農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝及精密加工技術(shù)運(yùn)用實(shí)踐

劉軍偉

摘 要 我國(guó)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，為了促進(jìn)農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，國(guó)家每年都會(huì)針對(duì)農(nóng)業(yè)投入大量的資金。隨著科技的發(fā)展，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)迅速騰飛，機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝和機(jī)械精密加工技術(shù)得到了空前的發(fā)展，國(guó)內(nèi)很多專(zhuān)家開(kāi)始號(hào)召工業(yè)行業(yè)將精密機(jī)械制造與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化、無(wú)人化。為了滿足農(nóng)民生產(chǎn)勞動(dòng)的需求，針對(duì)目前工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)機(jī)械制造工藝以及機(jī)械精密加工特點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致分析，并結(jié)合我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀，總結(jié)機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，提出全新的優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞 機(jī)械設(shè)計(jì);制造工藝;精密加工;技術(shù)優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)：S220.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.05.090

經(jīng)過(guò)第一次工業(yè)革命，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)得到飛速發(fā)展，為機(jī)械化制造工藝和精密加工提供了良好的環(huán)境。等到第二次工業(yè)革命過(guò)后，人們對(duì)生活質(zhì)量和現(xiàn)代產(chǎn)品需求逐漸提升，很多產(chǎn)品被賦予了更高的加工要求和制造水準(zhǔn)，促使精密加工技術(shù)成為了各大發(fā)達(dá)國(guó)家追求的頂尖技術(shù)，在國(guó)防、運(yùn)輸、生活、農(nóng)業(yè)等方面都有所應(yīng)用，而我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)工藝和精密技術(shù)加工起步較晚，傳統(tǒng)的技術(shù)工藝已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)下人們的生產(chǎn)需求。為此，國(guó)內(nèi)機(jī)械制造行業(yè)相關(guān)的專(zhuān)家和學(xué)者應(yīng)將精力放在提升機(jī)械加工設(shè)計(jì)工藝與機(jī)械精密加工技術(shù)上，加大對(duì)其的研究，切實(shí)提升我國(guó)工業(yè)技術(shù)水平。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝與機(jī)械精密加工技術(shù)概述

現(xiàn)階段，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械精密加工處于初級(jí)階段，并正朝著機(jī)械三大基本特性靠攏，即關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性、全球性，這些特點(diǎn)與機(jī)械加工有著密不可分的關(guān)系。將多個(gè)領(lǐng)域技術(shù)有效地融合在一起，構(gòu)建一個(gè)完整的生態(tài)制造體系，可以促使我國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)更上一層樓[1]。

1.1 關(guān)聯(lián)性

關(guān)聯(lián)性是指在生產(chǎn)過(guò)程中，各項(xiàng)工藝環(huán)節(jié)之間有著明顯的配合性和傳遞性，上一步工序會(huì)對(duì)下一步工序產(chǎn)生重要的影響，每一個(gè)步驟都關(guān)乎產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，設(shè)計(jì)人員在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中要設(shè)置各環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)督與檢查辦法，促使機(jī)械生產(chǎn)制造過(guò)程順利進(jìn)行[2]。

1.2 全球性

市場(chǎng)全球化發(fā)展使機(jī)械設(shè)計(jì)制造不再拘泥于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，而是出口至更多的地區(qū)與國(guó)家。在這種大時(shí)代背景下，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝和機(jī)械精密技術(shù)得到了長(zhǎng)久發(fā)展，不僅學(xué)習(xí)了西方先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，還更新了管理體系和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)械水平進(jìn)行了創(chuàng)新性改革。但是，技術(shù)突破不是一朝一夕就可以取得的，各項(xiàng)工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)同步提升，才能夠帶動(dòng)機(jī)械加工技術(shù)水平整體提升，若想在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家的機(jī)械制造水平，必須虛心學(xué)習(xí)國(guó)外已成熟的技術(shù)知識(shí)，這樣才能將全球化價(jià)值發(fā)揮到最大[3]。

