冲压工艺绿色化与清洁化生产技术研究

20/22冲压工艺绿色化与清洁化生产技术研究第一部分冲压绿色化关键技术 2第二部分冲压能源利用与再利用 3第三部分废弃冲压件的循环利用 6第四部分冲压过程润滑方式改进 8第五部分冲压过程冷却液使用优化 10第六部分冲压生产线废物与污染治理 12第七部分冲压工艺在线监测与控制 14第八部分冲压工艺过程优化技术 16第九部分冲压生产废物无害化处理 18第十部分冲压生产环境友好化评价 20

第一部分冲压绿色化关键技术1.绿色材料应用

采用可再生、可降解、无毒、无污染的材料，如生物基材料、可再生塑料等，减少对环境的污染。此外，采用涂层技术、表面处理技术等，提高冲压件的耐腐蚀性、耐磨性等性能，延长其使用寿命，减少废弃物的产生。

2.清洁冲压工艺技术

采用清洁冲压工艺技术，如激光切割、水切割、电火花加工等，减少或消除对环境的污染。此外，采用模具优化设计技术、冲压成形技术等，提高冲压件的质量，减少废品的产生。

3.冲压废料回收利用技术

采用冲压废料回收利用技术，如冲压废料破碎、冲压废料熔炼等，将冲压废料回收利用，减少对环境的污染。此外，采用冲压废料再生利用技术，将冲压废料加工成新的产品，实现资源的循环利用。

4.冲压过程节能技术

采用冲压过程节能技术，如冲压机节能技术、冲压模具节能技术等，提高冲压过程的能源利用效率，减少能源消耗。此外，采用冲压过程优化技术，如冲压工艺优化、冲压设备优化等，提高冲压过程的效率，减少能源消耗。

5.冲压过程污染控制技术

采用冲压过程污染控制技术，如冲压过程废气治理技术、冲压过程废水治理技术等，控制冲压过程产生的污染物排放，减少对环境的污染。此外，采用冲压过程噪声控制技术、冲压过程振动控制技术等，控制冲压过程产生的噪声和振动，改善冲压过程的作业环境。

6.冲压绿色化管理技术

采用冲压绿色化管理技术，如冲压绿色化设计、冲压绿色化生产、冲压绿色化回收等，实现冲压过程的绿色化管理。此外，采用冲压绿色化评价技术，评价冲压过程的绿色化水平，为冲压过程的绿色化改进提供依据。

7.冲压绿色化信息化技术

采用冲压绿色化信息化技术，如冲压绿色化信息管理系统、冲压绿色化信息采集系统等，实现冲压过程的信息化管理。此外，采用冲压绿色化信息共享技术，实现冲压绿色化信息的共享，为冲压过程的绿色化改进提供支持。第二部分冲压能源利用与再利用冲压能源利用与再利用

冲压过程中的能量消耗主要包括：冲裁能耗、成形能耗、分离能耗、排屑能耗等。其中，冲裁能耗约占总能耗的50%-70%，成形能耗约占20%-30%，分离能耗和排屑能耗约占10%-20%。

1.冲裁能耗的利用与再利用

冲裁能耗是冲压过程中最大的能量消耗，主要用于克服材料的剪切变形阻力和摩擦阻力。冲裁能耗的利用与再利用主要包括以下几个方面：

(1)优化冲裁工艺参数

通过优化冲裁工艺参数，如冲裁间隙、压边力、冲裁速度等，可以有效降低冲裁能耗。例如，减小冲裁间隙可以降低材料的剪切变形阻力，从而降低冲裁能耗；适当增加压边力可以减小材料的回弹变形，从而降低冲裁能耗；提高冲裁速度可以减少材料的剪切变形时间，从而降低冲裁能耗。

(2)应用新冲裁技术

新冲裁技术，如激光冲裁、水射流冲裁、电火花冲裁等，可以有效降低冲裁能耗。例如，激光冲裁无需接触工件，可以消除摩擦阻力，从而降低冲裁能耗；水射流冲裁利用高压水流切割材料，可以消除摩擦阻力，从而降低冲裁能耗；电火花冲裁利用电火花蚀除材料，可以消除摩擦阻力，从而降低冲裁能耗。

