特種加工技術(shù)在農(nóng)機(jī)上的應(yīng)用分析

胡羽沫

（廣東理工學(xué)院，廣東 肇慶 526000）

特種加工技術(shù)也被稱(chēng)為非傳統(tǒng)技術(shù)，屬于現(xiàn)代加工技術(shù)體系，種類(lèi)寬泛，包含不同的技術(shù)加工方式，可實(shí)現(xiàn)材料的去除、變形、改變等等[1-2]。特種加工技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展快速前進(jìn)的具體展示，現(xiàn)代制造技術(shù)不斷發(fā)展使傳統(tǒng)加工方式得以變革和創(chuàng)新，作為傳統(tǒng)加工工藝與方式的補(bǔ)充，制造技術(shù)在模具制造方面發(fā)揮了積極作用。新時(shí)期農(nóng)業(yè)技術(shù)快速發(fā)展，要滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，在田間完成工作保證機(jī)械設(shè)備的可靠性與穩(wěn)定性，因此在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中使用了新結(jié)構(gòu)、新材料以及復(fù)雜的精密零件。傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式無(wú)法滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)性的要求，所以各種新型特種加工技術(shù)普遍出現(xiàn)。從現(xiàn)實(shí)發(fā)展來(lái)看，這一技術(shù)廣泛使用在飛機(jī)、船舶、火箭等比較先進(jìn)的領(lǐng)域內(nèi)，在農(nóng)業(yè)發(fā)展中，主要是用來(lái)生產(chǎn)機(jī)械零部件，創(chuàng)新部件體系。作為產(chǎn)品制造技術(shù)中的重要部分，該工藝方式能夠完成復(fù)雜零部件、復(fù)雜型面、精細(xì)表面、模具加工等，是重要的工藝技術(shù)?，F(xiàn)代特種加工技術(shù)的應(yīng)用，是現(xiàn)代科技進(jìn)步的表現(xiàn)。

1 特種加工技術(shù)對(duì)農(nóng)機(jī)制造生產(chǎn)的影響

各種高新技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了社會(huì)發(fā)展，而將特種加工技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)機(jī)制造與生產(chǎn)中，不僅可以提高制造的精準(zhǔn)度，還可以提高機(jī)械產(chǎn)品的品質(zhì)。新時(shí)期現(xiàn)代科技不斷發(fā)展，給人們的美好生活提供了足夠的動(dòng)力；國(guó)家政府高度重視現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，人們也開(kāi)始思考如何能夠讓農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)高科技發(fā)展，在這種動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下，不斷研發(fā)出農(nóng)機(jī)設(shè)備制造創(chuàng)新技術(shù)，針對(duì)動(dòng)力、潤(rùn)滑、輸送帶、精準(zhǔn)播種等先進(jìn)技術(shù)的研究較多，新型現(xiàn)代加工技術(shù)推動(dòng)了現(xiàn)代農(nóng)機(jī)的制造。在20世紀(jì)80年代末期，國(guó)外農(nóng)機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，出現(xiàn)與當(dāng)時(shí)時(shí)代相匹配的制造技術(shù)，在政府部門(mén)的支持下，機(jī)械制造、電子技術(shù)、信息技術(shù)等高新技術(shù)不斷發(fā)展，并且?guī)?dòng)了相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展。因此將特種加工技術(shù)和現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合，極大地加大了現(xiàn)代加工技術(shù)的研發(fā)力度，使得現(xiàn)代化加工技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，提升了新時(shí)期機(jī)械設(shè)計(jì)制造的品質(zhì)，保證了機(jī)械設(shè)備研發(fā)的速度。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)研發(fā)創(chuàng)造氛圍濃厚，人們自主研發(fā)和創(chuàng)新、申請(qǐng)專(zhuān)利等等，熱門(mén)的現(xiàn)代加工技術(shù)越來(lái)越多，如數(shù)字制造、激光、虛擬加工、數(shù)控機(jī)床等。這些現(xiàn)代化的特種加工技術(shù)不僅能夠推動(dòng)制造業(yè)的快速發(fā)展，也可以保證農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)制造的效率和品質(zhì)，從而解決傳統(tǒng)加工制造中存在的問(wèn)題，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

