【文章內(nèi)容簡介】 常用值 壓力 /MPa 70～ 450 噴射力 /N 45～ 135 流速 /m/s 300～ 900 功率 /kW 10～ 40 流量 /L/s ～ 磨料耗量 /kg/min ～ 工藝參數(shù) 、 效率 、 精度 石材 玻璃 ABS塑料 皮革 工件厚度 /mm 25 12 噴嘴孔徑 /mm 流體壓力 /MPa 400 400 258 300 切割速度 /m/min 切縫寬度 /mm 切割精度 /mm 177。 177。 — — 表面粗糙度 /μm — — 表 713 幾種材料高壓水切割參數(shù) 30 第 3章 先進制造工藝 Advanced Manufacturing Process 可持續(xù)制造技術(shù) Sustainable Manufacturing Technology 31 概述 再制造技術(shù) 綠色加工技術(shù) 32 概述 對工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的要求 ◆ 19世紀(jì)是蒸汽時代； ◆ 20世紀(jì)自動化時代； ◆ 21世紀(jì)是可持續(xù)發(fā)展時代。 隨 人口、資源、環(huán)境 三大世界性問題的日益尖銳，要求人們研究并應(yīng)用高效率的可持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)、制造模式。制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，它既為人類創(chuàng)造新的物質(zhì)文明，同時又是 消耗資源的大戶 ，是產(chǎn)生 環(huán)境污染的源頭產(chǎn)業(yè) ，并正在對人類的生存與發(fā)展造成嚴(yán)重威脅。因此，全球性的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整呈現(xiàn)出一種集資源優(yōu)化利用與環(huán)境保護治理于一體化的新的制造模式 ———綠色制造 GM GreenManufacture，這就是向 資源利用合理化，廢棄物生產(chǎn)少量化，對環(huán)境無污染、少污染 的方向發(fā)展的綠色戰(zhàn)略趨勢。 33 我國制造業(yè)本身和國內(nèi)條件面臨的挑戰(zhàn) ?制造業(yè)技術(shù)及管理水平與發(fā)達(dá)國家具有較大差距；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)檔次低，技術(shù)結(jié)構(gòu)落后 ；市場快速反應(yīng)能力差；制造業(yè)不能滿足國內(nèi)需求的情況比較嚴(yán)重；主導(dǎo)產(chǎn)品的技術(shù)來源大多依賴外國。 ◆ 面臨綠色挑戰(zhàn)。我國制造業(yè)如果不能實施 綠色制造 ，我國的制造業(yè)產(chǎn)品將很難適應(yīng)國際環(huán)保管理標(biāo)準(zhǔn)，很難在國際市場上具有競爭力 ； ◆ 面臨 WTO的挑戰(zhàn)； ◆ 面臨未來制造模式的挑戰(zhàn)。未來制造模式的特點是：以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變；多層管理向扁平網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變；固定制造組織向動態(tài)組織轉(zhuǎn)變；質(zhì)量符合觀向全面滿意觀轉(zhuǎn)變；集中制造向分散網(wǎng)絡(luò)化制造轉(zhuǎn)變。而我國的制造業(yè)大多處于轉(zhuǎn)變的前一階段。 34 可持續(xù)制造的定義 ?是一種符合可持續(xù)發(fā)展策略的制造技術(shù)，是基于現(xiàn)代的多學(xué)科的先進科技成果的綜合技術(shù)，是一種與環(huán)境友好的、潔凈的、節(jié)省資源 的先進制造技術(shù)。 ?可持續(xù)制造技術(shù)關(guān)鍵是看產(chǎn)品制造的整個過程是否符合可持續(xù)發(fā)展策略。如傳統(tǒng)的車削和磨削由于采用了新的工藝，整個加工過程都未使用冷卻液，則這種 干切削就可稱為可持續(xù)制造技術(shù) 。 35 概述 ?近幾百年的工藝發(fā)展，資源消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了三千年的總和，超過了大自然的恢復(fù)能力，打破了農(nóng)耕時代 “收支平衡 ”的循環(huán)狀態(tài)。資源過快開采和過量消耗，造成資源短缺和面臨衰竭，環(huán)境污染和自然生態(tài)破壞已嚴(yán)重威脅到人類的生存條件。 ?到 2023年，我國絕大多數(shù)礦產(chǎn)資源將出現(xiàn)缺口、能源短缺，這將嚴(yán)重制約國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展并危及國家安全。此外，在機械裝備的全壽命周期費用中，機械裝備的后半生（使用、維修、報廢）費用占到 50%~70%。