(3)回收冲裁余料

冲裁余料是冲压过程中产生的废料，其回收利用可以有效降低冲压的能源消耗。冲裁余料的回收利用主要包括以下几个方面：

①回炉再利用：冲裁余料可以回炉再利用，生产新的钢材或其他金属材料。

②加工成其他产品：冲裁余料可以加工成其他产品，如汽车零部件、建筑材料、日用品等。

③能源利用：冲裁余料可以作为燃料，用于发电或供暖。

2.成形能耗的利用与再利用

成形能耗是冲压过程中第二大能量消耗，主要用于克服材料的弯曲变形阻力、拉伸变形阻力、压缩变形阻力等。成形能耗的利用与再利用主要包括以下几个方面：

(1)优化成形工艺参数

通过优化成形工艺参数，如成形角度、成形速度、成形压力等，可以有效降低成形能耗。例如，减小成形角度可以降低材料的弯曲变形阻力，从而降低成形能耗；提高成形速度可以减少材料的成形变形时间，从而降低成形能耗；适当增加成形压力可以减小材料的回弹变形，从而降低成形能耗。

(2)应用新成形技术

新成形技术，如增量成形、爆炸成形、水压成形等，可以有效降低成形能耗。例如，增量成形利用逐层累积材料的方式成形，可以消除材料的回弹变形，从而降低成形能耗；爆炸成形利用爆炸的能量快速成形材料，可以消除材料的回弹变形，从而降低成形能耗；水压成形利用高压水流成形材料，可以消除材料的回弹变形，从而降低成形能耗。

(3)回收成形余料

成形余料是成形过程中产生的废料，其回收利用可以有效降低冲压的能源消耗。成形余料的回收利用主要包括以下几个方面：

①回炉再利用：成形余料可以回炉再利用，生产新的钢材或其他金属材料。

②加工成其他产品：成形余料可以加工成其他产品，如汽车零部件、建筑材料、日用品等。

③能源利用：成形余料可以作为燃料，用于发电或供暖。

3.分离能耗的利用与再利用

分离能耗是冲压过程中第三大能量消耗，主要用于将冲压件与模具分离。分离能耗的利用与再利用主要包括以下几个方面：

(1)优化分离工艺参数

通过优化分离工艺参数，如分离角度、分离速度、分离压力等，可以有效降低分离能耗。例如，减小分离角度可以降低材料的回弹变形，从而降低分离能耗；适当增加分离速度可以减少材料的分离变形时间，从而降低分离能耗；适当增加分离压力可以减小材料的回弹变形，从而降低分离能耗。

(2)应用新分离技术

新分离技术，如气动分离、液压分离、磁力分离等，可以有效降低分离能耗。例如，气动分离利用压缩空气的能量分离冲压件与模具，可以消除摩擦阻力，从而降低分离能耗；液压分离利用液压油的能量分离冲压件与模具，第三部分废弃冲压件的循环利用废弃冲压件的循环利用

废弃冲压件是冲压生产过程中产生的主要固体废物。废弃冲压件的循环利用可以减少资源消耗、降低生产成本、保护环境。目前，废弃冲压件的循环利用主要有以下几种方法：

1.材料再利用

将废弃冲压件经破碎、清洗、分选、熔炼等工艺处理后，制成新的钢材或铝材。材料再利用是废弃冲压件最主要的循环利用方式，也是最经济、最环保的方式。目前，国内已有多家企业从事废弃冲压件的材料再利用业务。

2.能源再利用

将废弃冲压件经破碎、干燥、制粒等工艺处理后，制成固体燃料或气体燃料。固体燃料或气体燃料可以用于发电、供暖等。能源再利用是废弃冲压件循环利用的另一种重要方式，既可以减少资源消耗，又可以减少环境污染。目前，国内已有多家企业从事废弃冲压件的能源再利用业务。

3.资源化利用

将废弃冲压件经破碎、清洗、分选等工艺处理后，制成各种资源化产品。资源化产品包括建筑材料、道路填料、水处理剂等。资源化利用是废弃冲压件循环利用的第三种方式，可以有效减少资源消耗，降低生产成本，保护环境。目前，国内已有多家企业从事废弃冲压件的资源化利用业务。

