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機(jī)床制造業(yè)的節(jié)能減排

文檔作者：陳亞寧文檔來(lái)源：南京數(shù)控機(jī)床有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年03月03日
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· 機(jī)械制造與研究· 陳亞寧·機(jī)床制造業(yè)的節(jié)能減排
機(jī)床制造業(yè)的節(jié)能減排
胨亞寧
f南京數(shù)控機(jī)床有限公司。江蘇南京211100)
摘 要：機(jī)床行業(yè)節(jié)能減排、綠色制造要抓住制造過(guò)程中高耗能環(huán)節(jié)，低應(yīng)力鑄鐵、鑄態(tài)球墨鑄
鐵，消失模，振動(dòng)時(shí)效，機(jī)床再制造等是機(jī)床行業(yè)節(jié)能減排應(yīng)采取的重要技術(shù)和手段。
關(guān)鍵詞：節(jié)能減排；低應(yīng)力鑄鐵；消失模；振動(dòng)時(shí)效；再制造
中圖分類(lèi)號(hào)：11-]一9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1671=5276(2011)03-0060-02
Energy Saving and Emission Reduction in the M achine Tool Industry
CHEN Ya·ning
(Nanjing CNC Machine Tool Co．，Ltd．，Nanjing 21 1 100，China)
Abstract：The key for the energy—saving emission reduction and green manufacturing in the machine tool industry must be focused
on the high energy consuming processes．Low stress cast iron，nodular cast iron as cast condition，evanescent model，vibration aging
and reproducing machine tool are the most important technology and method．
Key words：energy saving and emission reduction；low stress cast iron；evanescent model；vibration aging；reproducing
0 前言
2010是實(shí)施十一五規(guī)劃的最后一年，中央反復(fù)強(qiáng)調(diào)
要著力抓好節(jié)能減排工作，但因受諸多因素的制約，許多
機(jī)床企業(yè)節(jié)能減排效果并不理想。那種延用粗放式的制
造模式已不適應(yīng)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此只有不斷創(chuàng)新，
積極探索節(jié)能、降耗、少污染的制造工藝技術(shù)，才能適應(yīng)社
會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要。
通常，機(jī)床行業(yè)節(jié)能減排主要靠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、技術(shù)
進(jìn)步和加強(qiáng)管理三個(gè)途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整是
涉及面較廣的一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù)，管理節(jié)能也要日積月累，很
難一蹴而就，但通過(guò)技術(shù)進(jìn)步，節(jié)能減排的效果卻可在較
短的時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)出來(lái)。
機(jī)床制造過(guò)程較為復(fù)雜。涉及到鑄件毛坯準(zhǔn)備、冷熱
加工、裝配調(diào)試等幾十道工序。能源消耗、廢氣物及排放
也貫穿于整個(gè)制造過(guò)程，如果控制住高耗能環(huán)節(jié)的能耗也
就抓住了機(jī)床生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)能減排的重點(diǎn)，達(dá)到了事半功
倍的效果。鑄造是機(jī)床行業(yè)的首道工序，也是高能耗、高
污染的工序之一，中國(guó)已成為鑄造大國(guó)，正處在高速增長(zhǎng)
階段。但多數(shù)工廠規(guī)模小，一般技術(shù)和管理比較落后，鑄
件技術(shù)含量低，生產(chǎn)能耗比較大，難以采用新工藝、新材料
和新設(shè)備，勞動(dòng)條件和環(huán)境保護(hù)也難以得到應(yīng)有的改善。
因此應(yīng)在鑄造工藝上采取行之有效的技術(shù)進(jìn)步措施。