1.3 系統(tǒng)性

當(dāng)前，我國(guó)機(jī)械制造企業(yè)使用的零件基本都有單獨(dú)的供應(yīng)商，這是時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)，零件供應(yīng)商極大地分擔(dān)了機(jī)械制造企業(yè)的發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)，在降低企業(yè)制造成本的同時(shí)可以提升機(jī)械質(zhì)量水平。在一個(gè)完整的機(jī)械上，可能擁有4～8個(gè)不同零件供應(yīng)商提供的產(chǎn)品組件，他們系統(tǒng)地結(jié)合成了一個(gè)完整的產(chǎn)品，各個(gè)組件之間的聯(lián)系性較強(qiáng)。系統(tǒng)性的特點(diǎn)給機(jī)械制造工藝帶來(lái)了優(yōu)勢(shì)也帶了弊端，很多知名機(jī)械生產(chǎn)廠家由于某一個(gè)位置的零件不合格，就需要召回市場(chǎng)上所有的同類(lèi)產(chǎn)品，給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝和機(jī)械精密加工技術(shù)的主要特征

2.1 柔性化

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)逐漸朝著柔性化趨勢(shì)發(fā)展，形成了獨(dú)特的機(jī)械加工類(lèi)型。在機(jī)械加工發(fā)展的前期，人們主要使用手工技藝完成機(jī)械制造，到了后現(xiàn)代工業(yè)時(shí)期，人們將機(jī)器人技術(shù)以及數(shù)控電子化技術(shù)融入機(jī)械加工中，極大地提升了機(jī)械制造的精準(zhǔn)度和工藝水平。而將機(jī)械技術(shù)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，機(jī)械產(chǎn)品還需要應(yīng)用智能識(shí)別技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、電子工程技術(shù)，逐漸使農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備更加貼合實(shí)際需求和柔性化特征[4]。

2.2 高精度

高精度是現(xiàn)代化機(jī)械的主要特征之一，目前很多精密產(chǎn)品的生產(chǎn)十分依賴高精度機(jī)床和智能控制機(jī)器人。在實(shí)際機(jī)械制造生產(chǎn)過(guò)程中，精度高的機(jī)械產(chǎn)品會(huì)比精度低的同類(lèi)產(chǎn)品性能更好、體積更小、功能更多、成本更低。例如，芯片是高精度機(jī)械的代表，同樣面積的芯片中，晶體管越多，性能也就越好，為了我國(guó)能夠更早地制作出屬于國(guó)產(chǎn)芯片，機(jī)械設(shè)計(jì)人員必須克服精密度加工技術(shù)的障礙[5]。

2.3 實(shí)踐性

農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與工業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)有著明顯的區(qū)別，很多設(shè)計(jì)人員沒(méi)有農(nóng)業(yè)種植的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我國(guó)地貌地勢(shì)了解的也并不是十分全面，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免會(huì)有所偏差，這就需要設(shè)計(jì)人員親自收集數(shù)據(jù)，訪問(wèn)擁有種植經(jīng)驗(yàn)的農(nóng)民，詢問(wèn)其需求，從而避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)誤差。部分設(shè)計(jì)人員會(huì)借用國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)機(jī)械藍(lán)圖設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)機(jī)械，但是我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械一般只適用于地勢(shì)較為平緩的地面，面對(duì)我國(guó)復(fù)雜的地勢(shì)，一般的農(nóng)用機(jī)械難以發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，而設(shè)計(jì)人員背離了實(shí)際情況，設(shè)計(jì)的農(nóng)用機(jī)械也很難發(fā)揮實(shí)際作用[6]。

3 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝和機(jī)械精密加工技術(shù)的優(yōu)化方法

