引言

在全球經濟轉移浪潮中，我國已成為機電產品制造大國，并逐漸成為世界的生產制造基地。農機制造業(yè)作為機械制造業(yè)的重要產業(yè)之一，盡管已掌握了相當多先進工藝制造技術，生產的眾多農機產品也基本達到或接近國外機械水平。但是，農機制造業(yè)一方面是創(chuàng)造人類財富的重要產業(yè)，另一方面又是環(huán)境污染的源頭之一。因此，既要生產適銷對路的農機產品占領市場，又要保障生產的綠色度，使綠色生產技術成為農機企業(yè)廣泛關注的技術。

綠色生產是將綠色設計的思想轉化為最終產品的過程，主要包括綠色工藝、綠色生產設備、綠色環(huán)境和綠色管理等。綠色生產要求比常規(guī)方法能顯著地節(jié)約能源和節(jié)省資源;同時在生產過程中最大限度地避免或減少對人體的危害，如電磁輻射、噪聲、有毒氣體和有毒液體對環(huán)境的污染。

綠色生產技術是以傳統(tǒng)的工藝技術為基礎，并結合材料科學、表面技術、控制技術等新技術的先進制造工藝技術。其目標是對資源合理利用，降低成本，減少對環(huán)境造成的嚴重污染。現(xiàn)在農機制造中開始使用的綠色生產技術有干式切削技術和干式磨削技術等。

1 干式切削技術

1.1 干式切削技術的綠色特性

由于干式切削不采用切削液，完全消除了切削液導致的一系列負面影響，因此有明顯的綠色特點。其特性如下:

— 形成的切屑潔凈，易于回收;

— 省去了相應的切削液處理裝置，簡化了生產設備，降低了生產成本;‘

— 不產生環(huán)境污染，實現(xiàn)了清潔化生產。

1.2 干式切削的關鍵技術

干式切削加工中，刀具及機床的性能、被加工零件材料特性都影響干式切削的效果。為順利進行干式切削，就必須對整個工藝系統(tǒng)進行全面考慮，創(chuàng)造一個適宜于干式切削的生產環(huán)境。目前，高速干式切削技術還在發(fā)展中，以下問題尚需要進一步研究。

1.2.1 刀具技術

干式切削對刀具的要求:刀具的截面形狀和幾何角度應使刀具切削時產生較小的切削力和摩擦力;刀具材料和涂層材料有良好的耐高溫性能;刀具的結構適宜高速切削，刀體與夾緊結構的強度和斷裂韌性高，剛性好，以確保安全可靠。

隨著新型刀具材料的不斷出現(xiàn)，刀具的性能不斷完善，完全可以承受干切削的不利條件。在干切削時，通過合理選擇刀具材料和切削用量，減少切削熱的生成，減小加工時的摩擦，可以有效提高干切削刀具的耐用度，使干切削在生產中順利進行。目前，適用于干式加工的刀具材料有超細顆粒硬質合金、陶瓷、金屬陶瓷以及PCBN，CBN，PCD等。需要發(fā)展的技術主要包括刀具涂層技術、刀具材料技術、刀具結構和幾何參數(shù)的設計、可靠的刀具監(jiān)測裝置等。

1.2.2 干式切削機床

干式切削機床要求具有較高的主軸轉速、進給速度和較好的剛性，能夠充分發(fā)揮干式切削刀具的材料性能。要實現(xiàn)干式切削加工，對機床性能選擇要處理好兩個問題:一是切削區(qū)熱量迅速散發(fā);二是切屑的快速排出。干切削時，機床加工區(qū)產生的熱量較大，這些熱量如不及時排出將會使機床產生嚴重的熱變形。這不僅會影響工件的加工精度，同時還會影響機床工作的可靠性。因此，干切削機床在結構和功能上有其特殊性.

在機床的剛度和結構設計方面，很多制造商將機床床身材料采用了人造花崗巖，來提高床身的剛度或改變床體結構，將立柱和底座合為一個整體，采用新型鑄鐵材料制成，使其整體剛性得以提高.

在高速主 軸研制方面，采用獨立主軸和電主軸兩種結構形式。電主軸是實現(xiàn)高速機床主運動系統(tǒng)“零傳動”的典型結構，轉速多為1x10*4~2x10*4r/min，轉速高達10x10*4~25xl0*4r/min的高速.主軸也正在研制開發(fā)中。

配置循環(huán) 冷氣系統(tǒng)的設計是在加工區(qū)某些關鍵部位設置溫度傳感器，用以監(jiān)控機床溫度場的變化，可通過數(shù)控系統(tǒng)進行精確到微米級的誤差補償;采用過濾系統(tǒng)可將干切削過程中產生的塵埃顆粒及時濾掉并被風機系統(tǒng)吸走。為防止灰塵進人加工區(qū)，機床的主軸部件、液壓及電氣系統(tǒng)應嚴加隔離。