1 推廣應(yīng)用低應(yīng)力鑄鐵件、鑄態(tài)球鐵件
機(jī)床生產(chǎn)對(duì)鑄件的要求較高，高強(qiáng)度低應(yīng)力是保證機(jī)
床精度的前提，大部分企業(yè)仍采用鑄后回火、二次加工回
火等工藝技術(shù)，消耗了大量的能源。鑄件的鑄后熱時(shí)效能
耗每噸鑄件40一loo kg標(biāo)煤，球墨鑄鐵退火、正火能耗
l00～180 kg標(biāo)煤，而低應(yīng)力鑄鐵、鑄態(tài)球墨鑄鐵應(yīng)力很
低，無(wú)需鑄后熱時(shí)效，節(jié)能效果明顯。低應(yīng)力鑄鐵在國(guó)外
研究較早，我國(guó)起步于20世紀(jì)20年代。較為成熟的低應(yīng)
力鑄鐵有密烘鑄鐵，其組織均勻、致密、殘余應(yīng)力低，自身
強(qiáng)度高。高硅碳比值(SI／C)低應(yīng)力鑄鐵，在碳含量相同
的的前提下，適當(dāng)提高(SI／C)值，抗拉強(qiáng)度提高，殘余應(yīng)
力降低，可省略鑄后的時(shí)效。目前我廠已成熟地應(yīng)用了低
應(yīng)力鑄鐵技術(shù)，既節(jié)約了大量能源，降低了能耗，同時(shí)機(jī)床
精度保持性非常高，受到了用戶(hù)的廣泛稱(chēng)贊。
鑄態(tài)球墨鑄鐵技術(shù)也已成熟，并在各個(gè)行業(yè)大量應(yīng)
用，由于鑄態(tài)球鐵生產(chǎn)省去了退火，正火處理程序，節(jié)約了
能源，避免了因高溫處理帶來(lái)的高溫變形、氧化等缺陷，減
少了能源、人力成本，縮短了生產(chǎn)周期，因而該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)
用對(duì)機(jī)床行業(yè)的節(jié)能減排有著較大的意義。
2 消失模技術(shù)
消失模鑄造(又稱(chēng)實(shí)型鑄造)是將與鑄件尺寸形狀相
似的泡沫模型粘結(jié)組合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干
后，埋在干石英砂中振動(dòng)造型，在負(fù)壓下澆注，使模型氣
化，液體金屬占據(jù)模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型
鑄造方法。與傳統(tǒng)鑄造技術(shù)相比，消失模鑄造是一種幾乎
沒(méi)有加工余量且能精確成型的加工工藝。鑄件尺寸精度
可達(dá)c17—9，加工余量最多I．5—2 mm，可大大減少機(jī)械
加工的能耗和費(fèi)用，同時(shí)由于精度高，加工余量少，毛坯鑄
件質(zhì)量降低，能源消耗、材料消耗均大為減少，鑄件成本顯
著降低。且結(jié)構(gòu)形狀不受鑄造工藝的限制，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)制
作者簡(jiǎn)介：陳亞寧(1956一)，男，江蘇海安人，高級(jí)工程師，學(xué)士，主要研究精密機(jī)械設(shè)計(jì)與制造。
· 6O· http：／／ZZHD．chinajourna1．net．cn E mail：ZZHD@chainajouma1．net．cn《機(jī)械制造與自動(dòng)化》
· 機(jī)械制造與研究· 陳亞寧·機(jī)床制造業(yè)的節(jié)能減排
造提供了廣泛的自由度?，F(xiàn)代機(jī)床生產(chǎn)個(gè)性化很強(qiáng)，多品
種、小批量是大型高端產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)。消失模技術(shù)應(yīng)用
在機(jī)床制造業(yè)大有可為，采用消失模技術(shù)既節(jié)約了大量木
材資源，又縮短了生產(chǎn)周期，實(shí)為機(jī)床制造業(yè)的一次重要
的創(chuàng)新技術(shù)。
3 振動(dòng)時(shí)效技術(shù)
振動(dòng)時(shí)效的實(shí)質(zhì)是通過(guò)振動(dòng)的形式給工件施加一個(gè)
動(dòng)應(yīng)力，當(dāng)動(dòng)應(yīng)力與工件本身的殘余應(yīng)力疊加后，達(dá)到或
超過(guò)材料的微觀屈服極限時(shí)，工件就會(huì)發(fā)生微觀或宏觀的
局部、整體的彈性塑性變形，同時(shí)降低并均化工件內(nèi)部的
殘余應(yīng)力，最終達(dá)到防止工件變形與開(kāi)裂，穩(wěn)定工件尺寸
與幾何精度的目的。機(jī)床零件在鑄造、鍛壓、焊接、切削加
工工藝過(guò)程中，由于受力和受熱不均勻，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生不
同的殘余應(yīng)力。傳統(tǒng)的消除殘余應(yīng)力的方法是熱時(shí)效或
自然時(shí)效。自然時(shí)效周期太長(zhǎng)，一般要1～2年，生產(chǎn)效率
低下，長(zhǎng)期占用場(chǎng)地，不適合大批量生產(chǎn)。熱時(shí)效能耗高，
污染環(huán)境，且爐溫控制難度大，工件易氧化，時(shí)效需要1～
