農(nóng)業(yè)機(jī)械的現(xiàn)代化制造技術(shù)與損壞零件修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

姜振龍

(哈爾濱市呼蘭區(qū)蓮花鎮(zhèn)鄉(xiāng)村振興發(fā)展服務(wù)中心，哈爾濱 150514)

0 引言

隨著我國(guó)農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)條件的改善，農(nóng)業(yè)機(jī)械在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的使用頻率顯著提升，機(jī)械化生產(chǎn)為農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)者提供了全新的體驗(yàn)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方式、成本、效益、勞動(dòng)強(qiáng)度都得到了優(yōu)化。但在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中可以看到，我國(guó)農(nóng)村地區(qū)使用的農(nóng)機(jī)裝備普遍存在著技術(shù)落后、可靠性低、精細(xì)程度不足等問(wèn)題，導(dǎo)致在生產(chǎn)過(guò)程中容易出現(xiàn)故障和安全事故，且對(duì)農(nóng)機(jī)故障的處置方式也存在欠缺。隨著制造技術(shù)的發(fā)展，在傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)生產(chǎn)制造方式基礎(chǔ)上充分結(jié)合現(xiàn)代化制造技術(shù)，更有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的性能優(yōu)化與轉(zhuǎn)型升級(jí)，使農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備能夠連續(xù)高效的參與到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，其故障問(wèn)題也更容易得到快速解決，確保農(nóng)機(jī)功能的最佳化實(shí)施。

1 現(xiàn)代制造技術(shù)的特征

現(xiàn)代制造技術(shù)是在傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造方式上發(fā)展起來(lái)的，不僅對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行了融合、改進(jìn)、升級(jí)和功能拓展，而且通過(guò)結(jié)合信息、計(jì)算機(jī)、電子、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，形成了具有學(xué)科融合特點(diǎn)的綜合性現(xiàn)代制造技術(shù)?，F(xiàn)代制造技術(shù)充分考慮到能源、材料、加工、生產(chǎn)、管理等多方面信息，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著巨大作用，其典型方式包括了柔性制造技術(shù)、自動(dòng)化加工技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真加工技術(shù)、特種加工技術(shù)、質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)等。

近年來(lái)，現(xiàn)代制造技術(shù)逐漸應(yīng)用到農(nóng)業(yè)制造領(lǐng)域，針對(duì)不同的農(nóng)機(jī)設(shè)備特點(diǎn)和功能要求，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行了全面的優(yōu)化升級(jí)，且很多新機(jī)型的重要工作部件都是通過(guò)現(xiàn)代制造技術(shù)生產(chǎn)的，現(xiàn)代制造技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品已廣泛涉及到免耕播種機(jī)、精量播種機(jī)、節(jié)水灌溉裝備等眾多機(jī)型產(chǎn)品。利用現(xiàn)代制造技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域多年發(fā)展優(yōu)勢(shì)，農(nóng)業(yè)機(jī)械的技術(shù)創(chuàng)新變得更為容易，且其平均工作能力也得到了顯著提升，農(nóng)業(yè)機(jī)械的眾多產(chǎn)品已經(jīng)由過(guò)去的簡(jiǎn)單、粗糙結(jié)構(gòu)形式向精細(xì)化、品質(zhì)化、舒適化發(fā)展。雖現(xiàn)代制造技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用仍不全面，其普及也存在較多的制約因素，但現(xiàn)代制造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)凸顯，其也會(huì)在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)得到廣泛普及應(yīng)用。

