农业机械零件数控加工方法分析

农业机械零件数控加工方法分析

向蔷

广东省深圳市

摘要：随着农业机械化水平的不断提高，对农业机械零件的制造质量和效率的要求越来越高。在传统的机械加工方法中，由于操作人员技术水平和制造设备的限制，往往存在加工精度不高、生产效率低等问题。为了解决这些问题，数控加工技术应运而生，并得到了广泛应用。

关键词：农业机械；零件

1 数控加工技术的发展历程

数控加工技术是一种通过数控系统控制机床运动和加工过程，实现零件加工的现代化制造技术，基本原理包括数控编程、数控系统、刀具和刀路、加工参数。其发展历程如下。

20世纪40年代为初期阶段，技术特点为采用机械、电气、液压等技术手段控制机床运动，主要应用于航空航天、国防等领域；50年代数控机床出现，采用数字计算机控制机床运动，实现高精度、高效率的零件加工；70年代实现数控机床的小型化和多功能化，出现了多种数控机床，包括车床、铣床、钻床等，并实现了数控加工和自动化生产的有机结合；80年代实现了数控加工的高速化和高精度化，出现了高速数控机床和高精度数控机床，能够满足更加复杂和高要求的零件加工；90年代数控加工系统与计算机网络、工业控制系统等进行联网，实现智能化制造和远程监控；到21世纪达到了数控加工的新发展阶段，出现了一系列新型数控加工技术，如激光加工、电火花加工、3D打印等，极大地拓展了数控加工技术的应用领域。

2 数控加工技术在农业机械零件加工中的应用

目前，数控加工技术已经广泛应用于农业机械零件加工领域，对于提高生产效率、降低成本、提高零件精度等方面带来极大的优势[8]。以下是数控加工技术在农业机械零件加工中的应用。

1)高精度零件加工。

实现高精度的零件加工。在数控加工过程中，还可以采用高速切削技术、高精度测量技术等，进一步提高加工精度。

2)复杂形状零件加工。

农业机械零件的形状和结构较为复杂，例如旋耕刀片、收割机刀片、播种器滑块等，传统的机械加工难以满足高精度加工的要求。而数控加工可以根据CAD文件直接编写数控程序，通过控制机床和切削工具的运动轨迹，实现复杂形状零件的高效加工。

3)批量生产和定制化生产。

在批量生产方面，数控加工技术可以通过编写相应的数控程序，实现对同一型号零件的批量生产，提高生产效率和生产质量，降低生产成本。另一方面，数控加工技术可以通过编写相应的数控程序，实现对不同型号和规格的零件的定制化生产。生产厂家可以根据客户的具体需求，根据CAD文件进行编程，实现定制化生产，提高客户的满意度。

4)增强零件表面硬度和耐磨性。

在数控加工过程中可以采用一些特殊的加工工艺，例如高速切削、超声波加工等，来改善零件表面的质量和硬度，提高零件的耐磨性。

3 农业机械零件数控加工的关键技术

3.1 CAD/CAM软件技术

CAD/CAM软件技术是指计算机辅助设计和计算机辅助制造两个领域的软件技术的综合应用。CAD软件技术是指利用计算机来辅助设计产品和部件，包括建立三维模型、绘制图纸、进行装配设计等操作。CAM软件技术是指利用计算机来辅助制造产品和部件，包括数控编程、工艺规划、工艺仿真等操作。

CAD/CAM软件技术在机械制造领域的应用越来越广泛。它能够提高生产效率、缩短产品开发周期、提高产品质量、降低生产成本等。在农业机械制造中，CAD/CAM软件技术的应用也越来越多。

3.2 加工刀具选择与刀具路径优化

在农业机械零件的数控加工中，刀具的选择和刀具路径的优化是影响加工质量和加工效率的重要因素。刀具选择需要考虑加工材料的硬度、粘附性、磨损情况等因素，同时也需要考虑切削力、切削速度、进给量等因素。不同材料的加工需要选择不同的刀具材质和几何形状。例如，对于高硬度的材料，需要选择硬质合金刀具或陶瓷刀具；对于高粘附性材料，需要选择涂层刀具或金属刀具；对于易磨损的材料，需要选择抗磨刀具等。此外，刀具的选择还需要考虑加工形状和加工精度等因素。

