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论文初稿
诚信说明
本人声明所呈交的毕业论文是本人在指导老师指导下所写。
据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得江苏食品职业技术学院或其他教育机构的证书而使用过的材料。
与我一起的同学对本论文所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
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绿色制造在数控的应用及刀具选择研究
Theapplicationofgreenmanufacturinginthenumericalcontrolandtoolsselectionresearch
摘要
制造业在为人类创造大量物质财富的同时,也带来了严重的环境污染、资源与能源过渡消耗问题。
绿色制造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。
机械加工业,是实现绿色制造的重要课题之一,只要在我们的思想中具有了绿色制造的意识并把它用于我们的工作中,从产品设计开始就要考虑到产品的环保性能,并尽可能做到标准化、规范化、系列化,这样实现绿色制造更主要的是要采用绿色制造工艺,绿色工艺是绿色制造的重要手段。
每道工艺、工序的实施,都应考虑减少对环境的影响,所以,在制造过程中尽可能多地采用新工艺、新技术,这是进行绿色制造的关键,而且切削加工是作为制造业的主要基础工艺。
随着制造技术的发展,在现代切削加工工艺中,刀具是切削加工中保证加工质量、提高生产效率的一个重要因素,同时也影响着切削加工过程中的能量消耗、切削液的使用、生产的安全性,即影响切削加工的绿色性;也大大改善了切削加工性能,有利于实现绿色制造。
在面向绿色制造的工艺规划中,刀具的合理选择直接决定着刀具对切削加工过程的绿色性能影响。
从加工时间、加工质量、成本、资源消耗、环境影响五个方面,分析了刀具对切削加工的影响,建立了刀具选择的多目标评价体系。
关键词:
绿色制造,绿色技术,绿色数控,绿色刀具。
目录
第一章引言
1.1绿色制造的定义和研究意义…………………………………………1
1.1.1绿色制造的定义……………………………………………………1
1.1.2绿色制造的研究意义…………………………………………………1
1.2绿色制造工艺规划的国内外研究现状…………………………………1
1.2.1绿色制造的研究现状…………………………………………………1
1.2.2绿色制造工艺规划国内外的现状………………………………………1
1.3本章总结………………………………………………………………1
第二章绿色制造在生产中的技术体系…………………………………1
2.1绿色制造技术的概述……………………………………………………1
2.2绿色制造技术的发展趋势………………………………………………1
2.2.1概述…………………………………………………………………1
2.2.2发展趋势……………………………………………………………1
2.3绿色产品制造中的工艺规划…………………………………………1
2.4本章总结………………………………………………………………1
第三章绿色制造的绿色设计………………………………………………1
3.1设计分类………………………………………………………………1
3.2主要研究内容…………………………………………………………1
3.2.1绿色产品设计评价系统模型建立……………………………………1
3.2.2绿色产品清洁生产技术……………………………………………1
3.2.3机电产品噪声控制技术………………………………………………1
3.3面向环境,能源,材料的控制技术……………………………………1
3.4本章总结…………………………………………………………………1
第四章绿色制造在数控中的应用……………………………………………1
4.1概述………………………………………………………………………1
4.2绿色制造的重要意义……………………………………………………1
4.3研究提高数控设备应用效率推进绿色制造……………………………1
4.3.1高效数控集成制造技术攻关…………………………………………1
4.3.2开发仿真优化系统……………………………………………………1
4.4推进绿色制造的注意方向………………………………………………1
4.4.1在制造产业中尽量使用数控设备………………………………………1
4.4.2要特别重视数控设备大用户…………………………………………1
4.5本章总结………………………………………………………………1
第五章面向绿色制造的刀具选择决策和应用………………………1
5.1概述………………………………………………………………1
5.2刀具综合性选择模型…………………………………………………1
5.2.1面向绿色制造的刀具决策问题目标体系…………………………………
5.2.2面向绿色制造的刀具的变量描述……………………………………………
5.2.3决策框架模型………………………………………………………………
5.2.4模型求解方法………………………………………………………………
5.3本章总结……………………………………………………
第六章结论…………………………………………………….
参考文献…………………………………………………………..
