前言

　　據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，機(jī)械制造加工零件時切削、磨削的比例很大，大約占加工總量的30～40%。在切削、磨削的過程中，對刀具的損害很嚴(yán)重，一方面刀具和工件的表面溫度會升高，另一方面會影響加工表面的質(zhì)量。所以為了延長刀具使用壽命，提高生產(chǎn)效率，學(xué)術(shù)界提出了機(jī)械加工時要使用切削液的觀點。一般的切削液為了達(dá)到降溫和潤滑的作用，常會添加一些化學(xué)試劑，這些化學(xué)試劑對環(huán)境污染很嚴(yán)重。其危害大致表現(xiàn)在以下幾個方面：①配制切削液需要消耗大量資源；②切削液的排放和處理會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；③切削液的化學(xué)成分會對人的身體造成極大的危害。

　　當(dāng)今社會可持續(xù)發(fā)展問題已經(jīng)成為當(dāng)前的熱門問題，所以機(jī)械加工中使用的切削液也要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的。很多學(xué)者開始研究“綠色機(jī)械加工技術(shù)”，此技術(shù)的發(fā)展趨勢是資源利用率高，各種污染少，對人體危害小。

　　1、綠色機(jī)械加工技術(shù)的特點

　　綠色機(jī)械加工技術(shù)是以資源能源及環(huán)境為重，在不影響加工生產(chǎn)效率的前提條件下，做到節(jié)省資源、減少污染并且對人體無害。機(jī)械加工中使用的切削液，需要消耗大量的勞動力、化工制造原料、油料和水等，根據(jù)各項資料說明，單單加工中使用的切削液的費用大約占機(jī)械制造中零件加工總成本的16%，而刀具費用只占4%。因此，節(jié)省能源和資源是綠色機(jī)械加工技術(shù)的首要特點。

　　機(jī)械加工中使用的切削液還會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，切削液一般都是由若干種化學(xué)原料制成，若把沒有經(jīng)過污染物處理的機(jī)械加工切削液排入江河中，會污染水源，嚴(yán)重的甚至?xí)茐纳鷳B(tài)環(huán)境，不利于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施。

　　2、綠色機(jī)械加工技術(shù)的應(yīng)用

　　當(dāng)前，隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，綠色機(jī)械加工技術(shù)成為制造領(lǐng)域的焦點。目前，國內(nèi)外學(xué)者專家正努力對綠色機(jī)械加工技術(shù)進(jìn)行深入地探討和研究，主要包括三方面，一是高速與超高速干式切削技術(shù)，具有無污染、低耗能切削特點；二是綠色切削液的研制；三是在完全實現(xiàn)高速與超高速干式切削的切削過程中采用低污染與無污染的冷卻潤滑技術(shù)。

　　2.1高速與超高速干式切削技術(shù)

　　在20世紀(jì)90年代世界各地研究出了干式切削技術(shù)，是在機(jī)械制造加工中不使用任何冷卻和潤滑液體，是一種很理想的切削狀態(tài)。如果不使用切削液，又要達(dá)到在機(jī)械加工中對工件和刀具的冷卻和潤滑作用，所有干式切削就要具備很高的技術(shù)基礎(chǔ)，這個問題涉及到很多方面的數(shù)據(jù)，比如刀具、工件、切削方式和切削環(huán)境等。

　　德國Carl.J.Salomon博士1931年提出了高速切削的概念，高速切削具有降低切削力、減小熱變形、提高加工表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率等一系列優(yōu)點，為最終實現(xiàn)干式切削提供了必要條件，但高速切削在現(xiàn)階段制造領(lǐng)域里普遍推廣仍存在一定困難。

　　2.2綠色機(jī)械加工切削液的研制

　　在機(jī)械加工中不使用切削液是最終的方向，即干式切削，但因為國內(nèi)各種相關(guān)的技術(shù)還不完善，故在當(dāng)前，機(jī)械加工中還要使用切削液。切削液要滿足“綠色機(jī)械加工技術(shù)”，在研制的過程中要考慮可持續(xù)問題，它的研制包括：①基礎(chǔ)油的選擇；②切削液添加劑的選擇；③極壓抗磨劑的選擇；④抗煙霧劑的選擇；⑤防腐劑的選擇。

