效益协调优化。机械加业，实现绿色制造是本世纪重要的课题之一，这不仅是要求我们生产出的产品符合环保要求，而且应尽可能在制造加工过程中达到绿色制造的要求。

2、定义

绿色制造，又称环境意识制造（Environmentally Conscious Manufacturing）、面向环境的制造（Manufacturing For Environment）等。它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，对环境的影响（负作用）最小，资源利用率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。

3、绿色制造技术工艺过程

3.1、立柱组装线

立柱组装线由以下部分组成：上料机构、清洗设备（活柱清洗、缸筒清洗）、活塞头及密封件装配、小件超声波清洗设备、活柱缸筒装配（顶缸机）、导向环装配（压套机）、导向套装配（拧帽机）、缸筒流水线、活柱流水线、整体试压机、试验台、液压系统、控制系统等组成。

该生产线解决了生产轻型液压支架大规格立柱装配质量不稳定问题；自动化程度高，选用PLC控制；大大降低了工人装配劳动强度大问题。

3.2、豪克能金属表面加工技术

目前，使用高精度外圆磨床对液压缸的杆类外表面加工，存在加工耗时长、安全性低、活件周转困难等缺陷，不符合液压缸规模化生产的要求。

在液压缸活塞杆、活柱类外圆精加工方面的应用奠定了基础，采用豪克能金属表面加工技术，实现以车代磨，生产效率将得到很大程度的提高。

豪克能金属表面加工技术的原理及特点：

豪克能金属表面加工技术的工作原理是利用金属在常温状态下冷塑性的特点，运用毫克能对金属零件表面进行无研磨剂的研磨、强化和微小形变处理，使金属零件表面达到更理想的表面粗糙度要求；同时在零件表面显微硬度的提高零件表面产生压应力，增强零件的显微硬度、耐磨性、耐腐蚀性及疲劳强度和疲劳寿命。

豪克能是一种特殊的能量，属于机械能。

1.豪克能的特点是能量聚焦性好、密度大，其能量密度是一般超声波的40倍以上。

2.豪克能的另一特点是其工作频带宽、可靠性好，适合不同生产工艺的要求。

液压缸使用过程中一般受到高压作用，通常工艺为管料调质后进行粗车、推镗、精车等机械加工，特别是推镗过程会产生较大的加工应力，在加工后缸筒产生明显的变形，不能满足设计公差的要求，严重时会造成废品。传统的时效处理方法有自然时效法和热时效法。自然时效法处理周期长，效果差；热时效法主要采用台车炉或井式炉，不仅成本高，还可能改变材料的微观结构与性能。与上述两种方法相比较，振动时效具有明显的优点，它能使构件的机械性能显著提高，且使用方便、耗能低、耗时短，具有很强的适应性[1]。

振动时效，又称为“VSR” 方法，又称振动消除应力法，是利用共振原理消除和均化金属结构件内部残余应力 ，可取代传统的自然时效和热时效的一种新工艺方法。若这种交变应力使工件内部的某些点产生晶格滑移 ，尽管宏观上没有达到屈服极限 ，但在微观上会产生塑性变形 ，而且这种变形一般发生在残余应力最大的点上 ，因此这种受约束的变形得以释放 ，从而降低和均化工件内的残余应力 ，并使其尺寸精度达到稳定[2]。

使用振动时效，能将机械加工后的残余应力平均下降到64%以下，完全可以取代回火工艺的热处理工艺。

3.3、再制造技术

再制造就是产品高技术维修的产业化，再制造的重要特征是再制造产品的质量和性能要达到或超过新品，成本仅是新品的50%左右，节能60%，节材70%以上，对保护环境贡献显著。

再制造就是把到达使用寿命的煤机通过修复和技术改造使其达到原型产品性能的过程。 煤机装备的失效报废主要是因磨损而导致。对于承受大载荷、冲击严重的表面的再制造修复应该采用涂层结合强度高（冶金结合）的喷焊和激光（重熔）再制造技术，比如油缸活塞杆和活柱的防腐层，传统的作法一般都是采用镀铜锡合金+硬铬的电镀工艺，对环境污染比较大，废水处理成本也较高[3]。

3.4、激光熔覆技术

激光熔覆技术是通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基材表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层。激光熔覆技术适于在零件缺损处堆积修补，修复量可以比激光表面合金化技术大得多[4]。

这种技术方法的优点是：在满足实用要求的条件下，可以采用成本较低的材料进行激光熔覆堆积成形，修补缺损外形，在有高使用要求的表面，采用高性能材料进行表面改性处理，是一种低成本获得高性能再制造零件的方法。