目前，農(nóng)業(yè)機(jī)械制造在不斷發(fā)展中實(shí)現(xiàn)信息化與智能化，傳統(tǒng)機(jī)械制造生產(chǎn)之前設(shè)計(jì)師需要在圖紙上繪制大體框架、標(biāo)注零部件參數(shù)等，生產(chǎn)商在生產(chǎn)的時(shí)候無(wú)法把握細(xì)節(jié)，為避免出現(xiàn)錯(cuò)誤還要進(jìn)行核對(duì)，這種效率無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際的需要[3]?，F(xiàn)代信息技術(shù)的加工可以借助各種各樣的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，如CAD軟件以及各種建模軟件，將設(shè)計(jì)參數(shù)在電腦上對(duì)應(yīng)模擬出來(lái)，模擬了傳統(tǒng)作業(yè)的人工誤差，同時(shí)也確保了精準(zhǔn)性。現(xiàn)階段超精密度的切割技術(shù)不斷發(fā)展，針對(duì)細(xì)節(jié)的設(shè)定也更清晰，對(duì)于小型農(nóng)業(yè)機(jī)械的加工生產(chǎn)，這一項(xiàng)技術(shù)使用能夠滿(mǎn)足相關(guān)的要求。

2 現(xiàn)代農(nóng)機(jī)加工存在的問(wèn)題

2.1 智能化與信息化偏低

現(xiàn)代科技飛速發(fā)展，尤其是信息化時(shí)代的到來(lái)，部分國(guó)家在農(nóng)機(jī)加工方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，技術(shù)管理也更成熟，其中包含信息化與智能化的實(shí)現(xiàn)和管理，這讓農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化和信息化得以保證，現(xiàn)代信息技術(shù)的使用能夠在很大程度上保證管理的應(yīng)用，提升整體管理的效率，從而推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械制造發(fā)展水平的提升。近年來(lái)，很多大型農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備都應(yīng)用了智能化與信息化技術(shù)，在保證效率的同時(shí)，對(duì)農(nóng)業(yè)企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展起到了積極的作用。但是整體上仍舊存在很大的問(wèn)題，比如智能化水準(zhǔn)不高、自動(dòng)化與信息化程度偏低[4]。

2.2 制造水平有待提高

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械制造過(guò)程中相關(guān)工藝的使用受到原材料的限制從而存在很大問(wèn)題，尤其是在技術(shù)與材料無(wú)法達(dá)到對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，難以實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，也就無(wú)法發(fā)揮實(shí)際價(jià)值。在農(nóng)業(yè)制造生產(chǎn)中部分企業(yè)為快速搶占市場(chǎng)，加工生產(chǎn)的農(nóng)機(jī)設(shè)備質(zhì)量一般，生產(chǎn)精度與設(shè)備的使用壽命都無(wú)法保證。市場(chǎng)上部分企業(yè)在技術(shù)投入方面嚴(yán)重不足，大部分都是照搬照抄，紛紛借鑒或者仿制，產(chǎn)品性能、造型、生產(chǎn)質(zhì)量都無(wú)法得到保證，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)落后于先進(jìn)廠家，不利于行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，這也導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機(jī)械的整體制造水平受到限制。

2.3 設(shè)計(jì)存在問(wèn)題

現(xiàn)代社會(huì)快速發(fā)展，尤其是在科技的助力下農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)制造速度加快，人們使用計(jì)算機(jī)以及各種軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造，設(shè)計(jì)圖紙與生產(chǎn)方式都發(fā)生了根本性的變化。目前人們大部分都是使用CAD軟件來(lái)進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的構(gòu)圖，或者是進(jìn)行產(chǎn)品的二次開(kāi)發(fā)，但是實(shí)際開(kāi)發(fā)生產(chǎn)中，技術(shù)滲透力度不足，仍舊存在欠缺[5]。

3 特種加工技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)機(jī)生產(chǎn)的特征

3.1 特種加工技術(shù)與農(nóng)業(yè)加工生產(chǎn)的聯(lián)系性增強(qiáng)

