特種加工技術(shù)在農(nóng)機的應(yīng)用

時間:2022-09-08 08:58:30

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特種加工技術(shù)在農(nóng)機的應(yīng)用

摘要:現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展對農(nóng)業(yè)機械設(shè)備提出了更高要求,設(shè)計制造高精度、高強度的農(nóng)機設(shè)備以及相關(guān)的零部件,是現(xiàn)代農(nóng)機發(fā)展的趨勢。利用特種加工技術(shù)設(shè)計制造農(nóng)機設(shè)備,對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有積極作用。筆者闡述了現(xiàn)代加工技術(shù)對農(nóng)機制造生產(chǎn)的影響,分析了現(xiàn)代農(nóng)機加工存在的問題,介紹了特種加工技術(shù)在農(nóng)機上的具體應(yīng)用。分析結(jié)果表明,特種加工技術(shù)可以縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期,節(jié)省加工成本,確保了生產(chǎn)加工的可靠性和合理性。

關(guān)鍵詞:先進制造技術(shù);特種加工;特征;發(fā)展

特種加工技術(shù)也被稱為非傳統(tǒng)技術(shù),屬于現(xiàn)代加工技術(shù)體系,種類寬泛,包含不同的技術(shù)加工方式,可實現(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充,制造技術(shù)在模具制造方面發(fā)揮了積極作用。新時期農(nóng)業(yè)技術(shù)快速發(fā)展,要滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn),在田間完成工作保證機械設(shè)備的可靠性與穩(wěn)定性,因此在機械設(shè)計制造中使用了新結(jié)構(gòu)、新材料以及復(fù)雜的精密零件。傳統(tǒng)的機械加工方式無法滿足經(jīng)濟性的要求,所以各種新型特種加工技術(shù)普遍出現(xiàn)。從現(xiàn)實發(fā)展來看,這一技術(shù)廣泛使用在飛機、船舶、火箭等比較先進的領(lǐng)域內(nèi),在農(nóng)業(yè)發(fā)展中,主要是用來生產(chǎn)機械零部件,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、精細表面、模具加工等,是重要的工藝技術(shù)。現(xiàn)代特種加工技術(shù)的應(yīng)用,是現(xiàn)代科技進步的表現(xiàn)。

1特種加工技術(shù)對農(nóng)機制造生產(chǎn)的影響

各種高新技術(shù)的應(yīng)用推動了社會發(fā)展,而將特種加工技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)機制造與生產(chǎn)中,不僅可以提高制造的精準度,還可以提高機械產(chǎn)品的品質(zhì)。新時期現(xiàn)代科技不斷發(fā)展,給人們的美好生活提供了足夠的動力;國家政府高度重視現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,人們也開始思考如何能夠讓農(nóng)業(yè)實現(xiàn)高科技發(fā)展,在這種動力的驅(qū)動下,不斷研發(fā)出農(nóng)機設(shè)備制造創(chuàng)新技術(shù),針對動力、潤滑、輸送帶、精準播種等先進技術(shù)的研究較多,新型現(xiàn)代加工技術(shù)推動了現(xiàn)代農(nóng)機的制造。在20世紀80年代末期,國外農(nóng)機技術(shù)快速發(fā)展,出現(xiàn)與當時時代相匹配的制造技術(shù),在政府部門的支持下,機械制造、電子技術(shù)、信息技術(shù)等高新技術(shù)不斷發(fā)展,并且?guī)恿讼嚓P(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),提升了新時期機械設(shè)計制造的品質(zhì),保證了機械設(shè)備研發(fā)的速度。近年來,國內(nèi)研發(fā)創(chuàng)造氛圍濃厚,人們自主研發(fā)和創(chuàng)新、申請專利等等,熱門的現(xiàn)代加工技術(shù)越來越多,如數(shù)字制造、激光、虛擬加工、數(shù)控機床等。這些現(xiàn)代化的特種加工技術(shù)不僅能夠推動制造業(yè)的快速發(fā)展,也可以保證農(nóng)業(yè)機械生產(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題,促進農(nóng)業(yè)的發(fā)展和進步。目前,農(nóng)業(yè)機械制造在不斷發(fā)展中實現(xiàn)信息化與智能化,傳統(tǒng)機械制造生產(chǎn)之前設(shè)計師需要在圖紙上繪制大體框架、標注零部件參數(shù)等,生產(chǎn)商在生產(chǎn)的時候無法把握細節(jié),為避免出現(xiàn)錯誤還要進行核對,這種效率無法滿足實際的需要[3]。現(xiàn)代信息技術(shù)的加工可以借助各種各樣的軟件來實現(xiàn),如CAD軟件以及各種建模軟件,將設(shè)計參數(shù)在電腦上對應(yīng)模擬出來,模擬了傳統(tǒng)作業(yè)的人工誤差,同時也確保了精準性。現(xiàn)階段超精密度的切割技術(shù)不斷發(fā)展,針對細節(jié)的設(shè)定也更清晰,對于小型農(nóng)業(yè)機械的加工生產(chǎn),這一項技術(shù)使用能夠滿足相關(guān)的要求。

