綠色機床設計的意義
    制造業(yè)作為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，雖然為社會創(chuàng)造了豐富的物質(zhì)財富，但是要消耗大量的資源，還會造成環(huán)境污染。目前，環(huán)境問題已經(jīng)日益成為影響社會經(jīng)濟發(fā)展的一個關鍵因素，各國政府制定的環(huán)保法規(guī)越來越嚴格，消費者也對環(huán)境管理極大關注。因此，如何減少資源消耗和環(huán)境污染是21世紀制造業(yè)面臨的重大問題。為此，在制造業(yè)實施綠色制造技術，貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略已勢在必行。機械制造業(yè)在我國的節(jié)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(yè)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(chǎn)品，在其生命周期內(nèi)既要消耗能源，又要產(chǎn)生固體、液體和氣體的廢棄物，對工作環(huán)境和自然環(huán)境造成直接或間接的污染。所以，節(jié)省能源、綠色環(huán)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(xiàn)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(fā)展，以復合材料為代表的新材料已經(jīng)廣泛地應用于國民經(jīng)濟各個領域。在機械工業(yè)中，新材料的出現(xiàn)和應用使一些傳統(tǒng)的加工工藝發(fā)生了重大變化�，F(xiàn)代航空航天業(yè)等高新技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對數(shù)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(shù)控機床與裝備制造業(yè)的發(fā)展。

    由于航空航天工業(yè)產(chǎn)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(fā)展。如何充分地發(fā)揮新材料工藝性能等優(yōu)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(huán)�；�，促進了機床加工設備向高速、精密、復合、智能化方向發(fā)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(nèi)填充混凝土，既可以節(jié)省金屬資源，又可以增加抗振性和熱穩(wěn)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(jié)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(chǎn)業(yè)中，新型材料樹脂混凝土得到了很大的發(fā)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(tǒng)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(huán)氧樹脂（作為粘合劑）為主的混合物，相對于傳統(tǒng)的鑄鐵來說具有很大的優(yōu)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(tǒng)鑄鐵相比，樹脂混凝土具有以下4項優(yōu)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(jié)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(huán)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(shù)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(chǎn)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(yōu)點。傳統(tǒng)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(zhí)行器和盛液體的內(nèi)腔等。