废弃冲压件循环利用的现状

目前，国内废弃冲压件的循环利用率还比较低。据统计，2020年，我国废弃冲压件的产生量约为1.5亿吨，其中，材料再利用率仅为30%左右，能源再利用率仅为10%左右，资源化利用率仅为5%左右。造成废弃冲压件循环利用率低的原因有很多，主要包括：

*循环利用技术不够成熟，成本较高。

*循环利用市场需求不足，价格较低。

*循环利用缺乏政策支持和引导。

废弃冲压件循环利用的前景

随着我国经济的快速发展，废弃冲压件的产生量将继续增加。因此，废弃冲压件的循环利用具有广阔的前景。今后，随着循环利用技术的发展和成熟，循环利用成本的降低，循环利用市场需求的扩大，以及政策支持和引导的加强，废弃冲压件的循环利用率将逐步提高。

废弃冲压件循环利用的建议

为了提高废弃冲压件的循环利用率，建议采取以下措施：

*加强循环利用技术的研究和开发，降低循环利用成本。

*扩大循环利用市场需求，提高循环利用产品价格。

*加强政策支持和引导，鼓励企业开展废弃冲压件循环利用业务。第四部分冲压过程润滑方式改进#冲压过程润滑方式改进

冲压过程润滑方式的改进是冲压工艺绿色化与清洁化生产技术研究的重要内容之一。冲压过程润滑方式的改进主要集中在以下几个方面：

1.采用水基润滑剂

水基润滑剂是以水为基础的润滑剂，具有环保、无毒、无味、不燃、不腐蚀等优点。水基润滑剂的润滑性能虽然不如油基润滑剂，但随着水基润滑剂技术的发展，水基润滑剂的润滑性能已得到很大提高，目前已能满足冲压过程的大部分润滑要求。

2.采用油雾润滑

油雾润滑是将润滑油雾化后，使润滑油颗粒均匀分布在冲压件表面，从而达到润滑目的的一种润滑方式。油雾润滑具有润滑效率高、润滑范围广、节约润滑油、减少污染等优点。

3.采用固体润滑剂

固体润滑剂是指在高温、高压、真空等条件下仍能保持其润滑性能的固体物质。固体润滑剂具有耐高温、耐高压、耐磨损、无污染等优点，但其润滑性能不如油基润滑剂和水基润滑剂。

4.采用复合润滑剂

复合润滑剂是指由两种或两种以上润滑剂组成的润滑剂。复合润滑剂具有多种润滑剂的优点，综合性能优于单一润滑剂。

5.采用微量润滑技术

微量润滑技术是指将润滑剂微量化，并将其均匀分布在冲压件表面，从而达到润滑目的的一种润滑技术。微量润滑技术具有节约润滑油、减少污染、提高产品质量等优点。

6.采用循环润滑技术

循环润滑技术是指将润滑剂循环利用，并将其不断补充到冲压件表面，从而达到润滑目的的一种润滑技术。循环润滑技术具有节约润滑油、减少污染、提高产品质量等优点。

7.采用自动润滑技术

自动润滑技术是指采用自动控制装置，将润滑剂自动地输送到冲压件表面，从而达到润滑目的的一种润滑技术。自动润滑技术具有节约润滑油、减少污染、提高产品质量等优点。第五部分冲压过程冷却液使用优化冲压过程冷却液使用优化

冲压过程冷却液是冲压生产过程中不可或缺的重要辅助材料，其使用量大、种类多，且对冲压件的质量、生产效率和环境都有着重要影响。冲压过程冷却液使用优化是实现冲压工艺绿色化与清洁化生产的重要途径之一。