2天。而振動(dòng)時(shí)效的顯著優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能環(huán)保，降低成本，與
熱時(shí)效相比可節(jié)約成本90％ ，節(jié)能95％ ，節(jié)約投資90％ 以
上。振動(dòng)時(shí)效效率高，一般工件不超過(guò)1h，而且設(shè)備較
輕，工藝簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)。鑄后時(shí)效和粗加工二次時(shí)效均
可采用振動(dòng)時(shí)效。振動(dòng)時(shí)效技術(shù)應(yīng)用多年，已日漸成熟，
特別是在采用了頻譜諧波振動(dòng)時(shí)效技術(shù)，使振動(dòng)時(shí)效的效
果更趨完善。頻譜諧波技術(shù)不再沿用原有的掃頻方式，而
對(duì)工件進(jìn)行頻譜分析找出幾十種諧波頻率，選擇消除工件
殘余應(yīng)力效果最佳的5種不同振型的諧波進(jìn)行時(shí)效處理
達(dá)到多維消除應(yīng)力的目的。頻譜諧波方式不論工件大小、
頻率和剛性高低、材料特性如何，均能夠處理亞共振無(wú)法
處理的工件。滿(mǎn)足高精度處理工件的要求，大大降低了應(yīng)
用的門(mén)檻。
4 機(jī)床再制造技術(shù)
機(jī)床再制造目前已被公認(rèn)為是節(jié)約能源和原材料的
綠色生產(chǎn)方式。近年來(lái)，國(guó)家對(duì)機(jī)床再制造越來(lái)越重視，
機(jī)床再制造是通過(guò)對(duì)已達(dá)到使用壽命年限的產(chǎn)品的修復(fù)、
改造后使其達(dá)到甚至超過(guò)原型產(chǎn)品性能的加工過(guò)程，實(shí)現(xiàn)
資源循環(huán)利用和機(jī)床能力綜合提升的機(jī)床制造新模式。
再制造是一個(gè)非常完整的體系，在這個(gè)體系下，不等這個(gè)
設(shè)備報(bào)廢就有計(jì)劃、有目的地送到指定的再制造中心，不
讓其成為垃圾。在機(jī)械制造領(lǐng)域，考慮到各個(gè)部件的可拆
卸，可回收，有意識(shí)地按不同種類(lèi)，不同金屬構(gòu)成的零部
件，用特殊的方法組裝，以至于某個(gè)部件出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可快
捷地更換，省時(shí)省力，達(dá)到資源充分、合理利用的目的，實(shí)
現(xiàn)真正意義上的節(jié)能減排。“十一五”期間，國(guó)家科技支
撐計(jì)劃安排了“機(jī)床再制造關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”項(xiàng)目，該項(xiàng)
目根據(jù)我國(guó)制造企業(yè)裝備落后的現(xiàn)狀，重點(diǎn)圍繞廢舊機(jī)床
綜合測(cè)試與再制造方案設(shè)計(jì)、環(huán)境友好性改進(jìn)、零部件綠
色修復(fù)處理、節(jié)能化提升、信息化提升等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研
究，為我國(guó)機(jī)床再制造的深入開(kāi)展提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。南
京工業(yè)大學(xué)、重慶機(jī)床廠在大型機(jī)床數(shù)控化再制造方面取
得了一系列技術(shù)創(chuàng)新成果，且經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益顯著，既
滿(mǎn)足了我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展需要，又實(shí)現(xiàn)了資源節(jié)約和再
利用。
5 結(jié)論
節(jié)能減排實(shí)現(xiàn)綠色低碳經(jīng)濟(jì)，在具體實(shí)施科技進(jìn)步、
技術(shù)創(chuàng)新舉措過(guò)程中，還有許多工作要做，除了積極尋求
國(guó)家政策方面的引導(dǎo)和扶持外，還要尋求與大學(xué)、科研機(jī)
構(gòu)的通力合作，努力縮短研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新與企業(yè)實(shí)際需求
的差距，以點(diǎn)帶面，不斷提高企業(yè)在可持續(xù)發(fā)展中的競(jìng)爭(zhēng)
力，為圓滿(mǎn)完成“十二五”節(jié)能減排的目標(biāo)任務(wù)作貢獻(xiàn)。
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收稿日期：2010—12—9
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2009年6月
Machine Building日Automation，J．n 2011，40(3)：60～6J ·61·

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