當(dāng)代農(nóng)民逐漸認(rèn)識(shí)到了農(nóng)用機(jī)械帶來(lái)的便捷性，很多地方已經(jīng)開(kāi)始對(duì)傳統(tǒng)的農(nóng)用器具進(jìn)行機(jī)械化改革，如播種機(jī)、便攜式撒藥設(shè)備、電動(dòng)施肥設(shè)備等，機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝和機(jī)械精密加工技術(shù)應(yīng)用還會(huì)逐漸深入，將來(lái)還會(huì)擁有更加寬廣的發(fā)展空間，為此設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)各項(xiàng)機(jī)械技術(shù)的研究[7]。

3.1 綠色環(huán)保發(fā)展

近幾年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用了大量的肥料和農(nóng)藥，對(duì)環(huán)境造成了極其惡劣的影響，為此，機(jī)械設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)機(jī)械時(shí)可以在用料、生產(chǎn)、調(diào)試、工作的過(guò)程中，依次解決這些問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到理想的環(huán)保目的。1）在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)，可以從最初的制造材料、包裝材料、運(yùn)輸方式、消耗品材質(zhì)和維修方法等多個(gè)方面優(yōu)化用料的材質(zhì)，避免使用高污染、高危害的材料，使環(huán)保問(wèn)題在設(shè)計(jì)之初就得到充分重視。2）在設(shè)計(jì)理念上，設(shè)計(jì)人員需要轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)思想，使綠色生產(chǎn)理念與機(jī)械制造工藝技術(shù)有機(jī)地融合在一起，盡可能控制農(nóng)民用藥的量數(shù)，促使農(nóng)民也意識(shí)到環(huán)保的重要性。3）對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝和機(jī)械精密加工技術(shù)上不能只停留與設(shè)計(jì)層面上，還應(yīng)從社會(huì)效益上思考，提升制造機(jī)械企業(yè)自身競(jìng)爭(zhēng)力，營(yíng)造品牌環(huán)保形象[8]。

3.2 運(yùn)用人工智能技術(shù)

將智能技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝和機(jī)械精密加工中，不僅能夠提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，還能降低農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，使農(nóng)業(yè)機(jī)械做出更復(fù)雜的動(dòng)作，滿足不同地形的工作需求。例如，在設(shè)計(jì)農(nóng)藥噴灑機(jī)器人時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要考慮如何收集地形信息和設(shè)計(jì)噴灑設(shè)計(jì)方案，對(duì)于地形信息的收集，不建議使用農(nóng)民手動(dòng)輸入模式，因?yàn)楫?dāng)代農(nóng)民受教育程度不同，對(duì)于系統(tǒng)的設(shè)定難免會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)。為此，設(shè)計(jì)人員可以使用小型無(wú)人機(jī)探測(cè)方法，讓農(nóng)民在農(nóng)作物四周插上信號(hào)地標(biāo)，小型無(wú)人機(jī)根據(jù)地標(biāo)的范圍勘探整個(gè)工作地形與地貌，并將信息發(fā)送至農(nóng)藥噴灑機(jī)器中央處理系統(tǒng)上，自動(dòng)篩選合適的方案，而后開(kāi)始進(jìn)行工作，在農(nóng)藥調(diào)配比例上，一定要加以規(guī)范，設(shè)定嚴(yán)格的藥水配比，避免出現(xiàn)農(nóng)作物中毒以及環(huán)保問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

提升農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝和機(jī)械精密加工技術(shù)，對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著十分重要的作用，對(duì)于減少農(nóng)民勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率具有積極意義。故此，設(shè)計(jì)人員要深刻地了解機(jī)械設(shè)計(jì)制造特點(diǎn)和機(jī)械精密加工技術(shù)的特征，以安全環(huán)保為設(shè)計(jì)理念，以融入智能化技術(shù)為設(shè)計(jì)方向，使設(shè)計(jì)產(chǎn)品能夠更好地受到農(nóng)民的歡迎。

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（責(zé)任編輯：劉 昀）