切削加工的环境影响及其清单分析方法研究 -

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表时间:2007-07-03 人气:1

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关键词：切削加工　环境影响　清单分析方法

1．引言

切削加工是当前离散机械制造业的主要工艺手段。在三大机械加工工艺——切削、热处理与铸锻中，切削加工的应用比例最高。拿机械加工总的劳动量来看，切削加工的劳动量约占30%～40%。据统计，全世界工业发达国家(包括俄罗斯)，在90年代中期每年用于切削加工的费用就超过2500亿美元。我国每年用在切削加工方面的费用约为320多亿元人民币，每年创造的价值约为8000亿元人民币。虽然切削加工带给我们巨大的财富，但同时也对环境造成了很大的影响。我们有必要对切削加工这个离散制造过程进行环境影响分析。

清单分析是对产品、工艺过程或活动等研究系统整个生命周期阶段、资源和能源的使用及向环境排放废物进行定量分析的技术过程。它开始于原材料的获取，中间过程包括制造加工、利用/再利用/维护等、结束于产品的最终处置。对切削加工进行清单分析，可以反映出切削加工对环境的污染，也能为以后对切削加工的环境影响评价提供数据支持。

2.切削加工对环境的影响

切削加工过程会产生很多的污染物，其中主要的污染物是切屑和切削液。切屑主要组成成份是成型切屑和粉尘切屑，成型切屑所占比例很大，加工中产生的量越大，资源浪费就越严重，能耗也越多。而且浪费切削液，加速刀具磨损，对大生态环境不利。粉尘切屑（包括刀具磨损粉尘）对加工现场的操作者危害较大，能引起人体呼吸系统的疾病及慢性中毒。切削液中含有矿物油及硫、磷、氯等对环境有害的添加剂，切削液废液未经处理或处理不当排入江河、湖泊会污染土地、水源及空气。切削液中含有有害成分(如硫、亚硝酸胺、甲醛、苯酚类物质)，在使用中直接与人体接触，会诱发多种皮肤病；受热挥发形成的烟雾会引起工人呼吸道和肺部的诸多疾病。通常排放未处理的切削液中普通耗氧量高达20000mg/L，化学耗氧量（COD）高达18000mg/L，生物耗氧量（BOD）高达9300mg/L。此外，还含有大量的亚硝酸钠、三乙醇胺等缓冲蚀剂和表面活性剂等。因此，应对切削液的环境污染问题给予充分重视，并对这些切削液进行处理。

为了减少切削加工过程中的环境影响，需要解决很多问题，其中切削加工过程环境影响的量化分析和评价是一个亟待解决的基础问题，而切削加工的清单分析是切削加工对环境影响进行量化分析和评价的有效手段和方法。

3．切削加工环境影响的清单分析方法

3.1 切削加工清单分析的研究目的

切削加工的主要污染物是切屑和切削液，其中切削液占总成本的8%～10%，切屑占总成本的2%～5%。这里重点对它们进行清单分析，建立切削加工清单分析数据库，为以后切削加工及其它制造过程进行环境量化分析评价提供依据和数据支持。

3.2 切削加工清单分析中系统边界的界定

在清单分析中，所有产品都需要作为一个系统来描述，这个系统就是产品制造系统，其产品制造的所有过程都在系统的边界内。设定系统边界的最高准则是不降低研究结果的可信度，同时又能达到预定的研究目标。切削加工是一种离散制造过程，它的系统边界主要是原材料及其辅助材料输入，切削加工和产品及其副产物的输出。

输入包括要加工的原材料、加工用的刀具(或砂轮)、切削用量、电能、气动能等。

加工过程主要是车削，有时也要用到磨削、铣削等其它切削加工方法。在加工过程中还要用到夹具、冷却液等。

输出包括加工出的产品，切削过程留下的切屑，产生的噪声、热、废液、振动等。

3.3 切削加工清单分析中产品系统功能单位的确定

功能单位是度量产品系统输入、输出时采用的单位，它可以是一定数量的产品，如一辆轿车、一台彩电、一只饮料瓶等，最后得到的所有数据都必须以功能单位为标准，如轿车废气排放数据应为多少CO/轿车(t/辆)、NO/轿车(t/辆)等。不同的产品系统进行比较时，必须采用相同的功能单位才有可比性。切削加工中采用的功能单位为切削加工一个工件。

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