從產(chǎn)品全壽命出發(fā)，加強產(chǎn)品后半生的基礎(chǔ)理論研究，將 “線性結(jié)構(gòu) ”制造模式發(fā)展為閉環(huán)的 “循環(huán)型結(jié)構(gòu) ”制造模式，大力發(fā)展資源節(jié)約型和環(huán)境友好型制造，即資源循環(huán)型制造和再制造是實現(xiàn)國家可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的很重要方向之一。 再制造技術(shù) 36 ?再制造是以產(chǎn)品全壽命周期理論為指導(dǎo)，以優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保為準(zhǔn)則，以先進技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化為手段，用以修復(fù)、改造廢舊產(chǎn)品的一系列技術(shù)措施或工程活動的總稱。圖 3 所示為機電產(chǎn)品的物流示意圖。 原材料 ②③ 初級生產(chǎn)商 制造商 再制造商 用戶（維修） 再制造 再循環(huán) 再利用 ① ② ③ 圖 3 機電產(chǎn)品的物流示意圖 37 ◆ 再利用主要是指對經(jīng)檢驗合格的廢舊產(chǎn)品零部件的直接利用。 ◆ 再循環(huán)是指回收廢舊產(chǎn)品中的材料或者能源的過程，主要包括：①原態(tài)再循環(huán) ；②易態(tài)再循環(huán)。 ◆ 再制造則是以報廢或過時機件為對象，采用新技術(shù)、新材料、新工藝，以及嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和管理手段組織生產(chǎn)，使再制造產(chǎn)品的質(zhì)量、性能等同或高于原產(chǎn)品，價格上更具優(yōu)勢。 ?圖 3 所示為發(fā)動機再制造工藝流程圖。由圖看出，一個完整的再制造過程可以劃分為三個階段：①拆卸階段；②將已拆卸的零部件進行檢查，再制造維修；③將維修好的零部件進行重新組裝。 38 退役發(fā)動機 拆解 清洗 檢測 再制造加工 檢測 裝配 包裝 整機測試 再制造發(fā)動機 報廢 原廠新配件 報廢 易損件 可再制造件 完好件 合格件 不合格件 不可再制造件 發(fā)動機再制造擬采用的工藝流程圖 易損件： 主軸瓦、橡膠管、汽缸墊、油封 完好件： 進氣管總成、前后排氣歧管、油底殼、齒輪室 可再制造件： 缸體總成、連桿總成、曲軸總成、噴油泵總成、缸蓋總成 39 廢舊發(fā)動機回收進廠 在拆解車間分解拆卸 對零部件進行高溫化學(xué)清洗 利用熱噴涂技術(shù)修復(fù)發(fā)動機機座 利用納米電刷鍍技術(shù)修復(fù)曲面 利用粘涂技術(shù)修復(fù)汽缸結(jié)合面 絎磨缸套使其達(dá)到新品標(biāo)準(zhǔn) 連桿加工設(shè)備使其達(dá)到新品標(biāo)準(zhǔn) 再制造零部件檢測后進行裝配 再制造發(fā)動機進行試車考核 噴漆裝箱，發(fā)動機再制造完成 ◆ 汽車發(fā)動機的再制造生產(chǎn)流程 40 功能資源循環(huán)型制造和再制造 ◆ 此項研究是以機電產(chǎn)品全壽命周期和多壽命周期設(shè)計與管理為核心，以循環(huán)經(jīng)濟的要求為準(zhǔn)則，緊密圍繞 4R，即減量化 (reduce)，再利用 (reuse)，再制造 (remanufacture)和再循環(huán) (recycle)所涉及的基礎(chǔ)理論和技術(shù)而開展的前瞻性科學(xué)研究。 41 設(shè)計 制造 使用 維修 報廢 減量化 再利用 再制造 再循環(huán) 機電產(chǎn)品全壽命周期 基礎(chǔ)理論與共性技術(shù) 機電產(chǎn)品全壽命周期評價指標(biāo)體系與方法 廢舊機電產(chǎn)品循環(huán)利用決策理論及方法 機電產(chǎn)品再循環(huán)回收和使用技術(shù) 廢舊機電產(chǎn)品再制造中的科學(xué)技術(shù)問題 循環(huán)型制造和再制造 —— 基于 4R的基礎(chǔ)理論和共性技術(shù)結(jié)構(gòu)體系 42 ◆ 再制造毛坯快速成形技術(shù)； ◆ 先進表面技術(shù)； ◆ 納米復(fù)合及原位自愈合生產(chǎn)技術(shù) ； ◆ 修復(fù)熱處理技術(shù) ； ◆ 再制造加工（含特種加工）技術(shù) ； 再制造的主要關(guān)鍵技術(shù) 下面介紹兩種再制造技術(shù) ◆ 誤差補償技術(shù) ?誤差補償?shù)膶崿F(xiàn)，需綜合應(yīng)用傳感技術(shù)、信號處理技術(shù)、多傳感器信息融合策略、運動合成機構(gòu) /系統(tǒng)等多學(xué)科基礎(chǔ)。誤差補償系統(tǒng)至少具備 3個功能裝置，如圖 3 所示。 43 ◆ 誤差信號發(fā)生裝置產(chǎn)生出被補償對象固有誤差的誤差圖，作為補償系統(tǒng)中附加誤差的依據(jù)； ◆ 信號同步反向裝置保證附加的誤差輸入與補償對象的固有誤差