致谢………………………………………………………………
第一章引言
1.1绿色制造的定义和研究意义
1.1.1绿色制造的定义
绿色制造,英文名称:
greenmanufacturing定义:
综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式,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生命周期中,对环境负面影响最小,资源利用率最高,并使企业经济效益和社会效益协调优化。
1.1.2绿色制造的研究意义
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。
从产品设计开始就要考虑到产品的环保性能,并尽可能做到标准化、规范化、系列化,这样,通过零部件的组合可以节约设计时间,也便于成熟工艺的推广和使用,还可以减少工装、夹具的数量,也方便加工和管理,使有限的资源得到优化。
所以,在制造过程中尽可能多地采用新工艺、新技术,这是进行绿色制造的关键,更好的让环境和工业生产达到一种和谐,促进环境经济双收益,这就是绿色制造的研究意义。
1.2绿色制造工艺规划的国内外研究现状
1.2.1绿色制造的研究现状
当前,世界上掀起一股“绿色浪潮”,环境问题已经成为世界各国关注的热点,并列入世界议事日程,制造业将改变传统制造模式,推行绿色制造技术,发展绿色制造技术势在必行。
1、全球化——绿色制造的研究和应用将愈来愈体现全球化的特征和趋势绿色制造的全球化特征体现在许多方面
(1)制造业对环境的影响往往是超越空间的,人类需要团结起来,保护我们共同拥有的唯一的地球。
(2)ISO14000系列标准的陆续出台为绿色制造的全球化研究和应用奠定了很好的基础,但一些标准尚需进一步完善,许多标准还有待于研究和制定。
(3)随着近年来全球化市场的形成,绿色产品的市场竞争将是全球化的。
(4)近年来许多国家要求进口产品要进行绿色性认定,要有“绿色标志”。
2、社会化——绿色制造的社会支撑系统需要形成
绿色制造的研究和实施需要全社会的共同努力和参与,以建立绿色制造所必需的社会支撑系统。
当前,这方面的法律和行政规定对绿色制造行为还不能形成有利的支持,对相反行为的惩罚力度不够。
立法问题现在已愈来愈受到各个国家的重视。
其次,政府可制定经济政策,用市场经济的机制对绿色制造实施导向。
绿色制造所需要建立的企业、产品、用户三者之间新型的集成关系,均是十分复杂的问题,其中又包含大量的相关技术问题,均有待于深入研究,以形成绿色制造所需要的社会支撑系统。
这些也是绿色制造今后研究内容的重要组成部分。
3、集成化——将更加注重系统技术和集成技术的研究
绿色制造涉及到产品生命周期全过程,涉及企业生产经营活动的各个方面,因而是一个复杂的系统工程问题。
因此要真正有效地实施绿色制造,必须从系统的角度和集成的角度来考虑和研究绿色制造中的有关问题,绿色制造的集成功能目标体系、产品和工艺设计与材料选择系统的集成、用户需求与产品使用的集成、绿色制造的问题领域集成、绿色制造系统中的信息集成、绿色制造的过程集成等集成技术的研究将成为绿色制造的重要研究内容。
4、并行化——绿色并行工程将可能成为绿色产品开发的有效模式
绿色设计今后的一个重要趋势就是与并行工程的的结合,从而形成一种新的产品设计和开发模式绿色并行工程。
以集成的、并行的方式设计产品及其生命周期全过程,力求使产品开发人员在设计一开始就考虑到产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素,包括质量、成本、进度计划、用户要求、环境影响、资源消耗状况等。
5、智能化——人工智能制造技术将在绿色制造研究中发挥重要作用
绿色制造的决策目标体系是现有制造系统TQCS(即产品上市时间T、产品质量Q、产品成本C和为用户提供的服务S)目标体系与环境影响E和资源消耗R的集成,即形成了TQCSRE的决策目标体系。
要优化这些目标,是一个难于用一般数学方法处理的十分复杂的多目标优化问题,需要用人工智能方法来支撑处理。
6、产业化——绿色制造的实施将导致一批新兴产业的形成
绿色制造将导致一批新兴产业的形成。
除了目前大家已注意到的废弃物回收处理装备制造业和废弃物回收处理的服务产业外。
。
