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        綠色環保成新型機床研究熱點
         

            制造業作為國民經濟的支柱產業,雖然為社會創造了豐富的物質財富,但是要消耗大量的資源,還會造成環境污染。目前,環境問題已經日益成為影響社會經濟發展的一個關鍵因素,各國政府制定的環保法規越來越嚴格,消費者也對環境管理極大關注。因此,如何減少資源消耗和環境污染是21世紀制造業面臨的重大問題。

          為此,在制造業實施綠色制造技術,貫徹可持續發展戰略已勢在必行。機械制造業在我國的節能減排工作中起舉足輕重的作用,金屬切削機床是制造機器的機器,是工業母機,一般機床的工作年限都在三、四十年以上,屬于長壽命產品,在其生命周期內既要消耗能源,又要產生固體、液體和氣體的廢棄物,對工作環境和自然環境造成直接或間接的污染。所以,節省能源、綠色環保的新型機床成為當前研究的熱點。

          綠色機床設計的新材料

          隨著現代工程技術和科學技術對材料性能要求的不斷提高,新材料的研究和應用得到迅速發展,以復合材料為代表的新材料已經廣泛地應用于國民經濟各個領域。在機械工業中,新材料的出現和應用使一些傳統的加工工藝發生了重大變化,F代航空航天業等高新技術產業的發展對數控機床與裝備的性能、精度、加工能力的要求日趨提高,帶動和促進了數控機床與裝備制造業的發展。

          由于航空航天工業產品零件具有耐高溫、高強度、難加工、合金材料和復合材料多、復雜結構件多和工藝要求高等特點,要求機床加工設備朝大型(重型、超重型)、高速、精密、復合、智能化的趨勢發展。如何充分地發揮新材料工藝性能等優勢,把它應用于實際,成為新時期機床設計領域的重要課題。

          包括碳素纖維、陶瓷和復合材料等新材料在機床結構中的應用,使機床結構輕量化、環;,促進了機床加工設備向高速、精密、復合、智能化方向發展。如機床的大尺寸支承件使用人造花崗石,或在鋼板焊接的框架內填充混凝土,既可以節省金屬資源,又可以增加抗振性和熱穩定性;對一些受力條件復雜的零、部件,使用像碳素纖維等新材料,不僅可以使機床結構輕量化,而且可以提高壽命;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,又可以節省貴重金屬資源,還可以省去高硬度鋼在加工過程中需多次進行的、耗時耗能的熱處理工序。

          例如,在歐美等國家機床產業中,新型材料樹脂混凝土得到了很大的發展,特別是在高精度機床的床身應用方面,樹脂混凝土正逐漸替代傳統的鑄鐵。樹脂混凝土是一種新興結構材料,是一種由天然礦石(不同尺寸、不同來源)和環氧樹脂(作為粘合劑)為主的混合物,相對于傳統的鑄鐵來說具有很大的優勢。目前,越來越多的國際機床制造商開始設計使用樹脂混凝土的機床,但對于中國市場來說,這個領域還是空白。與傳統鑄鐵相比,樹脂混凝土具有以下4項優勢:

         。1)低能耗。相對于鑄鐵來說,樹脂混凝土能耗少,在制作過程中節省大約30%的能量消耗。在面臨電力、天然氣、煤等能源短缺問題的今天,使用如樹脂混凝土之類造價低廉并能回收的環保材料是最理想的選擇,樹脂混凝土垃圾和舊的床身可以作為建筑原料。

         。2)吸振性好。如今,精密數控機床越來越受重視,在高速切削時,工件和機器部件移動得越來越快。提高轉速、進給速度和增加零部件重量將會產生振動,從而降低精度。樹脂混凝土能消除振動,提高機床的精度。

         。3)高度整合性。和900℃澆鑄溫度的鑄鐵相比較,樹脂混凝±45℃的澆鑄溫度是另一個優點。傳統的方法是在床身澆鑄完成以后再安裝上其他的零部件,如今可以直接在鑄件中鑄入零部件,如管道、電纜、傳感器、執行器和盛液體的內腔等。

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