現代加工技術在農業機械制造中的應用探索

徐文靜

（洛陽鐵路信息工程學校，河南 洛陽 471000）

0 引言

現代加工技術起源于20世紀80年代的美國，當時美國政府為了刺激經濟發展，重點開展以本國制造業為核心的現代加工技術優化升級，其中包含了信息技術、機械制造技術等。伴隨現代制造業的不斷擴大，現代加工技術也在不斷發展，新技術不斷涌現，如激光加工技術、3D建模、自動化技術等，彌補了傳統加工的不足之處。毋庸置疑，農業機械制造是伴隨著時代的科技進步而不斷發展的重要技術，我國是農業大國，農業機械的發展和我國命脈息息相關[1]?，F代化的農業機械制造技術比傳統制造方法更加先進，需要從業者以及相關行業技術人員緊跟時代腳步，學習使用先進的農業機械。我國地跨寒帶至亞熱帶，農業種植具有明顯的區域性，南橘北枳，農業機械需要應對不同的場景應用。因此，在北方大面積種植的背景下，所使用的農業機械大多為大型農業機械，追求低成本、大面積作業[2]；而南方多為季節性降雨，陰雨連綿，需要小型精密性設備。所以，農業機械設備需要因地制宜，針對不同的銷售市場而調整產品結構和特點[3]。

農業機械制造本質上是機械制造，使用現代加工技術可以進一步提升農業機械制造的精度，降低生產成本。因此，科研人員需要在設計農業機械時，了解農業知識，讓農業機械的作用更加貼合生產活動過程。農業機械制造中往往會體現出以下幾個特點：一是關聯性，現代農業機械制造工藝除了在產品制造過程中應用外，還會在產品銷售、市場調研等環節被消費者所調查，這會對農業機械制造技術的整體效益有所幫助，一旦企業不重視技術的革新，就會增加企業生產成本導致喪失市場競爭力[4]。二是系統性，農業機械制造是隸屬于機械制造技術的，具有機械制造技術的特點，需要在生產過程中，廣泛運用統一化的生產標準，統一零部件規格，綜合利用現代先進科學技術[5]。伴隨現代先進技術的發展，自動化、智能化等不同領域的技術正在被不斷應用于農業機械制造中，這會極大提高農業機械的質量，并降低生產成本，其中，系統性的制造流程，統一化的零部件標準是關鍵。三是特制化。伴隨機械制造技術的發展，農業機械制造技術也在不斷提升，未來農業機械制造設計將會越來越差異化、個性化、區域化，并且在不同省份不同氣候條件中特制化應用[6]。企業需要詳細調研當地的氣候條件，狠抓農機與農藝融合發展才能夠設計出特色鮮明的農業機械，助推農業機械化發展。

1 現代加工技術在農業機械制造中的應用

實踐證明，沒有先進的農業機械，現代化農業就不可能實現，通過提高農業機械制造的發展水平，可以提高農民收入，實現農業增產增效。比如，農業灌溉中，傳統的漫灌方式會消耗大量的人力、物力及時間，特別在人口資源成本較高、水資源匱乏地區，需要特制化澆灌的機械設備，并且精密計算所需的用水量，實現節水灌溉的目的[7]。高精密度的農業機械設備，傳統的機床生產模式已經難以滿足要求，通過使用現代加工技術不僅可以提高農業機械的精密度，還可以統一標準，建立設計數據庫，推動農業機械制造業的整體發展。

1.1 激光加工技術

激光加工技術是高度精密化、智能化的現代加工技術，起源于20世紀60年代，通過高密集度、高能量的激光加工材料，運用激光和材料之間的理化作用，讓加工材料理想塑形，目前在激光切割、激光焊接、激光成型上應用較為廣泛，在農業機械制造中，可以提升零部件的精密度。比如，激光成型技術，可以無接觸加工，光束可控并且精密度較高、噪聲較低、效率更高，結合計算機技術，可以極大地提高零部件的成型效果。在連桿機構加工中，傳統的制造流程是數控機床輔助人工打磨，效率和精密度均較低，容易產生報廢品，而使用激光快速成型技術，可以在計算機中設定激光的參數和運行軌跡，從而進行精準控制，制備出所需的連桿機構[8]。

1.2 增材制造

通過CAD等軟件應用可以實現增材制造，這種技術具有加工速率快、生產適應性大的特點，在機械制造、航空航天及建筑領域都有廣泛應用。增材制造技術可分為產品設計、設計三維模型、離散化模型、零部件制造、累加成型這幾個步驟。該技術的顯著特點就是柔性離散的數字化場景，先進性明顯，可以集中應用于農業機械零部件的制造中，目前在熔融沉積成型、光固化成型、金屬激光燒結上運用較多。CAD軟件是計算機輔助軟件，可以自動化計算農業機械設備模型，分析農業機械的參數，給設計人員反饋出更真實、更詳細的數據，并且具有可視化能力，農業機械設計人員可以憑借CAD技術進行仿真，幫助設計人員改善設計方案，找到設計中的不足之處。CAD憑借計算機的能力可以處理復雜的數據信息，也就可以承擔起3D建模技術的運用，提高數據的分析速度和利用程度，推動農業機械的快速發展[9]。

1.3 3D建模

在制造農機之前，先在計算機等設備中建設產品模型是目前主流的制造方法，通過3D建?？梢詫崿F虛擬仿真的目的，在計算機中調整產品的參數，為了能夠達到預期標準，只有在仿真結果符合預期時，才會執行制造。而隨著虛擬現實技術的進步，可以通過VR技術讓產品的建模進一步可視化，技術人員可以通過VR設備更加清晰地看到產品在現實中呈現的效果。