总之，绿色加工业已是世界工业发展的潮流，它必将随着人类可持续发展战略的提出和经济全球化的趋势，显示出它的优势。 目前，我国企业中绿色制造工艺技术的应用尚处于起步阶段，只有通过对生产制造全过程及工艺技术的全面“绿色化”，提高“绿色度”，不断优化和改进现有工艺，开发替代工艺和新型工艺，以及在市场和环境双重作用下的绿色产品开发，给社会和企业带来双赢的效益，这将必然会推动企业绿色制造工艺技术创新的良性循环[5]。

参考文献：

[1]房德馨 姚培勤 .用振动消除金属构件残余应力的原理和应用[J].大连理工大学学报，1983年03期

[2]李秀玲，徐坚.振动时效消除液压支架缸缸筒残余应力的应用与研究[J].设计与研究 2010年第五期

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二、加强对工艺技术人员的管理与监督，实现工艺标准化

机械制造企业的发展过程中，既要加大对工艺设计应用的技术支持，也要更加严格的对工艺技术人员的工作进行管理和监督，制定产品的质量的生产全过程追溯制度及产品的加工工艺设计应用步骤要求的会商制度，严格防止有残次品、质量过差产品的出现。生产工艺标准化是现代机械制造企业重点发展的目标，也是工艺技术工作的基本要求。工艺标准化工作是对现代机械制造企业的一个整体要求。工艺标准化工作不仅仅是工艺要达到标准要求，它包含整个企业的管理、纪律、以及加工的水平等都要达到标准要求。工艺标准化工作涉及到很多在工艺加工过程中的要求，这些要求都是根据以往加工过程中出现的问题和缺点来制定的。

三、现代机械制造工艺是实现制造技术创新的方向

市场经济的竞争实质是先进制造技术的竞争。先进制造技术是现代技术创新与工艺技术进步的典型代表，不仅体现了应用信息技术与系统管理技术的完美结合，更是新型制造单元技术创新的集成化。现代先进制造技术以优质、节能、环保、经济、高效为中心，在逐渐向基础制造工艺扩展。第一，先进制造技术已经被大范围的运用到机械制造领域，促进了机械制造工艺的进步，并对其他相关产业也有积极影响。第二，机械制造工艺不断革新，其重点内容又是先进制造技术。所以，先进制造技术和机械制造工艺的关系是相互促进，产品和制造工艺的设计可以采用一系列工具（例如计算机辅助设计（CAD））以及工艺过程建模和仿真等。生产设施与装备、技术应用与优化、工具选用与工艺改进，甚至整个制造企业都可以采用先进技术进行有效地设计。虚心汲取国外先进制造技术，关注机械制造技术自身创新，合理采用先进制造技术。强化先进制造技术过程，全面开发包括技术装备、生产技术、管理体制、市场观念及人员调配等环节。通过积极的汲取过程不断丰富我们自身的制造技术，探索出最符合企业自身发展需要的先进制造技术，并带动相关制造业打下坚实基础。

四、推进绿色制造工艺、创新生产力的生产过程

先进制造技术“以人为本”的理念及对各种技术资源合理且有效地利用，保证产品能达到应有的性能和要求、产品具有良好的经济性等，这就使得先进制造技术所体现的绿色制造具备重大的经济价值和社会价值。绿色制造，是指全面考虑环境和资源因素，从原材料的选择、设计，生产的初加工、精细加工与装配，销售、使用和维修，直到报废回收再利用等产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小，对资源的消耗量最少，对环境的污染最小，并使企业经济效益和社会效益协调优化的现代制造模式。根据绿色制造的根本原则，综合考虑在机械产品生命周期中的技术、环境以及经济性等各种因素，机械制造工艺实现绿色制造，应着重考虑机械绿色设计建模；机械材料的选择；机械产品的可拆卸性设计；机械产品的可回收性设计；机械产品的成本设计；机械产品使用的安全保护设计；机械产品设计数据库和知识库的建立等方面的技术工艺设计。

五、机械制造工艺技术创新是实现绿色制造的保证

1、净成形制造工艺技术应用与创新。净成形制造可以节约传统毛坯制造时的能耗、物耗，大大减少了产品的制造周期和生产费用；2、干式加工工艺技术应用与创新。干式加工不仅简化了工艺、减少成本，同时还消除了冷却液带来的如废液排放和回收等一系列问题；3、工艺模拟技术应用与创新。运用计算机大数据技术，将形状构造的物理模拟，性能指标的数值模拟以及专家系统相结合，获取并确定最佳工艺参数并优化工艺方案，预测并验证加工过程中可能产生的缺陷和防止措施，有效控制并保证加工工件的质量；4、虚拟制造技术应用与创新。在虚拟制造环境下生成软产品模型来代替传统的硬样品进行实验，对其性能、可制造性及质量控制进行预测和评估，减少实型制造成本；5、废弃物回收利用技术的创新，实现生产方式从开式循环模式变为闭式循环模式转变。