傳統(tǒng)的生產(chǎn)中，人們忽視了機(jī)械設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)性，以現(xiàn)代化的眼光來(lái)看技術(shù)使用之間的關(guān)聯(lián)性非常明顯，精密加工技術(shù)出現(xiàn)，讓現(xiàn)代農(nóng)業(yè)制造朝著智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。因此，在進(jìn)行現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械制造加工的時(shí)候，工作人員需要重視對(duì)機(jī)械設(shè)備的研發(fā)，將傳統(tǒng)的加工工藝與現(xiàn)代化的特種加工技術(shù)相結(jié)合，使用精密技術(shù)研制出高精度的機(jī)械設(shè)備。特種加工技術(shù)強(qiáng)調(diào)精密性，該技術(shù)可以促進(jìn)農(nóng)機(jī)生產(chǎn)的高速發(fā)展[6]。從相關(guān)的實(shí)踐研究來(lái)看，在探索與研發(fā)相關(guān)技術(shù)的時(shí)候，多以機(jī)械設(shè)計(jì)制造為主要對(duì)象，充分使用高新技術(shù)來(lái)提高農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)制造效率。現(xiàn)代化的發(fā)展證明，農(nóng)機(jī)生產(chǎn)制造與特種加工技術(shù)密切相關(guān)，因此行業(yè)人員在研發(fā)和設(shè)計(jì)過(guò)程中需要關(guān)注兩者之間的聯(lián)系，充分借助兩者的聯(lián)系提升機(jī)械設(shè)備研發(fā)與制作水平，制造更多的先進(jìn)設(shè)備，從而提高現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)制造的地位，促進(jìn)國(guó)內(nèi)農(nóng)機(jī)行業(yè)的發(fā)展。

3.2 系統(tǒng)性增強(qiáng)

特種加工技術(shù)是比較先進(jìn)的技術(shù)，隨著現(xiàn)代加工技術(shù)的使用和推廣，農(nóng)業(yè)機(jī)械制造地位越來(lái)越高，人們高度關(guān)注精密技術(shù)的使用。而農(nóng)業(yè)機(jī)械制造過(guò)程中，使用現(xiàn)代化技術(shù)加工的難度比較大，而且實(shí)際運(yùn)用復(fù)雜，工作步驟較多，要求工作人員根據(jù)實(shí)際情況整合加工工藝，提高現(xiàn)代加工的整體性、系統(tǒng)性。國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)制造過(guò)程中，所包含的環(huán)節(jié)非常多，如前期研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造，中期完善，后期銷(xiāo)售等。從事技術(shù)研究的人員需要在研發(fā)生產(chǎn)和創(chuàng)造的過(guò)程中，保證機(jī)械生產(chǎn)加工制造的流暢性、系統(tǒng)性、全面性，這樣才可以保證實(shí)際生產(chǎn)質(zhì)量與效率[7]。在進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)制造過(guò)程中應(yīng)積極使用現(xiàn)代化技術(shù)，以保證生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)理想的效果。目前，各種高新技術(shù)發(fā)展速度加快，更多人重視農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)制造，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的質(zhì)量、性能要求越來(lái)越高，技術(shù)人員應(yīng)重視現(xiàn)代加工技術(shù)的研發(fā)，將制造工藝和現(xiàn)代技術(shù)融合，爭(zhēng)取加工技術(shù)的環(huán)保性與經(jīng)濟(jì)性，減少農(nóng)業(yè)機(jī)械制造對(duì)工作環(huán)境造成的不利影響，讓整個(gè)行業(yè)朝著可持續(xù)方向發(fā)展。

4 特種加工技術(shù)在農(nóng)機(jī)制造中的具體應(yīng)用

4.1 激光加工技術(shù)

激光加工技術(shù)屬于高精密度、智能化的技術(shù)，在制造與生產(chǎn)中激光加工可看作是“光刀”，無(wú)刀具磨損的影響，不需要考慮刀具的選擇與更換，也沒(méi)有“切削力”作用在工件上，在實(shí)際運(yùn)用中能夠加工各種金屬與非金屬，尤其是高硬度、高脆性和高熔點(diǎn)的材料[8]。這種加工方式能量密度高，不存在消耗與浪費(fèi)現(xiàn)象，影響范圍小，工件不容易變形，能夠快速實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)加工，加工制造的性能穩(wěn)定可靠。在20世紀(jì)60年代，激光加工技術(shù)就被使用在原料的加工建設(shè)中，激光加工技術(shù)工作原理是利用高能量與高強(qiáng)度的光束加工，激光光束與原材料碰撞改變了產(chǎn)品，從而制造出所需要的產(chǎn)品。農(nóng)機(jī)生產(chǎn)中激光加工技術(shù)使用范圍越來(lái)越廣。目前，農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中多使用激光快速成形技術(shù)，這種技術(shù)基本上沒(méi)有噪聲，可保證機(jī)械生產(chǎn)的環(huán)保與有效性。在使用激光成型技術(shù)的時(shí)候工作人員將該技術(shù)和計(jì)算機(jī)編程技術(shù)融合在一起，使用上機(jī)位與下機(jī)位來(lái)保證制造生產(chǎn)的效率。比如，在生產(chǎn)制造連桿機(jī)構(gòu)的時(shí)候，工作人員通常使用數(shù)控機(jī)床完成這一項(xiàng)工作或者是人工生產(chǎn)制造完成，這一方式精密度較低，產(chǎn)品存在缺陷。技術(shù)人員將需要制造的連桿機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)按照程序設(shè)定自動(dòng)控制激光光束運(yùn)行，進(jìn)行刻畫(huà)、掃描后將材料固化，用來(lái)堆積加工定型，簡(jiǎn)單的操作就可以完成高精度的連桿機(jī)構(gòu)生產(chǎn)[9]。

