農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝與精密加工技術(shù)分析

白躍輝

（鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鶴壁 458000）

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝的應(yīng)用現(xiàn)狀

采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)設(shè)備可以極大地加強(qiáng)和提高農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造的水平，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)生產(chǎn)的再次轉(zhuǎn)型升級(jí)，提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造產(chǎn)品的效益，創(chuàng)造和推出了更具有應(yīng)用價(jià)值的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品的功能多元化，滿足了市場多變的產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求，更加精準(zhǔn)地分析和掌握當(dāng)前市場需求，針對(duì)當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造和市場的發(fā)展變化及時(shí)地作出反應(yīng)。此外，無論是在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)還是在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械的制造，科學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)都已經(jīng)是實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化的模式，為了設(shè)計(jì)人員能夠更好地保障設(shè)計(jì)和最終產(chǎn)品的質(zhì)量符合農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)人員的預(yù)期，需要不斷加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化和研究，設(shè)計(jì)制造人員也就需要牢固樹立自動(dòng)化的生產(chǎn)和制造理念，整合機(jī)械行業(yè)現(xiàn)有的信息技術(shù)資源，提高對(duì)信息資源的利用率，根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品實(shí)際的需求，采用自動(dòng)化的更具技術(shù)創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方案，滿足設(shè)計(jì)市場自動(dòng)化和客戶設(shè)計(jì)個(gè)性化的要求。

2 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝及其應(yīng)用效果

2.1 集成化生產(chǎn)模式

在自動(dòng)化科學(xué)信息技術(shù)不斷發(fā)展的時(shí)代背景下，自動(dòng)化生產(chǎn)基礎(chǔ)和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的相互融合逐漸形成了先進(jìn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝技術(shù)。在自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)設(shè)計(jì)自動(dòng)化制造的領(lǐng)域中網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)技術(shù)、通訊技術(shù)交叉于自動(dòng)化作業(yè)，可以有效推動(dòng)整個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)設(shè)計(jì)制造行業(yè)的自動(dòng)化和發(fā)展。集成化農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)設(shè)計(jì)制造模式采用自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)系統(tǒng)工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化，結(jié)合農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及自動(dòng)化對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，不斷對(duì)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化的生產(chǎn)流程、程序和技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，豐富了自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)的系統(tǒng)以及自動(dòng)化操作的便捷性，將自動(dòng)化從過去分散的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)、生產(chǎn)單元的整合發(fā)展成為有機(jī)的整體。機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)自動(dòng)化體系的建立可以有效減少和降低自動(dòng)化企業(yè)的生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)工藝的節(jié)能低碳轉(zhuǎn)型升級(jí)，從而有效順應(yīng)機(jī)械行業(yè)持續(xù)快速發(fā)展的進(jìn)程。

2.2 智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)

人工智能技術(shù)作為當(dāng)今各個(gè)自動(dòng)化行業(yè)創(chuàng)新技術(shù)的重要衍生品與技術(shù)的替代品，也是當(dāng)今各個(gè)自動(dòng)化行業(yè)的改革與發(fā)展的一項(xiàng)重點(diǎn)工作內(nèi)容。誠然人工智能技術(shù)如今發(fā)展得還不成熟，這也是向我們表示人工智能化創(chuàng)新技術(shù)目前還有很大的發(fā)展?jié)撃苡写M(jìn)一步的開發(fā)，機(jī)械設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域需要進(jìn)一步地加強(qiáng)對(duì)智能化生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用研究。在農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)中加入了人工智能生產(chǎn)技術(shù)，構(gòu)建了智能、無人值守的農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)，這樣農(nóng)機(jī)即可有效地實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的形式，只是設(shè)計(jì)需要專業(yè)技術(shù)人員初步的操作，如預(yù)先設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、輸入農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)過程設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)參數(shù)等，此時(shí)人工智能生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)的全鏈條情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，憑借人工智能終端直接替代了人腦對(duì)農(nóng)機(jī)進(jìn)行判定和做出決策。這種人工智能生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)一步突出了“智能”的理念，也就是農(nóng)機(jī)可以直接實(shí)現(xiàn)人工自主學(xué)習(xí)，在實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)的過程中越廣泛應(yīng)用越聰明，不僅這種技術(shù)可以有效地強(qiáng)化和提高農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)的效率，還可以能夠有效地降低對(duì)資源的浪費(fèi)，控制和降低生產(chǎn)成本。