2現(xiàn)代農(nóng)機加工存在的問題

2.1智能化與信息化偏低

現(xiàn)代科技飛速發(fā)展,尤其是信息化時代的到來,部分國家在農(nóng)機加工方面已經(jīng)實現(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現(xiàn)和管理,這讓農(nóng)業(yè)機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,從而推動農(nóng)業(yè)機械制造發(fā)展水平的提升。近年來,很多大型農(nóng)業(yè)機械設(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,對農(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題,比如智能化水準不高、自動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)機械制造過程中相關(guān)工藝的使用受到原材料的限制從而存在很大問題,尤其是在技術(shù)與材料無法達到對應(yīng)標準的情況下,難以實現(xiàn)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)的結(jié)合,也就無法發(fā)揮實際價值。在農(nóng)業(yè)制造生產(chǎn)中部分企業(yè)為快速搶占市場,加工生產(chǎn)的農(nóng)機設(shè)備質(zhì)量一般,生產(chǎn)精度與設(shè)備的使用壽命都無法保證。市場上部分企業(yè)在技術(shù)投入方面嚴重不足,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)量都無法得到保證,技術(shù)標準落后于先進廠家,不利于行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,這也導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機械的整體制造水平受到限制。

2.3設(shè)計存在問題

現(xiàn)代社會快速發(fā)展,尤其是在科技的助力下農(nóng)業(yè)機械的生產(chǎn)制造速度加快,人們使用計算機以及各種軟件進行設(shè)計與制造,設(shè)計圖紙與生產(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軟件來進行機械設(shè)備的構(gòu)圖,或者是進行產(chǎn)品的二次開發(fā),但是實際開發(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

傳統(tǒng)的生產(chǎn)中,人們忽視了機械設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)性,以現(xiàn)代化的眼光來看技術(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、自動化的方向發(fā)展。因此,在進行現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械制造加工的時候,工作人員需要重視對機械設(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)研制出高精度的機械設(shè)備。特種加工技術(shù)強調(diào)精密性,該技術(shù)可以促進農(nóng)機生產(chǎn)的高速發(fā)展[6]。從相關(guān)的實踐研究來看,在探索與研發(fā)相關(guān)技術(shù)的時候,多以機械設(shè)計制造為主要對象,充分使用高新技術(shù)來提高農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)制造效率。現(xiàn)代化的發(fā)展證明,農(nóng)機生產(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)計過程中需要關(guān)注兩者之間的聯(lián)系,充分借助兩者的聯(lián)系提升機械設(shè)備研發(fā)與制作水平,制造更多的先進設(shè)備,從而提高現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)制造的地位,促進國內(nèi)農(nóng)機行業(yè)的發(fā)展。