一、冲压过程冷却液种类及特点

冲压过程冷却液种类繁多，按其主要成分可分为：

1.油性冷却液：主要成分为矿物油或合成油，具有良好的润滑性、冷却性和防锈性，常用于冲压件的拉伸、弯曲、成型等工艺。

2.水基冷却液：主要成分为水，添加一定比例的缓蚀剂、润滑剂、防锈剂等，具有良好的冷却性和防锈性，常用于冲压件的冲孔、切边、修边等工艺。

3.气体冷却液：主要成分为空气或惰性气体，具有良好的冷却性和清洁性，常用于冲压件的热处理工艺。

二、冲压过程冷却液使用优化原则

1.选用合适的冷却液：根据冲压件的材质、工艺要求、设备状况等因素，选择合适的冷却液。

2.合理确定冷却液浓度：冷却液浓度过高或过低都会影响其使用效果，因此需要根据冷却液的类型和使用要求，合理确定冷却液浓度。

3.定期更换冷却液：冷却液在使用过程中会逐渐老化变质，因此需要定期更换冷却液，以确保其使用效果。

4.减少冷却液用量：通过采用先进的冷却技术、优化冷却液使用工艺等措施，减少冷却液用量。

5.回收和再利用冷却液：对冷却液进行回收和再利用，可以减少冷却液的消耗量，降低生产成本，同时有利于环境保护。

三、冲压过程冷却液使用优化技术

1.冷却液喷雾技术：冷却液喷雾技术是指将冷却液雾化成细小的液滴，喷射到冲压件表面，以实现冷却效果。冷却液喷雾技术具有冷却效率高、冷却均匀性好、冷却液用量少等优点。

2.冷却液循环技术：冷却液循环技术是指将冷却液循环使用，以提高其利用率。冷却液循环技术可以减少冷却液的消耗量，降低生产成本，同时有利于环境保护。

3.冷却液过滤技术：冷却液过滤技术是指将冷却液中的杂质、油污等过滤掉，以保持冷却液的清洁度。冷却液过滤技术可以提高冷却液的使用寿命，降低生产成本，同时有利于环境保护。

4.冷却液再生技术：冷却液再生技术是指将废旧冷却液进行处理，使其恢复到新的冷却液的性能指标。冷却液再生技术可以减少冷却液的消耗量，降低生产成本，同时有利于环境保护。

四、冲压过程冷却液使用优化效果

冲压过程冷却液使用优化可以带来以下效果：

1.提高冲压件质量：优化冷却液的使用可以提高冷却效果，减少冲压件的变形、开裂等缺陷，从而提高冲压件的质量。

2.提高生产效率：优化冷却液的使用可以减少冲压件的冷却时间，提高生产效率。

3.降低生产成本：优化冷却液的使用可以减少冷却液的消耗量，降低生产成本。

4.减少环境污染：优化冷却液的使用可以减少冷却液的排放量，减少环境污染。第六部分冲压生产线废物与污染治理冲压生产线废物与污染治理

#一、冲压生产线废物与污染

冲压生产过程中不可避免地会产生各种各样的废物和污染，主要包括：

1.废料：冲压过程中产生的废料主要有冲裁、冲孔、修边等工序产生的废料，这些废料一般占冲压件质量的10%-30%。

2.切屑：冲压过程中产生的切屑主要有钻孔、攻丝、铰孔等工序产生的切屑，这些切屑一般占冲压件质量的5%-10%。

3.油污：冲压过程中使用的润滑油、冷却液等会产生油污，这些油污会污染环境，也可能会对人体健康造成伤害。

4.废水：冲压过程中产生的废水主要有清洗废水、冷却废水等，这些废水一般含有油污、重金属等污染物，需要经过处理才能排放。

5.废气：冲压过程中产生的废气主要有热处理废气、焊接废气等，这些废气一般含有有害气体，如一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物等，需要经过处理才能排放。