2 現(xiàn)代制造技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用

2.1 數(shù)控制造技術(shù)在農(nóng)機(jī)生產(chǎn)中的應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分，也是現(xiàn)代化生產(chǎn)制造的主要技術(shù)，近年來(lái)我國(guó)的數(shù)控專業(yè)人才不斷增多，為數(shù)控制造技術(shù)在農(nóng)機(jī)生產(chǎn)上的應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。我國(guó)很多農(nóng)機(jī)廠家早已擺脫了傳統(tǒng)機(jī)床的生產(chǎn)模式，大多數(shù)的機(jī)械制造步驟能通過(guò)數(shù)控機(jī)床來(lái)完成，使生產(chǎn)效率和制造精度得到了顯著提升。針對(duì)復(fù)雜的農(nóng)業(yè)機(jī)械結(jié)構(gòu)，其中的零部件往往不僅局限于齒輪、軸、鏈輪等標(biāo)準(zhǔn)零件，而且還包含大量的專用零件，這些零件很多具有不規(guī)則形狀、圓弧曲面較多，使用傳統(tǒng)人工操作機(jī)床加工效率很低。而數(shù)控加工通過(guò)將二維圖紙、三維模型導(dǎo)入數(shù)控機(jī)床，就能自動(dòng)生成加工程序，經(jīng)過(guò)工人簡(jiǎn)單便捷的檢查與修正，即可快速實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的批量化自動(dòng)制造。數(shù)控制造免去了人工操作反復(fù)拆卸零件測(cè)量、裝夾、再加工的過(guò)程，且對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件加工精準(zhǔn)度更高，使農(nóng)業(yè)機(jī)械整體的制造水平顯著提升，同時(shí)也為裝配工藝的優(yōu)化創(chuàng)造了有利條件。

2.2 仿真加工技術(shù)在農(nóng)機(jī)生產(chǎn)中的應(yīng)用

仿真加工技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的主要應(yīng)用形式之一，能夠在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)完成后，在進(jìn)行試制前通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真加工的形式，模擬真實(shí)加工過(guò)程，以便于查看農(nóng)機(jī)零件數(shù)控加工工藝是否合理，加工完成后是否存在問(wèn)題或缺陷，以便于及時(shí)調(diào)整工藝方案，使零部件的加工制造過(guò)程更為合理。將仿真加工技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械制造領(lǐng)域，能夠有效縮短零件試制過(guò)程的時(shí)間消耗，同時(shí)使材料和廢品率顯著降低，有效改善傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)加工過(guò)程的粗放形式，使生產(chǎn)成本、資源消耗、制造周期都明顯縮短。

2.3 柔性制造技術(shù)在農(nóng)機(jī)生產(chǎn)中的應(yīng)用

柔性制造技術(shù)主要是為了擺脫傳統(tǒng)的生產(chǎn)線只能固定生產(chǎn)單一品類的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品特點(diǎn)，使農(nóng)機(jī)生產(chǎn)過(guò)程具備高度的適應(yīng)性，例如通過(guò)光電技術(shù)或視覺(jué)技術(shù)對(duì)原材料下料尺寸、形狀進(jìn)行分析，從而自動(dòng)獲取加工工藝流程，自動(dòng)完成加工。柔性制造技術(shù)在農(nóng)機(jī)生產(chǎn)中應(yīng)用，使生產(chǎn)過(guò)程不必再限制于某一時(shí)間段生產(chǎn)同一機(jī)械零部件，而是根據(jù)生產(chǎn)需要自動(dòng)調(diào)整生產(chǎn)節(jié)奏，能同時(shí)進(jìn)行多個(gè)種類產(chǎn)品零件的交替制造，有效提高生產(chǎn)線或機(jī)床的利用率和自動(dòng)化的適應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)型產(chǎn)品在同一生產(chǎn)線的同步加工要求。

2.4 增材制造技術(shù)在農(nóng)機(jī)生產(chǎn)中的應(yīng)用

增材制造技術(shù)有別于傳統(tǒng)的機(jī)械加工模式，不需要通過(guò)去除材料的方式進(jìn)行零件制造，而是通過(guò)材料逐層累加的方式制造零部件，最典型的技術(shù)即為3D打印技術(shù)。近年來(lái)，增材制造技術(shù)逐漸應(yīng)用到農(nóng)機(jī)新產(chǎn)品試驗(yàn)樣機(jī)的制作過(guò)程中。生產(chǎn)制造單一零部件耗時(shí)長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低、成本高，而樣機(jī)制造又不能進(jìn)行大批量生產(chǎn)，因此，通過(guò)增材制造技術(shù)快速生成零部件，能夠使樣機(jī)制造的時(shí)間大量縮短，大型農(nóng)機(jī)具利用多臺(tái)增材制造設(shè)備制造一套關(guān)鍵零部件通常僅需要3～4天時(shí)間，這為樣機(jī)在合理農(nóng)時(shí)內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)提供了保證，同時(shí)，若試驗(yàn)過(guò)程發(fā)現(xiàn)某些零部件不合理，也能及時(shí)制造改進(jìn)后的新零件，使試驗(yàn)過(guò)程更為緊密，研發(fā)速度顯著提升。