3.2系統(tǒng)性增強

特種加工技術(shù)是比較先進的技術(shù),隨著現(xiàn)代加工技術(shù)的使用和推廣,農(nóng)業(yè)機械制造地位越來越高,人們高度關(guān)注精密技術(shù)的使用。而農(nóng)業(yè)機械制造過程中,使用現(xiàn)代化技術(shù)加工的難度比較大,而且實際運用復(fù)雜,工作步驟較多,要求工作人員根據(jù)實際情況整合加工工藝,提高現(xiàn)代加工的整體性、系統(tǒng)性。國內(nèi)農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)制造過程中,所包含的環(huán)節(jié)非常多,如前期研發(fā)、設(shè)計、制造,中期完善,后期銷售等。從事技術(shù)研究的人員需要在研發(fā)生產(chǎn)和創(chuàng)造的過程中,保證機械生產(chǎn)加工制造的流暢性、系統(tǒng)性、全面性,這樣才可以保證實際生產(chǎn)質(zhì)量與效率[7]。在進行農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)制造過程中應(yīng)積極使用現(xiàn)代化技術(shù),以保證生產(chǎn)實現(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)機械的生產(chǎn)制造,對農(nóng)業(yè)機械的質(zhì)量、性能要求越來越高,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,爭取加工技術(shù)的環(huán)保性與經(jīng)濟性,減少農(nóng)業(yè)機械制造對工作環(huán)境造成的不利影響,讓整個行業(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”,無刀具磨損的影響,不需要考慮刀具的選擇與更換,也沒有“切削力”作用在工件上,在實際運用中能夠加工各種金屬與非金屬,尤其是高硬度、高脆性和高熔點的材料[8]。這種加工方式能量密度高,不存在消耗與浪費現(xiàn)象,影響范圍小,工件不容易變形,能夠快速實現(xiàn)生產(chǎn)加工,加工制造的性能穩(wěn)定可靠。在20世紀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)機生產(chǎn)中激光加工技術(shù)使用范圍越來越廣。目前,農(nóng)業(yè)機械制造中多使用激光快速成形技術(shù),這種技術(shù)基本上沒有噪聲,可保證機械生產(chǎn)的環(huán)保與有效性。在使用激光成型技術(shù)的時候工作人員將該技術(shù)和計算機編程技術(shù)融合在一起,使用上機位與下機位來保證制造生產(chǎn)的效率。比如,在生產(chǎn)制造連桿機構(gòu)的時候,工作人員通常使用數(shù)控機床完成這一項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構(gòu)數(shù)據(jù)輸入到計算機,計算機按照程序設(shè)定自動控制激光光束運行,進行刻畫、掃描后將材料固化,用來堆積加工定型,簡單的操作就可以完成高精度的連桿機構(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)建模之后運用CAD驅(qū)動完成加工的,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,具體使用中無論是航天制造還是機械制造都選擇這一項技術(shù)[10]。農(nóng)機生產(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)制造出排肥機構(gòu),這種機構(gòu)和傳統(tǒng)的排肥機構(gòu)相比,變異系數(shù)小,運行穩(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)實加工技術(shù)是使用虛擬仿真方法打造農(nóng)業(yè)機械的三維或四維模型,使用仿真實驗?zāi)M場景的真實效果,驗證成功后進行加工生產(chǎn)制造的過程。虛擬加工技術(shù)制造出來的產(chǎn)品具備很強的可行性,技術(shù)人員觀看產(chǎn)品時如同帶上VR眼鏡。這種技術(shù)和三維仿真建模不同,整體上真實性和體驗感更強,提高了機械設(shè)備的精度、品質(zhì)[11]。工作人員可以充分使用這一技術(shù)來保證產(chǎn)品的品質(zhì)。如黑龍江某地使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)制作宣傳片,展示機械的制造和使用,讓用戶擁有真實的體驗感,增強用戶購買的決心。

4.4五軸加工技術(shù)

為保證機械的自動化程度,五軸數(shù)控機床被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代化的機械加工中,五軸加工機床通常使用通用性軟件,如UG或者CATIA、MAX-5、MAX-AB等。對于現(xiàn)代化的農(nóng)機生產(chǎn)來講,這是實現(xiàn)自主創(chuàng)新的重要方式。五軸加工通常用來生產(chǎn)農(nóng)機復(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)雜的計算才可以完成加工,而五軸能夠?qū)崿F(xiàn)自動化加工生產(chǎn)[12]。

5結(jié)語

將特種加工技術(shù)引入農(nóng)機復(fù)雜零部件的生產(chǎn)制造中,可以高效完成復(fù)雜農(nóng)機部件的生產(chǎn),提高農(nóng)機產(chǎn)品生產(chǎn)的自動化水平。實際上,現(xiàn)代加工生產(chǎn)技術(shù)種類逐漸增多,將農(nóng)機生產(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。

作者:胡羽沫 單位:廣東理工學(xué)院