
機床產品的綠色設計圍繞機床產品生命周期的各個階段展開,機床產品綠色設計涉及的主要內容有如下幾個方面:
①面向環(huán)境的機床產品設計
1)面向環(huán)境的機床產品方案設計 機床產品方案設計,是指對機床的結構和布局、運作原理、實現(xiàn)方案等方面的選擇和設計,同時充分考慮機床制造過程中的資源消耗和環(huán)境影響情況,在其功能、質量、成本等要求得到滿足的前提下,力求使制造過程的資源消耗盡可能少、環(huán)境污染盡可能小。
2)面向環(huán)境的機床結構設計
面向環(huán)境的機床結構設計是指通過對機床產品結構進行更優(yōu)化合理的布置,使機床產品制造過程的資源消耗和浪費最小化,同時減少對環(huán)境的影響。這方面的途徑和措施很多,如機床立式布局中的工作臺固定、立柱移動布置方式中,將后立柱布置在工作臺上與布置在床身上的兩種方式中,后一種結構可以消除工作臺分度副發(fā)熱對后立柱外支架支承軸承孔中心線與工作臺回轉軸線的同軸度的影響。
?、诿嫦颦h(huán)境的機床產品材料選擇
面向環(huán)境的機床產品材料選擇是指在對機床產品制造所需的物料進行環(huán)境性考核,須從其制備、使用以及報廢處理等全生命周期過程進行評價。使其資源環(huán)境特性、產品功能、質量等因素相對較優(yōu),即滿足綠色材料的要求。在機床綠色材料的選擇中,現(xiàn)在市場上出現(xiàn)的陶瓷、碳素纖維、復合材料等,都在綠色性能的機床中得到廣泛使用。如:使用人造花崗石代替機床的大尺寸支承件,或在鋼板焊接的框架內填充混凝土,既可以節(jié)省金屬資源,又可以增加抗振性和熱穩(wěn)定性;對一些高硬度耐磨件,使用陶瓷等材料代替高硬度鋼,既可以減輕重量,又可以節(jié)省貴重金屬資源,還可以省去其加工過程的額外耗能。
③面向環(huán)境的機床制造環(huán)境設計或重組
面向環(huán)境的機床制造環(huán)境設計或重組是指在機床制造環(huán)境(如工廠、車間或制造單元等)中,對資源消耗和環(huán)境排放產生影響的設備或設施布局等方面的設計改善。例如:生產線或生產工藝的設計不合理,往往造成大量不必要的浪費。面向環(huán)境的機床制造環(huán)境設計或重組就是要在滿足機床產品的制造加工要求的前提下,對現(xiàn)有制造環(huán)境進行資源環(huán)境友好型方面的設計,建造出一個更低能耗、更低排放和更高效協(xié)調的生產環(huán)境。
?、苊嫦颦h(huán)境的機床產品工藝設計
面向環(huán)境的工藝設計又稱綠色工藝規(guī)劃。對機床產品的綠色工藝規(guī)劃是指通過對機床產品制造過程的各工藝路線、工藝方法、工藝裝備、工藝參數等進行優(yōu)化和改善,提升工藝過程各個環(huán)節(jié)的環(huán)境友好性。環(huán)境友好性包括兩方面:資源消耗最小化和環(huán)境影響最小化。機床產品制造工藝過程的資源消耗主要有原材料、能源材料、刀具、切削液、潤滑油等輔助材料消耗等。機床產品制造工藝過程因消耗物料和能源而產生一系列環(huán)境排放,主要包括大氣污染、污水廢水、固體廢棄物、物理性污染排放以及其他影響員工職業(yè)健康與安全的危害等。大量的實踐和研究表明,不同工藝方案的選擇,對制造過程的資源消耗和環(huán)境影響差異甚大。 對機床產品的綠色工藝設計,主要包括兩方面的內容:工藝方案優(yōu)化和工藝參數優(yōu)化。機床產品的工藝參數優(yōu)化是指選定某一制造加工工藝,對該工藝的有關工藝參數(如機床設備選擇、刀具選擇、切削液選擇等)進行優(yōu)化,使得該工藝加工過程具有更好的環(huán)境友好特性。工藝方案優(yōu)化,就是在已有的備選方案中,通過環(huán)境性、經濟性的等指標的評價,選出總體性能最優(yōu)的方案。如設備節(jié)能型、設備降噪型、環(huán)境友好型等較優(yōu)的工藝方案。工藝規(guī)劃對機床制造過程的環(huán)境影響相當關鍵,因此,通過合理優(yōu)化的工藝設計,使制造過程環(huán)境影響最小化。
?、菝嫦颦h(huán)境的機床產品包裝方案設計
面向環(huán)境的機床產品包裝方案設計,就是要從環(huán)境保護的角度,盡量使包裝過程的資源消耗和環(huán)境影響最小,而對現(xiàn)有的機床產品包裝方案進行優(yōu)化改善。面向機床產品的綠色包裝方案比較多,如:選擇綠色性能的包裝材料,其中綠色包裝材料應滿足污染少或無污染、可循環(huán)利用、可回收、可降解、重量輕、易拆卸、易組裝、防水等特點。通過回收利用該材料,減少包裝過程的資源浪費和環(huán)境排放;此外,優(yōu)化包裝方案和包裝結構,可有效減少包裝材料消耗。
⑥面向環(huán)境的機床產品回收處理方案設計
面向環(huán)境的機床產品回收處理方案設計,是指在設計階段,就充分考慮機床產品的可拆卸性、零部件的重用性、機床產品材料的可回收性等因素,對機床產品進行設計。從而使廢舊機床產品在在回收處理階段的材料重用率盡可能高,產生的環(huán)境排放盡可能少。
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