绿色产品制造业不断研究、设计和开发各种绿色产品以取代传统的资源消耗和环境影响较大的产品,将使这方面的产业持续兴旺发展。
。
实施绿色制造的软件产业
1.2.2绿色制造工艺规划国内外的现状
国内一些高等院校和研究院所在国家科委、国家自然科学基金会和有关部门的支持下对绿色制造技术进行了广泛的研究探索。
1、机械科学研究院已完成了国家科委“九五”攻关项目--清洁生产技术选择与数据库的建立、机械工业基金项目--绿色设计技术发展趋势及对策研究。
围绕机械工业中九个行业对绿色技术需求和绿色设计技术自身发展趋势进行了调研,在国内首次提出适合机械工业的绿色设计技术发展体系,同时还进行了车辆的拆卸和回收技术的研究。
目前正在开展国家自然科学基金项目“环境绿色技术评价体系的研究”。
以环境保护绿色技术评价体系为研究载体,将ETV评价技术导入机械制造业的绿色设计、绿色制造,建立制造业的绿色概念、描述方法和ETV评价体系。
2、清华大学为创建绿色大学,已将绿色工程技术列为优先发展和支持项目,在美国“ChinaBridge”基金和国家自然科学基金会的支持下,已与美国“TexasTechUniversity”先进制造实验室建立了关于绿色设计技术研究的国际合作关系,对全生命周期建模等绿色设计理论和方法进行系统研究,取得一定进展。
3、上海交通大学针对汽车开展可回收性绿色设计技术的研究,与Ford公司合作,研究中国轿车的回收工程问题;与内贸部中国物资再生利用华东分公司合作,撰写了“探讨中国汽车销售、维修、二手车交易及回收利用一条龙管理模式的可行性报告”;与法国柏林工业大学IWF研究所建立了合作关系,在废弃工业品回收方面展开了研究工作。
4、合肥工业大学开展了机械产品可回收设计理论和关键技术及回收指标评价体系的研究。
5、重庆大学承担了国家自然科学基金和国家863/CIMS主题资助的关于绿色制造技术的研究项目,主要研究可持续发展CIMS(S-CIMS)的体系结构研究、清洁化生产系统和体系结构及实施策略、清洁化生产管理信息系统等。
6、华中理工大学、浙江大学、北京航空航天大学等高院校也开展了绿色制造技术研究。
国内已形成了一支从事绿色制造技术研究的专业队伍,为我国发展绿色制造技术奠定了基础。
国外不少国家的政府部门已推出了以保护环境为主题的“绿色计划”。
1991年日本推出了“绿色行业计划”,加拿大政府已开始实施环境保护“绿色计划”。
美国、英国、德国也推出类似计划。
目前,在一些发达国家,除政府采取一系列环境保护措施外,广大消费者已热衷于购买环境无害产品的绿色消费的新动向,促进了绿色制造的发展。
产品的绿色标志制度相继建立,凡产品标有“绿色标志”图形的,表明该产品从生产到使用以及回收的整个过程都符合环境保护的要求,对生态环境无害或危害极少,并利于资源的再生和回收,这为企业打开销路、参与国际市场竞争提供了条件。
如德国水溶油漆自1981年开始被授于环境标志(绿色标志)以来,其贸易额已增加20%。
德国目前已有60种类型3500个产品授予环境标志,法国、瑞士、芬兰和澳大利亚等国于1991年对产品实施环境标志,日本于1992年对产品实施环境标志,新加坡和马来西亚也在1992年开始实施环境标志。
目前已有20多个国家对产品实施环境标志,从而促进了这些国家“绿色产品”的发展,在国际市场竞争中取得更多的地位和份额。
国际经济专家分析认为,目前“绿色产品”比例大约为5-10%,再过10年,所有产品都将进入绿色设计家族,可回收、易拆卸,部件或整机可翻新和循环利用。
也就是说,在未来10年内绿色产品有可能成为世界商品市场的主导产品。
1.3本章总结
随着世界人口的日益膨胀,对自然资源的开采利用达到了无以复加的地步。
可开采利用的矿产资源越来越少,制造生产的日用消费品和生产资料消费品越来越多,环境污染越来越严重,生存环境越来越差。
如果现在对制造业资源不加以充分利用,对制造过程和制造生产的产品使用过程造成的环境污染不加以控制和改善,这对人类来说将是一场灾难。
只有发展和推进绿色制造,充分利用资源,节省资源(要特别注重节省不可再生资源),减少制造过程的排放污染,特别是提高数控设备资源利用率就成了实施“绿色制造”的重中之重。
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