磨削工艺绿色度评价方法与系统的研究与开发

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制造业在生产过程中,不仅要消耗大量的有限资源,同时还会对环境造成污染。面对人类社会可持续发展的需要,实施绿色制造已经势在必行。磨削加工是机械加工中非常重要的一类方法,而且是精密加工和超精加工最基本和首选的加工方法,在工业中得到广泛的应用。同时磨削也是机械加工中对环境和资源影响最大的一种加工工艺。磨料磨具本身的制造、磨料在加工中的消耗、磨削加工所造成能源及材料的消耗、以及加工中大量使用的磨削液和产生的微粉及噪声等都对环境和资源产生了严童的影响。我国是世界上磨料、磨具产量及消耗的第一大国,因此建立磨削加工绿色度评价体系、提高磨削加工的绿色度意义重大。本文在文献综述的基础上,分析了磨削工艺的绿色要求,全面研究了磨削加工过程的绿色特性及其影响因素,建立了磨削绿色度评价的指标体系,并将其归纳为环境、能源、资源、经济性、生产效率、宜人度和绿色管理等方面;对磨削工艺绿色度评价系统和评价方法进行了研究,指出了系统的模块组成与评价标准及方法;建立了磨削工艺绿色度评价层次结构模型,并分析了其指标层权重计算的方法;提出了一种基于AHP和三角模糊数的磨削工艺绿色度评价指标及子指标权重分析法,建立了数学模型并给出实例分析,证明了所建模型及求解方法的正确性和实用性。本文对磨削工艺绿色度评价系统中的环境属性和资源属性指标及其分指标量化方法进行了研究,指出了能源属性评价的发展方向,提出了磨削工艺经济性的单方案评价和多方案优选方法,分析了宜人度属性指标量化的内容;分别以材料可磨削性、磨削液和生产效率为目标,在对磨削进行工艺分析之后进行评价方法研究,细化评价过程,建立工艺参数评价模型;基于本文的磨削工艺绿色度评价理论,对评价软件的功能结构作规划设计,构建软件的体系结构;最后利用Visual C#编程语言实现了磨削工艺绿色度评价系统平台的开发。本文的研究成果不仅利于实现磨削工艺系统绿色度评价,加快实现绿色制造模式的发展进程,也为磨削工艺系统磨削液选取、未知材料的加工及合理组织生产提供了合理有效的磨削参数优化途径。此方法对类似工艺的绿色度评价方法研究、指标量化和工艺参数优化或性质的评价同样具有指导意义。
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