2.3 低碳化生產(chǎn)模式

傳統(tǒng)的高污染農(nóng)業(yè)機(jī)械低碳化生產(chǎn)的模式已經(jīng)無法很好地適應(yīng)我國工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的要求，想要有效減緩傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械低碳化生產(chǎn)模式造成的嚴(yán)重環(huán)境污染問題，就必須要進(jìn)一步加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械綠色低碳化生產(chǎn)管理技術(shù)的科學(xué)研究與推廣應(yīng)用。推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械低碳化生產(chǎn)可以促進(jìn)行業(yè)發(fā)展作為我國推動(dòng)農(nóng)業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康增長的戰(zhàn)略性支柱型機(jī)械產(chǎn)業(yè)，要不斷對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境建設(shè)展開了綠色保護(hù)與優(yōu)化，減少傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)中“三廢”的排放，盡可能地將農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)對(duì)于環(huán)境的直接影響程度降到最低，推動(dòng)了農(nóng)業(yè)機(jī)械低碳化生產(chǎn)可以促進(jìn)行業(yè)的長足發(fā)展。目前傳統(tǒng)的高污染農(nóng)業(yè)機(jī)械低碳化生產(chǎn)在技術(shù)和管理上存在不足。通過建立科學(xué)的低碳化生產(chǎn)管理模式，縮短了農(nóng)業(yè)機(jī)械低碳化生產(chǎn)的周期，從而有效降低二氧化碳排放，構(gòu)建一條綠色安全農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)鏈。

3 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝的具體應(yīng)用

3.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)

在進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械的產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)中，結(jié)合了計(jì)算機(jī)的軟件技術(shù)以及先進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)的設(shè)備技術(shù)即可輕松實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的系統(tǒng)，以進(jìn)行autocad的作為軟件舉例，autocad 的軟件在進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)中主要包含的功能和作用主要有： 實(shí)現(xiàn)多維度平而圖形的開發(fā)、思維圖形的建模和設(shè)計(jì)與仿真測試、設(shè)計(jì)與自動(dòng)化生產(chǎn)的銜接。在進(jìn)行autocad的軟件開發(fā)之初，農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)都基本上是直接采用了手繪二維圖形的平面設(shè)計(jì)。當(dāng)然，三維設(shè)計(jì)模型的圖像可以一鍵直接轉(zhuǎn)化成為二維的模型，二維設(shè)計(jì)的圖形也同樣可以直接轉(zhuǎn)化出來成為三維的圖形，從而直接完成模型的設(shè)計(jì)。當(dāng)今農(nóng)業(yè)基于autocad 的軟件技術(shù)已經(jīng)和新一代農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了有機(jī)融合，這也是新一代自動(dòng)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要技術(shù)基礎(chǔ)，結(jié)合了autocad 打印機(jī)軟件系統(tǒng)中的特有插件，將二維的圖像直接轉(zhuǎn)化出來成為三維的模型，提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)生產(chǎn)自動(dòng)化的水平，保障最終自動(dòng)化生產(chǎn)的效率。

3.2 農(nóng)業(yè)機(jī)械制造

以自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)控板材加工下料為例。該平臺(tái)充分利用了autocad 自動(dòng)下料操縱控制軟件，根據(jù)自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械的板材形狀進(jìn)行加工下料特性，對(duì)于確保自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械的制造質(zhì)量更具有針對(duì)性。autocad 軟件平臺(tái)主要是包含了農(nóng)業(yè)機(jī)械零件、板材、生產(chǎn)工藝等多種綜合設(shè)計(jì)模式，挖掘了與大數(shù)據(jù)相關(guān)的信息，得出排樣的模板，從中通過選擇得出更加合理的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，并通過應(yīng)用了可視化的技術(shù)自動(dòng)生成模板工程圖，從autocad 提供的軟件將產(chǎn)品的模板工程圖形進(jìn)行導(dǎo)入，采用自動(dòng)化的delphi 應(yīng)用程序進(jìn)行開發(fā)的工勇可以獲取平而圖的方式進(jìn)行數(shù)控仿真編程代碼，此時(shí)用戶即可快速得到農(nóng)業(yè)機(jī)械加工的信息，包括規(guī)格、生產(chǎn)過程以及參數(shù)等，并通過智能化的技術(shù)可以模擬各種農(nóng)業(yè)機(jī)械的各種直線、圓弧以及加工的軌道，還甚至可以通過采用timer(定時(shí)控件)、canvas(插圖定時(shí)控件) 對(duì)各種模擬機(jī)械形態(tài)模型中的插圖進(jìn)行了更改，在數(shù)控顯示屏上我們可以直接清晰地顯示出各種農(nóng)業(yè)機(jī)械構(gòu)件模型實(shí)際的形態(tài)，模型如果符合標(biāo)準(zhǔn)要求即可按照數(shù)控仿真系統(tǒng)中所編程的代碼進(jìn)行現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)。在實(shí)際的生產(chǎn)中，軟件工程師可以對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)流程中的軟件進(jìn)行校檢，考量應(yīng)用程序和實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的可行性、精準(zhǔn)性。