農業機械可以憑借虛擬現實技術搭建現實平臺，增加宣傳效果，給產品購買者提供更加真實的展示效果。要實現這些技術，就需要依靠先進的計算機程序，目前廣泛應用的程序如CAD、CIMS技術等。在生產制造中，利用計算機集成制造系統，可以智能化管理機械制造的過程。我國現代化農業機械制造標準之一，就是使用這類系統對設備制造進行統一管理，農業機械制造企業需要充分結合自身目前發展情況，來逐步加速建設農業設備生產現代化，擺脫傳統制造模式的弊端，積極利用現代加工技術，轉變為應用現代制造技術的先進制造企業，提高核心競爭力，降低成本，增加經濟效益。這種技術很大程度上提高了農業機械制造的質量和效率，拓展了加工范圍[10]。

1.4 精密加工技術

精密加工技術有精密切削技術、模具成型技術、超精密研磨技術、微細加工技術等，都是機械制造技術的前沿科技，也是現代加工技術的發展要點，利用精密切削技術在生產過程中精確選用刀具和切削參數，輔助機床生產提高產品加工精密度。

模具成型技術是大批量生產農業機械的常用技術，大部分零部件都是通過模具加工技術來批量化生產，由此統一農業機械零部件的標準，增加生產精密度。農業機械特制化后要針對不同的農業應用，比如在播種模塊精細加工，傳統的研磨方法可能難以滿足精密農業播種機等農業機械的要求，需要通過超聲波研磨、彈性發射加工等超精密研磨技術來提高產品的加工精度。

1.5 數控機床

目前，機械制造行業大力發展數控機床的應用，相比傳統的機床，通過自動控制技術、計算機技術、人工智能技術可以極大提高加工速度，提升制造精密度，幫助設計者制造出復雜結構的零部件。借助計算機技術可以通過精確的變速、自動進退刀、精準供給冷卻液等方式縮短機械制造的時間、降低制造成本，成功制備結構復雜的零部件。

在農業機械制造中，通過連接數控機床和虛擬技術所建立的模型，可以幫助技術人員調整生產參數，利用計算機軟件程序在虛擬空間中模擬生產物品。并且由于數控機床具有極高的自動化水準，僅一個技術人員便可以操控所有連接中的數控機床，極大地降低了人工成本，并且可以做到統一生產標準。

1.6 零部件統一

在農業機械制造中，也需要貼合“十四五”規劃，統一零部件生產標準，而目前所使用的現代加工技術就是零部件分類編碼技術，在企業的生產加工中有著極為重要的地位。通過零部件分類編碼技術，可以高效分類待生產的零件，應用編碼技術確保在生產零部件時，梳理加工分類流程，擺脫傳統加工中加工分類混亂的情況，提高機械制造加工的工作質量和工作效率。不過這種技術同樣對技術人員提出了新的要求，不僅需要其具備編碼能力，還要掌握編碼方式，能夠利用編碼方式合理區分待生產的零部件，在農業機械制造中，這就需要技術人員具有農業機械的基礎知識，了解各個零部件的效用，能夠細化分類，將零部件的規格、生產標準、性能、加工精度以及所使用的機床等數據信息細化區分，便于加工生產。

2 農業機械制造未來發展方向

2.1 綠色制造

隨著“十四五”規劃的實施，農業機械未來發展將要大力推行綠色制造技術。傳統的農機制造需要大量的財力、物力、人力來建設公共設計平臺，阻礙了農機智能化發展。而借助計算機仿真技術以及虛擬技術的支持，建設統一化的農機設計平臺、統一設計標準，是未來農業機械制造的發展方向。此外，現代化農業機械綠色制造發展的基礎需要建設綠色制造評估標準以及評估體系，需要高質量、低成本的農業機械作為支撐，換言之，綠色制造必將成為農業機械未來發展的主流。

2.2 建設農機數據庫

建設全國統一大市場，按照“十四五”規劃發展農業機械制造，必須建設現代化農業機械數據庫，讓全國統一設計標準，方便設計者調用數據庫中的參數，來設計農業機械產品，統一零件規格，完善產品制造流程，建設農業機械制造材料數據庫和政務服務平臺等，以提高農業機械設計及制造工作效率。

2.3 大力發展數控機床

目前農業機械制造產品正在逐步趨近精密化、復雜化、先進化，數控信息技術為農業機械產品信息化發展提供了基礎支持。實踐證明，要實現農業機械智能化、自動化，就離不開數控機床的應用。數控機床是利用數控技術來進行機械設備制造的，僅需少量的技術人員就可以承擔大量的生產建設活動。但由于數控機床所使用的是計算機數控技術，不僅需要機械制造的基礎知識，還需要具有編程能力，了解數控技術，能夠利用計算機技術代替傳統的邏輯電路裝置。相比傳統的生產方式，數控機床不僅可以通過程序來實現產品生產，還具有自動換刀等模塊，可以在數控機床上集成各類加工設備，利用數控技術中心進行統一控制管理，只要編程好生產過程代碼，就可以實現全自動生產，極大地提高了生產效率。

3 結論

綜上所述，農業機械的發展離不開和其他領域先進技術的融合，現代加工技術可以極大地提高農業機械制造精密度，有助于統一農業機械生產標準，降低生產成本，提高核心競爭力，確保企業在激烈的市場競爭中占據有利位置，走可持續發展之路，實現綠色制造，助力農業農村現代化。