3.3 控制系统

目前，常见的数控控制系统包括PC数控系统和集成电路数控系统两种。PC数控系统是指采用计算机作为数控装置的控制系统，具有成本低、操作简便等优点，但其性能受到计算机硬件和软件的限制[9]。而集成电路数控系统则是采用专用芯片作为数控装置的控制系统，具有高速、高精度、可靠性强等优点，但成本相对较高。

在农业机械的数控加工中，控制系统技术的应用可以实现加工过程的自动化和精度控制，从而提高加工效率和产品质量。同时，控制系统技术还可以实现多轴协同控制、插补运动控制等高级功能，为复杂零件的加工提供技术支持。随着控制系统的不断发展，未来还将出现更加智能化、高效化的数控加工控制系统，为农业机械制造提供更加强大的技术支持。

4 数控加工在农业机械制造中的应用案例

4.1 农业机械传动系统的制造

农业机械传动系统是农业机械中的核心部件之一，其质量和性能对于整个机械的使用寿命和生产效率具有重要影响。传统的加工方式需要进行多次装夹和加工，这样不仅增加了加工难度和时间成本，同时也容易造成加工误差和浪费材料。

相比之下，采用数控加工技术可以有效提高农业机械传动系统的制造效率和加工精度。数控加工技术可以实现一次装夹，将零件加工完成，从而避免了传统加工方式的多次装夹和调整。数控加工技术具有高精度、高效率和高自动化的特点，可以快速准确地加工出复杂形状和精密要求的传动系统零部件，从而保证了传动系统的性能和可靠性。

在农业机械传动系统的制造过程中，数控加工技术的应用还可以有效降低加工成本和提高生产效率。采用数控加工技术可以实现零部件的批量生产，从而避免了传统加工方式的手工操作和低效率问题。同时，数控加工技术还可以减少加工废品率和材料浪费，提高生产效率和经济效益。

4.2 农业机械零部件维修

数控加工在农机零部件的维修中可以实现高效、精确、快速的修复。以农机轮胎轮辋的磨损修复为例，传统的修复方式可能需要用磨床将轮辋表面的磨损层去除后再重新涂覆一层新的橡胶，这个过程比较繁琐，需要花费较长的时间。而采用数控加工修复轮辋，则可以通过CAD软件进行轮辋的三维建模，然后将建模文件导入数控机床进行修复，修复的过程快速、精确，减少了人工操作的错误和对轮辋的二次损伤。

5 结论与展望

本文对农业机械零件数控加工技术的研究进行了梳理和总结，并深入探讨了数控加工技术在农业机械制造中的应用。通过对数控加工技术的基本原理、发展历程、关键技术和应用案例的介绍，可以得出以下结论：

1)数控加工技术已经成为现代农业机械制造的重要技术之一，它可以有效提高加工效率和制造质量，同时也为农业机械的设计和生产提供了更加灵活的空间。

2)数控加工技术在农业机械零件制造中的应用非常广泛，特别是在零部件加工、传动系统制造、装配制造等方面，都具有显著优势。

3)在数控加工技术的发展过程中，人工智能、大数据、云计算等新技术将会进一步推动数控加工技术的发展，从而使农业机械制造更加智能化、自动化和高效化。

随着农业机械的需求不断增加，数控加工技术的应用将会越来越广泛。未来，随着新技术的不断发展和应用，数控加工技术也将不断创新和完善，从而更好地满足农业机械制造的需求。未来的研究方向包括但不限于：

1)如何将人工智能、大数据等新技术与数控加工技术相结合，以实现更加智能化的制造。

2)如何进一步提高数控加工技术的加工精度和稳定性，以应对更加高端的农业机械制造需求。

3)如何开发更加高效、更加灵活的数控加工设备，以满足不同规格的农业机械制造需求。

参考文献

[1] 李保朋.基于CAD技术的数控零件机械加工设计[J].农业工程与装备，2022,49(6):41-43.

[2] 林锴.数控加工机械零件中的专用夹具设计[J].中国高新科技，2022(24):109-111.

[3] 唐锋.机械零件数控加工工艺与编程综合设计[J].科技与创新，2022(16):59-61.