激光加工技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中的發(fā)展和應(yīng)用

李紅月

摘 要：自上世紀(jì)六十年代，激光技術(shù)作為一門高新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，受到各行各業(yè)的廣泛關(guān)注和應(yīng)用?，F(xiàn)如今，在我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械制造行業(yè)，激光加工技術(shù)的應(yīng)用尚不普遍。科學(xué)引入激光加工技術(shù)能夠使農(nóng)業(yè)機(jī)械的制造水平大幅度提升，使加工效率得到提高，因此需要在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中對(duì)激光加工技術(shù)積極推廣應(yīng)用，從而滿足市場(chǎng)的需求。本文簡(jiǎn)要介紹了激光加工技術(shù)應(yīng)用的重要性，重點(diǎn)分析了幾種先進(jìn)的激光加工技術(shù)，并對(duì)其在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述，希望可以提高農(nóng)業(yè)機(jī)械制造現(xiàn)代化技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：激光加工技術(shù)；農(nóng)業(yè)機(jī)械制造；發(fā)展應(yīng)用

所謂的激光加工技術(shù)，主要是采用高能密度激光束，使材料與激光束之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)，從而使物質(zhì)形態(tài)或性質(zhì)得以改變的材料加工技術(shù)。激光加工涉及多門學(xué)科，不僅包括物理、材料和電子，而且還涵蓋了機(jī)械、工程傳熱等，通過(guò)對(duì)激光、控制以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行有效綜合，從而形成多種技術(shù)與學(xué)科交叉的先進(jìn)制造技術(shù)。激光加工技術(shù)因其特有優(yōu)勢(shì)受到機(jī)械制造單位的廣泛應(yīng)用，其不僅具有較小的熱影響區(qū)域、較高的加工精度以及較少的污染，而且具有非接觸作業(yè)、可選區(qū)加工等特點(diǎn)，同時(shí)其他制造方法在特定的加工環(huán)境下無(wú)法替代。所以，在許多行業(yè)中，激光加工技術(shù)都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

1 激光加工技術(shù)應(yīng)用的重要性

1、能夠提高農(nóng)機(jī)制造技術(shù)水平。目前在很多行業(yè)中，激光加工技術(shù)都已得到大力推廣，隨后也將廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中。但是農(nóng)業(yè)機(jī)械制造企業(yè)要從基礎(chǔ)做起，在對(duì)先進(jìn)加工方法充分掌握的前提下，才能夠選擇正確的激光器使用方法和加工類型，從而使新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮，使傳統(tǒng)工藝得到進(jìn)一步改進(jìn)。激光加工技術(shù)具有較廣的技術(shù)涉及范圍，其中所覆蓋的現(xiàn)代科技成果包括材料技術(shù)、CAD技術(shù)、激光技術(shù)以及數(shù)控技術(shù)等。所以，在實(shí)施激光制造項(xiàng)目時(shí)，農(nóng)機(jī)企業(yè)必須對(duì)自身需求和條件進(jìn)行認(rèn)真分析，詳細(xì)咨詢先進(jìn)機(jī)械企業(yè)，找到結(jié)合點(diǎn)，順利實(shí)現(xiàn)激光加工技術(shù)的應(yīng)用。

2、能夠更好的服務(wù)農(nóng)機(jī)企業(yè)。在我國(guó)農(nóng)業(yè)制造中，尚未廣泛應(yīng)用激光加工技術(shù)，主要原因在于不同程度的神秘感和偏見(jiàn)存在于激光技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程。與此同時(shí)，很多偏遠(yuǎn)地區(qū)缺乏對(duì)激光技術(shù)的廣泛宣傳和實(shí)踐。所以，農(nóng)業(yè)企業(yè)如果能夠建立多功能激光加工中心，將先進(jìn)的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)及激光科研成果應(yīng)用于日常生產(chǎn)中，必定能夠?yàn)檗r(nóng)機(jī)企業(yè)提供便利的服務(wù)，從而使機(jī)械制造水平得到大幅提升。

3、能夠提升企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。近年來(lái)，隨著我國(guó)科技水平的不斷提升，大功率激光設(shè)備逐漸受到人們的關(guān)注，大功率激光器相比于其他加工設(shè)備，具有較低的成本價(jià)格，而且生產(chǎn)技術(shù)越來(lái)越成熟，因此激光加工技術(shù)受到眾多農(nóng)業(yè)機(jī)械加工企業(yè)的青睞。在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中，激光加工技術(shù)具備一定的外部條件。與此同時(shí)，我國(guó)快速發(fā)展的農(nóng)業(yè)工業(yè)化進(jìn)一步提升了農(nóng)業(yè)制造企業(yè)的實(shí)力，農(nóng)業(yè)機(jī)械的制造水平大幅提升，產(chǎn)品的質(zhì)量也隨之越來(lái)越好，良好的內(nèi)部條件使激光加工技術(shù)能夠在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