2 干式磨削技術

2.1 快速點磨削技術

快速點磨削(quick一pointgrinding)工藝是由德國Junker公司于1994年開發(fā)的一種集CNC和CBN超硬磨料、超高速磨削等3大先進技術于一體的高效率與高柔性先進加工工藝，主要用于軸類零件的加工。它采用薄層CBN或人造金剛石超硬磨料砂輪，是新一代數(shù)控車削和超高速磨削的極佳結合，是目前超高速磨削最先進的技術形式之一。

2.1.1 快速點磨削的綠色特性

1) 砂輪與工件處于點接觸狀態(tài)，，接觸面積最小，實際磨削速度較高，磨削力大大降低，比磨削能小。砂輪使用壽命長(最長可達1年)，修整率低，并且采用快速安裝定位系統(tǒng)，砂輪安裝快速、簡便，生產效率比普通磨削高。

2) 磨削力極小，工件變形小，加工精度高。由于超高速加工，磨削過程的激振頻率已遠離“機床一砂輪一工件”工藝系統(tǒng)的固有頻率;從而減少了振動和噪聲及其對環(huán)境的污染，’極大地改善了加工，條件。

3) 磨削發(fā)熱量少，同時切屑可帶走絕大部分熱量、散熱冷卻效果好，因此磨削溫度大為降低，甚至可以實現(xiàn)冷態(tài)加工和干式磨削。由此不僅提高了加工精度和表面質量.而且減少了由于大量使用磨削液所帶來的環(huán)境污染。

4) 由于采用CNC 兩坐標聯(lián)動實現(xiàn)復雜回轉體零件表面磨削，一次安裝后可完成外圓、錐面、曲面、紋、臺肩和溝槽等多種外形的加工，具有更大的柔性;還可以對淬硬鋼等材料進行加工，使熱處理后的工件車、磨工序合并，進一步提高了加工效率和零件位置精度。由于加工工序的簡化，減少了人力、物力、能源和資源的消耗，降低了加工成本。與傳統(tǒng)工藝比較，節(jié)約了成本，提高了制造工藝的綠色度。

2.1.2 快速點磨削的關鍵技術

通過建立快速點磨削熱和磨削力模型、磨削效率及砂輪磨損模型，深人進行快速點磨削機理的理論與實驗研究，探索快速點磨削溫度、磨削效率、比磨削能、磨削比及工件表面完整性的表現(xiàn)與變化規(guī)律，面向綠色制造優(yōu)化磨削工藝參數(shù)與砂輪特性參數(shù)，開展少、無磨削液的干式綠色點磨削工藝的，基礎研究，從而建立綠色點磨削的技術理論體系。

數(shù)控快速點磨削機床研究，其研究重點是砂輪快速定位安裝系統(tǒng)、砂輪主軸電平衡自動控制系統(tǒng)、精密導軌系統(tǒng)及砂輪在線修整技術等，以保證機床的加工性能。

2.2 強冷風干式磨削技術

這是由日本成功開發(fā)的一項新技術，它采取以-110℃的強冷風吹向加工區(qū)域帶走磨削加工產生的熱量，此方法取代了傳統(tǒng)的磨削液，從而杜絕了因使用磨削液造成的環(huán)境污染。

2.2.1 強冷風干式磨削技術的綠色特性

1) 采用低溫壓縮空氣代替了磨削液，實現(xiàn)了清潔生產。由此不僅免去了購買磨削液的費用，也節(jié)省了處理磨削液的費用，更重要的是實現(xiàn)了無公害加工。

2) 磨屑易于直接回收利用，節(jié)約了材料。通過設置專用的回收裝置，保證了磨屑的回收率;同時，采用高質量的CBN砂輪，大大減少了砂輪的磨損，保證了磨屑粉末的純度。由此使磨屑融化后再生材料的成分幾乎沒有變化，有效地了節(jié)約了生產材料。

2.2.2 強冷風干式磨削關鍵技術

目前，強冷風干式磨削還處于起步階段，有許多課題等待研究。

1) 強冷風的供給裝置研究中，根據(jù)加工需要，保證供給冷風的溫度、流量、‘壓力和方向等4個要素的噴嘴設計，供給冷風的冷卻效率與磨削量的匹配等問題。

2) 強冷風磨削中的噪音、磨削液的霧化和磨屑吸附處理等問題的研究，根據(jù)噴嘴噴射壓縮空氣時的速度，研制與之相應的消音裝置，以消除噪聲。針對強冷風磨削特點，研制相應的潤滑劑供給裝置，以保證潤滑劑以霧狀噴向砂輪表面;研制相配套的洗塵裝置，以保障砂輪和工裝的潔凈，進而保障加工精度。

3 結束語

干式切削和磨削具有很好的綠色特性，是理想的綠色制造加工方法，在農機行業(yè)大力推廣綠色生產技術將有助于提升我國農機業(yè)整體制造水平，促進農機設計觀念改變。通過采用綠色生產技術，進一步提高農機產品的技術含量，推動農機制造企業(yè)更快發(fā)展。