　　基礎(chǔ)油是切削潤滑劑的主要成分，包括礦物油，合成油，合成脂和植物油。植物油來自取之不盡，用之不竭的太陽能，且生物降解性能好，無毒，我國是農(nóng)業(yè)大國，植物油儲備豐富，所有植物油是一種環(huán)保而豐富的制造切削液的原材料。綠色切削液要求添加劑無毒。極壓抗磨劑主要選用豬血清。選用聚異丁烯類作為抗煙霧劑。

　　2.3低污染與無污染的冷卻潤滑技術(shù)的應(yīng)用

　　目前，干式切削技術(shù)還不成熟，其應(yīng)用范圍也很有限。而傳統(tǒng)的溫式切削又有諸多不足。因此介于兩者之間的最小量潤滑技術(shù)MQL有著極為廣闊的應(yīng)用前景。

　　最小量潤滑（MQL）切削（即近干切削）是一種雙贏加工模式，它可以大幅度減少冷卻液用量、相關(guān)設(shè)備和能源成本、散發(fā)到空氣中的冷卻液飛沫及刺激操作工人皮膚的可能性，同時，它還能潛在地提高生產(chǎn)率和工件加工質(zhì)量。

　　最小量潤滑技術(shù)MQL的優(yōu)點有：①無需廢液處理；②對人體無危害；③對環(huán)境無污染；④節(jié)約資源：供給的油量可達(dá)每小時2～30mL，為傳統(tǒng)濕式方法用量的萬分之一左右；⑤大大減小了刀具—工件、刀具—切屑的摩擦，從而延長了刀具壽命，提高了加工表面質(zhì)量；⑥系統(tǒng)簡單，體積小，易布局。

　　3、綠色機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展前景

　　目前，利用冷風(fēng)、微量可自然降解油劑和少量水經(jīng)復(fù)合噴霧法形成的綠色機(jī)械加工液即微量油膜附水滴（OoW）技術(shù)是一種改善環(huán)境的零排放生產(chǎn)技術(shù)，將有利于促進(jìn)傳統(tǒng)機(jī)械加工行業(yè)。綠色機(jī)械加工液使用量為微少量，其中微量油起潤滑作用，微少量水和冷風(fēng)起冷卻作用，多余的水被加工產(chǎn)生的熱帶走或蒸發(fā)而無廢液排放，因而可實現(xiàn)零排放加工與生產(chǎn)。

　　綠色機(jī)械加工與傳統(tǒng)機(jī)械加工相比，對環(huán)境的負(fù)擔(dān)幾乎為零，特點有：①機(jī)械加工廢液零排放；②降低切削液制作過程中化學(xué)原料的成分；③利用冷風(fēng)、可自然降解油劑和水，切屑液可完全回收利用；④不需要使用傳統(tǒng)冷卻裝置及廢液處理設(shè)施，可節(jié)能20%以上；⑤可使刀具使用壽命延長兩倍以上；⑥提高了零件加工表面質(zhì)量，同時提高了加工效率。

　　可以說，綠色機(jī)械加工液是對傳統(tǒng)加工液的巨大挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計資料顯示，我國具有430多萬臺機(jī)床設(shè)備，其中80%需要機(jī)械加工液，切削液中的化學(xué)物質(zhì)對操作人員有很大的危害，同時也對環(huán)境破壞嚴(yán)重。顯然，綠色機(jī)械加工液是一種生態(tài)加工液，它的應(yīng)用開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化具有重大的經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境效益與長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)前景。具有巨大的經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境效益與長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)前景。

　　4、結(jié)語

　　當(dāng)今社會，技術(shù)的更新與發(fā)展成為熱門課題，要想創(chuàng)新就要做到“溫故而知新”，只有在了解綠色機(jī)械加工技術(shù)的特點和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)新型技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，不斷的改造更新，才能使國家的制造業(yè)更加強(qiáng)大，造福人民。