4 精密加工技術(shù)

4.1 技術(shù)分類

（1）超精密切削。超精密金剛石切削技術(shù)是以單片機(jī)的spdt 模擬技術(shù)為核心。采用了先進(jìn)的切削技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了納米級(jí)別的切削。鍍膜技術(shù)應(yīng)用于金剛石進(jìn)行刀具的銑削，在光學(xué)電子元件、有機(jī)玻璃、塑料制品、陶瓷、復(fù)合材料等機(jī)械加工領(lǐng)域的刀具切削應(yīng)用十分廣泛。但是由于金剛石在實(shí)際使用中也存在著損耗大的問題，未來需要進(jìn)一步發(fā)展更多的鍍膜切削技術(shù)應(yīng)用以改善傳統(tǒng)的金剛石切削刀具在加工硬化鋼材時(shí)的精度和損耗。

（2）超精密磨削。在高精度的農(nóng)業(yè)機(jī)械構(gòu)件的加工中可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。被超精密磨削之后，工件表面的粗糙度和磨削的痕跡幾乎不隨處可見。

（3）超精密研磨。超精密浮動(dòng)研磨加工技術(shù)公司產(chǎn)品系列包括新型超精密浮動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械加工研磨、浮動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械加工研磨等超精密研磨技術(shù)。該項(xiàng)加工研磨儀表技術(shù)所需要研磨材料球表精度達(dá)到0.025nm，而粗糙度甚至可以精確到0.003nm。

4.2 技術(shù)發(fā)展展望

（1）高精度、高效率。精密材料加工的技術(shù)當(dāng)今更多的是廣泛應(yīng)用在國防軍工、航天等特殊的領(lǐng)域，未來我們會(huì)逐漸向民用以及農(nóng)業(yè)機(jī)械加工產(chǎn)品的方向快速發(fā)展，cmp 單芯片多事件處理加工技術(shù)可以大大提升加工的精度。

（2）大型化與微型化。高精度加工農(nóng)業(yè)機(jī)械的零部件加工生產(chǎn)的機(jī)床是需要大型精密零部件加工的設(shè)備，美國提出了加工精度直徑分別為2.4～4m的大型精密加工農(nóng)業(yè)機(jī)械超精密零部件加工的機(jī)床，可以從根本上實(shí)現(xiàn)精密加工農(nóng)業(yè)機(jī)械精密零部件的量產(chǎn)。

（3）智能化。農(nóng)業(yè)機(jī)械依然主要是目前正逐步處于新的農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化加工生產(chǎn)農(nóng)業(yè)朝向現(xiàn)代工業(yè)化和智能化的重要過渡階段，實(shí)現(xiàn)所有農(nóng)業(yè)機(jī)械朝向智能化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工可以大大提高農(nóng)業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)農(nóng)業(yè)機(jī)械朝向智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的工作效率和生產(chǎn)穩(wěn)定性，這一點(diǎn)在精密化的農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)加工中更加明顯。

5 結(jié) 語

綜上所述，在新的時(shí)期下利用農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)工藝已經(jīng)逐漸成為自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械加工行業(yè)的主流發(fā)展趨勢?？傊?，充分利用自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)工藝和制造的技術(shù)可以有效提高自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的效能、提高農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)利用率和企業(yè)的效益、提供農(nóng)業(yè)個(gè)性化的服務(wù)，是自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)領(lǐng)域重點(diǎn)研究和關(guān)注的基礎(chǔ)性問題。