1 清洁制造的内涵

2 面向清洁制造的毛坯选择原则

1. 正确选择毛坯的重要性
   毛坯是根据零件所要求的形状、工艺尺寸等而制成的机械加工对象，它是制订机械加工工艺规程的基础。毛坯的不同种类及制造方法对零件工艺过程影响很大，零件工艺过程中的工序数量、材料消耗、机械加工劳动量等在很大程度上取决于所选的毛坯，故正确选择毛坯具有重要的技术经济意义。
2. 面向清洁制造的毛坯选择原则
   在传统工艺设计中，选择毛坯主要考虑经济性问题，很少顾及毛坯生产对环境的影响。而在清洁制造过程中，选择毛坯不仅要考虑各种毛坯及制造方法的经济性，还要考虑它们对环境的影响，对资源、能源的消耗状况以及对社会生产可持续性的影响。在清洁制造思想指导下的毛坯选择应遵循以下原则：

   1. 经济合理性原则 选择毛坯时，毛坯的形状和尺寸越接近于成品零件，毛坯材料利用率就越高，机械加工劳动量就越少，机械加工费用也就越低，但这样对毛坯的制造要求就提高了，相应地毛坯制造设备的投资费用增加。反之，若毛坯制造精度低，毛坯制造设备的投资费用少，但以后的机械加工劳动量就大，材料利用率低，零件加工成本将增加，这两方面是相互矛盾的。但在工艺设计时应遵从“经济合理性”原则，综合考虑毛坯制造和以此为基础的机械加工费用来确定，以最终达到最佳的经济效益为目的。
      下图所示为零件综合生产成本、毛坯制造成本、机械加工成本三者的关系曲线。图中X₀即是毛坯制造精度和零件综合生产成本的最佳组合点，此点的零件综合生产成本最低。因此在清洁制造过程中，毛坯选择要尽量趋近于这一点。
      

      毛坯制造精度与生产成本的关系

      若零件年生产量为N，则零件全年综合成本E可以用下式来表达： E=E_m+E_j=V_mN+S_m+V_jN+S_j式中：E_m毛坯全年工艺成本;E_j为零件机械加工全年工艺成本;V_m、V_j为毛坯制造、零件加工可变费用;S_m、S_j为毛坯制造、零件加工不变费用。
      在既定生产纲领下进行毛坯方案抉择时，只需对上式求极小值，即求最小综合生产成本E_min者为入围方案。
   2. 功能适应性原则 所选毛坯种类及制造方法要能可靠地保证毛坯在性能、质量、生产率等方面的要求。众所周知，即使相同的材料，当采用不同的毛坯制造方法时，得到的机械性能也往往不同。通常毛坯强度要求高的，多采用锻件。但近年来，随着铸造技术水平的提高，铸铁的力学性能在不断改善，有些指标接近或超过钢。选择毛坯时，还要考虑零件的形状、尺寸等因素，否则难以保证毛坯的质量要求。如形状复杂和薄壁毛坯不能采用金属型铸造，否则会产生铸造缺陷。又如尺寸较大的毛坯，不能采用模锻、压铸和精铸等毛坯制造方法。
   3. 资源最佳利用原则 资源最佳利用原则包含两层意思，一是节省原材料消耗，二是充分利用现有设备资源。
   4. 能量消耗最小原则 从使用的能源的类型、能量有效利用率等方面采取措施，节省能源，尽量减少能量的消耗，使生产中的能源消耗达到最小。
   5. 环境保护原则 面向清洁制造的毛坯选择，注重毛坯制造过程中的环境保护。人们对环境问题的态度已从过去的生产过程的“末端治理”，发展到“全面预防污染”的源削减阶段。在毛坯生产过程中，无论在毛坯工艺设计、毛坯制造设备选择还是在毛坯生产过程管理上，都应尽力采取措施避免产生环境污染，“零污染”是清洁制造追求的最终目标。在生产中尽力采用清洁的新材料、新工艺、新方法，如在锻造生产中采用非石墨型润滑材料，在砂型铸造中采用非煤粉型砂，可有效地避免产生污染。又如，在铸造生产中，用射压、静压造型机取代噪声极大的震击式造型机；在模锻生产中，用电液传动的曲柄热模锻压力机、高能螺旋压力机等新原理的设备取代老式噪声、振动、能耗都很大的模锻锤，可大大减小车间的噪声和振动污染。
   6. 安全宜人原则 清洁制造还对生产过程中操作者的劳动保护提出要求，避免对操作者身心健康造成伤害。
   综上所述，面向清洁制造的毛坯选择原则可以归纳为三类：一是经济性原则；二是功能适应性原则；三是环境协调性原则。这三类原则在毛坯选择过程中，互相作用，互相影响，共同影响毛坯的选择。

3 面向清洁化生产的毛坯发展趋势

4 结束语