3 農(nóng)機(jī)損壞零件的修復(fù)

3.1 傳統(tǒng)修復(fù)方式

需要修復(fù)的農(nóng)機(jī)零件包括以下幾種情況：一是磨損的傳動(dòng)件修復(fù)，在農(nóng)機(jī)零件修復(fù)中占較大比例；二是變形零部件和斷裂零部件修復(fù)，在農(nóng)機(jī)修復(fù)工作中相對(duì)占比較小。對(duì)于磨損零件和變形零件通常具有較好的修復(fù)價(jià)值，而斷裂零件因修復(fù)后可靠性降低，因此修復(fù)價(jià)值通常不高。

農(nóng)機(jī)零件常規(guī)的修復(fù)方式包括以下幾種：(1)焊接修復(fù)包括補(bǔ)焊、堆焊等多種常用技術(shù)，其中補(bǔ)焊主要用于修復(fù)開(kāi)焊、裂紋等零件；堆焊用于修復(fù)表面磨損的零件。(2)嵌套修復(fù)，即將磨損零件表面進(jìn)行機(jī)械加工去除，再根據(jù)去除后的零件尺寸制造筒形外套，通過(guò)熱裝配嵌套到被修復(fù)零件上，使其恢復(fù)原有尺寸，嵌套修復(fù)多應(yīng)用于軸類零件。(3)壓力校正修復(fù)，對(duì)于彎曲變形的零件，可通過(guò)壓力機(jī)進(jìn)行壓力校正，壓力方向與變形方向相反，壓力校正包括冷校正和熱校正兩種方式，冷校正在常溫下施壓，熱校正在對(duì)金屬零件彎曲位置局部加熱后施壓。壓力校正對(duì)于變形規(guī)則的零部件具有較好的修復(fù)效果。

3.2 現(xiàn)代化修復(fù)技術(shù)

近年來(lái)，對(duì)于農(nóng)機(jī)零件的修復(fù)也應(yīng)用了很多先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)，使零件的修復(fù)質(zhì)量得到了顯著提升。(1)低溫電鍍技術(shù)。低溫電鍍技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械磨損零件的修復(fù)上應(yīng)用廣泛，隨著電鍍技術(shù)的提升，電鍍層的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，使修復(fù)后的零件表面具備更高的使用性能，其硬度、韌性、耐磨性都超過(guò)普通金屬材料，且維修成本低，能實(shí)現(xiàn)批量維修要求。(2)熱噴涂技術(shù)。利用火焰或電弧等將噴涂材料融化，再通過(guò)高壓空氣噴射到被修復(fù)零件表面，高速噴射使噴涂材料與金屬零件表面形成機(jī)械咬合，使表面形成耐磨性能良好的涂層，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)表層損傷的修復(fù)。(3)激光熔覆技術(shù)。是通過(guò)激光光束將磨損位置表面的金屬材料融化，使其附著于磨損位置，形成修補(bǔ)效果，激光熔覆對(duì)小面積磨損修復(fù)作用明顯，機(jī)械加工后能達(dá)到優(yōu)于原零件的使用性能。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代制造技術(shù)是未來(lái)農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)的關(guān)鍵形式，決定了農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的品質(zhì)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。要將現(xiàn)代化的制造技術(shù)真正融入農(nóng)機(jī)制造領(lǐng)域，還必須充分結(jié)合農(nóng)機(jī)產(chǎn)品數(shù)量大、種類多、材料寬泛的特點(diǎn)，使農(nóng)機(jī)生產(chǎn)的現(xiàn)代制造技術(shù)具備行業(yè)特點(diǎn)，這也更有利于農(nóng)業(yè)機(jī)械制造向信息化、智能化與集成化發(fā)展，使農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)進(jìn)入高效率、高精度的新時(shí)代。