4.2 增材制造技術(shù)

這一技術(shù)是使用三維系統(tǒng)建模之后運(yùn)用CAD驅(qū)動(dòng)完成加工的，這種操作技術(shù)加工速度快、成型速度快，生產(chǎn)具備顯著的柔性特征，是第三次工業(yè)革命的產(chǎn)物，使用廣泛，具體使用中無(wú)論是航天制造還是機(jī)械制造都選擇這一項(xiàng)技術(shù)[10]。農(nóng)機(jī)生產(chǎn)制造中，增材制造技術(shù)可以完成金屬激光燒結(jié)、光固化成形工作，快速生產(chǎn)制造，不僅可以節(jié)省成本，還可以保證機(jī)械生產(chǎn)的效率，前景廣泛。如華東農(nóng)業(yè)大學(xué)使用該技術(shù)制造出排肥機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)和傳統(tǒng)的排肥機(jī)構(gòu)相比，變異系數(shù)小，運(yùn)行穩(wěn)定性很高。

4.3 虛擬加工技術(shù)

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)制造中虛擬加工技術(shù)屬于新興技術(shù)，逐漸走入人們的視野。虛擬現(xiàn)實(shí)加工技術(shù)是使用虛擬仿真方法打造農(nóng)業(yè)機(jī)械的三維或四維模型，使用仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)M場(chǎng)景的真實(shí)效果，驗(yàn)證成功后進(jìn)行加工生產(chǎn)制造的過(guò)程。虛擬加工技術(shù)制造出來(lái)的產(chǎn)品具備很強(qiáng)的可行性，技術(shù)人員觀看產(chǎn)品時(shí)如同帶上VR眼鏡。這種技術(shù)和三維仿真建模不同，整體上真實(shí)性和體驗(yàn)感更強(qiáng)，提高了機(jī)械設(shè)備的精度、品質(zhì)[11]。工作人員可以充分使用這一技術(shù)來(lái)保證產(chǎn)品的品質(zhì)。如黑龍江某地使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作宣傳片，展示機(jī)械的制造和使用，讓用戶(hù)擁有真實(shí)的體驗(yàn)感，增強(qiáng)用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)的決心。

4.4 五軸加工技術(shù)

為保證機(jī)械的自動(dòng)化程度，五軸數(shù)控機(jī)床被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代化的機(jī)械加工中，五軸加工機(jī)床通常使用通用性軟件，如UG或者CATIA、MAX-5、MAXAB等。對(duì)于現(xiàn)代化的農(nóng)機(jī)生產(chǎn)來(lái)講，這是實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新的重要方式。五軸加工通常用來(lái)生產(chǎn)農(nóng)機(jī)復(fù)雜的零部件，傳統(tǒng)常規(guī)方式生產(chǎn)的復(fù)雜零件或粗糙或彎曲，數(shù)控加工通常使用曲線擬合的方式，需要復(fù)雜的計(jì)算才可以完成加工，而五軸能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化加工生產(chǎn)[12]。

5 結(jié)語(yǔ)

將特種加工技術(shù)引入農(nóng)機(jī)復(fù)雜零部件的生產(chǎn)制造中，可以高效完成復(fù)雜農(nóng)機(jī)部件的生產(chǎn)，提高農(nóng)機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)的自動(dòng)化水平。實(shí)際上，現(xiàn)代加工生產(chǎn)技術(shù)種類(lèi)逐漸增多，將農(nóng)機(jī)生產(chǎn)與現(xiàn)代加工技術(shù)結(jié)合，可以縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，在很大程度上節(jié)省加工成本，確保生產(chǎn)加工的可靠性和合理性。