#二、冲压生产线废物与污染治理技术

为了减少冲压生产过程中的废物和污染，可以采取以下措施：

1.源头减量：合理设计冲压工艺，减少废料和切屑的产生；采用先进的冲压设备，提高冲压精度，减少废料和切屑的产生；使用可循环利用的润滑油和冷却液，减少油污的产生。

2.过程控制：加强冲压过程的控制，防止废料和切屑的产生；定期检查和维护冲压设备，防止油污和废水的泄漏。

3.废物回收：将废料和切屑回收利用，可以减少废物的产生，也可以节省原材料的成本。

4.废水处理：将废水进行处理，去除其中的污染物，使废水达到排放标准。

5.废气处理：将废气进行处理，去除其中的有害气体，使废气达到排放标准。

#三、冲压生产线废物与污染治理的经济效益和社会效益

冲压生产线废物与污染治理可以带来以下经济效益和社会效益：

1.经济效益：减少废料和切屑的产生，可以节省原材料的成本；回收利用废料和切屑，可以增加收入；减少油污和废水的产生，可以降低环境治理的成本。

2.社会效益：减少废物和污染的产生，可以改善环境质量，提高人民群众的生活质量；减少有害气体的排放，可以减少对人体健康的危害。

#四、冲压生产线废物与污染治理的前景

随着人们环保意识的不断增强，冲压生产线废物与污染治理工作将越来越受到重视。冲压生产线废物与污染治理技术也将不断发展和完善，以满足人们对环境保护的要求。第七部分冲压工艺在线监测与控制#冲压工艺在线监测与控制

一、冲压工艺在线监测技术

冲压工艺在线监测技术是指在冲压过程中，实时采集和处理冲压设备和工件的各种参数，并对冲压过程进行状态监测和故障诊断的技术。冲压工艺在线监测技术主要包括以下几个方面：

1.冲压设备状态监测：主要是监测冲压设备的运行状态，如主轴转速、冲压压力、滑块位置、模具磨损情况等，以发现设备潜在的故障隐患，并及时采取措施进行维修或更换。

2.工件质量在线监测：主要是监测工件的质量，如尺寸、形状、表面质量等，以发现工件的缺陷，并及时采取措施进行返工或报废。

3.冲压过程故障诊断：主要是分析冲压过程中各种参数的变化情况，并根据这些变化情况诊断冲压过程中的故障原因，以便及时采取措施消除故障。

二、冲压工艺在线控制技术

冲压工艺在线控制技术是指在冲压过程中，根据冲压设备和工件的各种参数，实时调整冲压工艺参数，以保证冲压过程的稳定性和工件质量的合格率。冲压工艺在线控制技术主要包括以下几个方面：

1.冲压压力在线控制：主要是根据工件的厚度、形状和材料等因素，自动调整冲压压力，以保证工件的尺寸和质量。

2.冲压速度在线控制：主要是根据工件的厚度、形状和材料等因素，自动调整冲压速度，以保证工件的尺寸和质量。

3.冲压行程在线控制：主要是根据工件的厚度、形状和材料等因素，自动调整冲压行程，以保证工件的尺寸和质量。

4.冲压模具在线控制：主要是根据工件的形状和尺寸，自动调整冲压模具的位置和角度，以保证工件的尺寸和质量。

三、冲压工艺在线监测与控制技术应用实例

冲压工艺在线监测与控制技术已广泛应用于汽车制造、电子产品制造、家电制造等领域。例如，在汽车制造领域，冲压工艺在线监测与控制技术已应用于车身冲压、底盘冲压、发动机冲压等工序。在电子产品制造领域，冲压工艺在线监测与控制技术已应用于手机外壳冲压、电脑外壳冲压等工序。在家电制造领域，冲压工艺在线监测与控制技术已应用于冰箱外壳冲压、洗衣机外壳冲压等工序。

冲压工艺在线监测与控制技术已成为冲压工艺绿色化与清洁化生产技术的重要组成部分。冲压工艺在线监测与控制技术可以提高冲压工艺的稳定性和工件质量的合格率，降低冲压工艺对环境的污染，提高冲压工艺的生产效率，降低冲压工艺的生产成本。第八部分冲压工艺过程优化技术冲压工艺过程优化技术