2 激光加工技術(shù)在農(nóng)機(jī)制造中的應(yīng)用

1、激光快速成型技術(shù)的應(yīng)用。所謂的快速成型技術(shù)，主要指樣件或零件直接根據(jù)CAD模型快速生產(chǎn)的技術(shù)總稱。它集成了多種現(xiàn)代科技成果，其中包括材料技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、CAD技術(shù)以及激光技術(shù)等。相比于傳統(tǒng)的制造方法，激光加工技術(shù)具有較高的互換性、較低的成本、較好的復(fù)制性以及較短的加工周期等特點(diǎn)，是先進(jìn)制造的重要組成部分。激光快速成型技術(shù)的加工模式為非接觸作業(yè)，有效的解決了傳統(tǒng)加工的殘余力問(wèn)題和工具更新問(wèn)題，而且不需要切割，沒(méi)有任何噪聲，完全符合生態(tài)環(huán)境建設(shè)的要求。該技術(shù)能夠?qū)⒉牧峡焖偈┕こ尚?，比較適合生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)單件零件。通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐可知，激光快速成型技術(shù)在應(yīng)用后能夠降低50%的制造費(fèi)用，縮短80%的加工周期，優(yōu)越性較為明顯。不過(guò)在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中，這一優(yōu)越性相對(duì)有限，主要原因在于原有的農(nóng)業(yè)制造企業(yè)過(guò)于依賴傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，對(duì)激光技術(shù)沒(méi)有充分的了解，從而導(dǎo)致使用率不高。在農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)中，收獲機(jī)械、整地機(jī)械以及耕地機(jī)械都具有較為復(fù)雜的形狀，另外如水泵葉輪、送料螺旋以及犁體曲面等具有復(fù)雜的曲面，在生產(chǎn)過(guò)程中需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。而傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)很難達(dá)到理想的效果，但是通過(guò)激光快速成型集成技術(shù)的應(yīng)用，不但能夠使新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期大大縮短，而且能夠使開(kāi)發(fā)成本有效降低，從而制造質(zhì)量也比傳統(tǒng)制造方法高很多。

2、激光表面強(qiáng)化和熱處理的應(yīng)用。激光表面強(qiáng)化與熱處理技術(shù)作為新型材料的表面處理技術(shù)，主要是通過(guò)激光穿透能力強(qiáng)的特點(diǎn)加熱金屬表面，使其臨近熔點(diǎn)，隨后將溫度降低，其表面迅速奧氏體化，然后快速自冷淬火，有效強(qiáng)化金屬表面。我國(guó)在發(fā)展和補(bǔ)充傳統(tǒng)熱處理技術(shù)的情況下產(chǎn)生了激光熱處理，它能夠有效解決表面處理方法的材料強(qiáng)化問(wèn)題。鑄層表層強(qiáng)度在經(jīng)過(guò)激光處理后，可達(dá)到HRC60以上，合金鋼和高碳鋼的表層強(qiáng)度在經(jīng)過(guò)激光處理后可超過(guò)HRC70，從而使其抗磨損、抗疲勞以及防氧化等性能得到提高，使其使用壽命得到延長(zhǎng)。激光熱處理技術(shù)在犁、播種機(jī)以及中耕機(jī)等機(jī)器中應(yīng)用的較為廣泛。農(nóng)用機(jī)器一般磨損較快，復(fù)雜的環(huán)境要求其具有較高的強(qiáng)度。通過(guò)激光硬化處理此類零件以后，其硬度會(huì)比常規(guī)淬火硬度高15%左右，激光合金化可將新材料按照要求加入其中，從而形成新合金層，使自身性能得到提升。另外，處理后的新材料可以有效提高機(jī)械的性能，能夠使用性能較低的基材，從而使基材的質(zhì)量有效減少。

3、激光切割技術(shù)的應(yīng)用。在金屬加工領(lǐng)域，激光切割技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用。這種技術(shù)主要針對(duì)材料表面通過(guò)激光光束的高密度掃描，在短時(shí)間內(nèi)提升掃描部分的溫度，使該部分被千攝氏度的高溫所熔化，利用高壓氣體吹走熔化部分，將切割工作完成。該技術(shù)通過(guò)激光束的聚集能產(chǎn)生高能量確保完成工作任務(wù)，相比于一般加工方式而言，激光切割技術(shù)具有較大的優(yōu)點(diǎn)，其在金屬加工方面得到較普遍的應(yīng)用，使金屬材料通過(guò)激光切割保持完整形態(tài)，從而有效縮短加工時(shí)間，使材料得到節(jié)約，使施工成本大幅降低，有效保障產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)一步提升工作效率。農(nóng)業(yè)機(jī)械制造在進(jìn)行材料加工時(shí)，一般會(huì)使用較大厚度的金屬材料，傳統(tǒng)的加工方法很難滿足制作需求，而且加工后工件的精度無(wú)法保障。而對(duì)于較大厚度的金屬板，激光切割技術(shù)同樣具有較強(qiáng)的穿透力，不僅能夠提升工件的精度，而且可以降低材料成本，同時(shí)確保工件不變形。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，我國(guó)快速發(fā)展的農(nóng)業(yè)工業(yè)化進(jìn)一步增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)制造企業(yè)的實(shí)力，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著越來(lái)越高的要求，在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中為激光加工技術(shù)的應(yīng)用提供了內(nèi)部動(dòng)力和條件。隨著我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)政策的進(jìn)一步支持，農(nóng)業(yè)機(jī)械制造將迎來(lái)全新的發(fā)展機(jī)遇，借助激光技術(shù)農(nóng)機(jī)制造的發(fā)展將得到突飛猛進(jìn)的提升，從而進(jìn)一步增強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量，提升技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]黃曉紅，陳治明.新型產(chǎn)品表面激光處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].機(jī)床與液壓，2012，11（8）：321-322.

[2]王景成.激光加工技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].科技致富導(dǎo)向，2010，7（20）：234-235.

[3]胡俊舟，鮮光斌，許小寶，羅琳. 激光切割技術(shù)在沖壓行業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)[J]. 模具制造. 2012（09）

[4] 左鐵釧，陳虹. 21世紀(jì)的綠色制造——激光制造技術(shù)及應(yīng)用[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010（10）