1.工艺路线优化

工艺路线是指在冲压件生产过程中，从原材料到成品所要经历的工序和工序顺序。工艺路线的优化主要包括：

（1）工序精简：通过优化工序，减少不必要的工序，以降低生产成本和提高生产效率。

（2）工序顺序优化：通过优化工序顺序，使工序之间更好地衔接，以减少生产过程中的等待和停顿时间，提高生产效率。

（3）工序组合优化：通过优化工序组合，将相近或相关的工序组合在一起，以减少工序之间的切换时间，提高生产效率。

2.模具优化

模具是冲压工艺的关键工装，其结构和性能直接影响冲压件的质量和生产效率。模具优化的主要内容包括：

（1）模具结构优化：优化模具的结构设计，使模具更加合理、紧凑，以减少模具的重量和体积，降低制造成本。

（2）模具材料优化：选择合适的模具材料，以提高模具的使用寿命和冲压件的质量。

（3）模具制造工艺优化：优化模具的制造工艺，以提高模具的精度和质量，降低模具的制造成本。

3.冲压设备优化

冲压设备是冲压工艺的主要生产设备，其性能直接影响冲压件的质量和生产效率。冲压设备优化的主要内容包括：

（1）冲压设备选型：根据冲压件的形状、尺寸、材料和生产批量，选择合适的冲压设备，以满足冲压件生产的要求。

（2）冲压设备改造：对现有冲压设备进行改造，以提高设备的性能和自动化程度，降低生产成本和提高生产效率。

（3）冲压设备维护：定期对冲压设备进行维护和保养，以延长设备的使用寿命，提高设备的可靠性和稳定性。

4.冲压工艺参数优化

冲压工艺参数包括冲压速度、冲压压力、冲压行程、冲压次数等。冲压工艺参数的优化主要包括：

（1）冲压速度优化：根据冲压件的形状、尺寸、材料和冲压设备的性能，选择合适的冲压速度，以提高生产效率和降低生产成本。

（2）冲压压力优化：根据冲压件的形状、尺寸、材料和模具的强度，选择合适的冲压压力，以提高冲压件的质量和降低模具的磨损。

（3）冲压行程优化：根据冲压件的形状、尺寸和模具的结构，选择合适的冲压行程，以提高冲压件的质量和降低模具的磨损。

（4）冲压次数优化：根据冲压件的形状、尺寸、材料和模具的强度，选择合适的冲压次数，以提高冲压件的质量和降低模具的磨损。

5.冲压工艺监控优化

冲压工艺监控是指对冲压工艺过程进行实时监控，以确保冲压件的质量和生产效率。冲压工艺监控优化的主要内容包括：

（1）冲压工艺参数监控：对冲压工艺参数进行实时监控，以确保冲压工艺参数处于最佳状态，提高冲压件的质量和生产效率。

（2）冲压件质量监控：对冲压件的质量进行实时监控，以确保冲压件的质量满足要求，提高产品质量和降低返工率。

（3）冲压设备状态监控：对冲压设备的状态进行实时监控，以确保冲压设备处于良好的状态，提高生产效率和降低维护成本。第九部分冲压生产废物无害化处理冲压生产废物无害化处理

冲压生产过程中产生的废物主要包括废料、废油、废水和废渣。其中，废料是冲压过程中产生的边角料、废品等，废油是冲压过程中使用的润滑油、冷却油等，废水是冲压过程中产生的清洗废水、冷却废水等，废渣是冲压过程中产生的炉渣、氧化皮等。这些废物如果不进行无害化处理，会对环境造成严重污染。

废料的无害化处理

废料的无害化处理方法主要有以下几种：

1.回收利用。废料可以回收利用，制成新的产品或材料。例如，废钢可以回收利用，制成新的钢材；废塑料可以回收利用，制成新的塑料制品等。

2.焚烧处理。废料也可以焚烧处理，焚烧后产生的热量可以用来发电或供暖。

3.填埋处理。废料也可以填埋处理，填埋时应采取相应的措施，防止废料渗漏，对环境造成污染。

废油的无害化处理

废油的无害化处理方法主要有以下几种：

1.再生利用。废油可以再生利用，制成新的润滑油或冷却油。

2.焚烧处理。废油也可以焚烧处理，焚烧后产生的热量可以用来发电或供暖。

3.填埋处理。废油也可以填埋处理，填埋时应采取相应的措施，防止废油渗漏，对环境造成污染。

废水的无害化处理

废水的无害化处理方法主要有以下几种：

1.物理处理。废水可以进行物理