浅析CAD技术在农业机械设计中的应用

浅析CAD技术在农业机械设计中的应用

杨朝晖

身份证号：622322198312011218

摘要：从目前的情况来看，应用于传统农业机械的手动绘图技术不仅精度较低，而且效率也较低。借助计算机技术，充分发挥辅助设计技术的优势，完成农业机械工程项目的升级改造，具有十分积极的价值。其次，分析CAD绘图技术在设计行业中的应用，把握农业机械工程项目设计的特点，找出CAD绘图技术对农业机械设计的有效应用。

关键词：CAD技术；农业机械设计；应用

1农业机械设计的特点

农业机械设计行业的快速发展已从工程图设计转向计算机设计，其总体设计水平仍在提高。然而，与公共建筑的设计技术相比，仍存在一些问题。例如，重复设计的自主创新能力不强，设计师的技术素质参差不齐。目前，农业机械设计的特点如下：1）农业机械设计有多种结构类型。在农业生产和制造过程中，农业机械有多种类型，如大型拖拉机、水稻收获机、脱粒机等，不同机械的设计要求和设计技术也有一些差异，在具体应用过程中需要从多方面分析和考虑CAD技术，技术差异很容易增加成本投入，这是农业机械设计行业需要考虑的关键因素；2） 虽然大多数农业机械的性能相对相似，但起重设备和发动机设计之间也存在很大差距。如果采用相同的设计方案，不会提高机械可靠性；3） 农业机械的使用过程具有周期性的特点，不同季节农业机械的技术性能有一定的差异，这在一定程度上决定了农业机械的设计。

2我国农业机械现状

1)从效率方面来看，目前我国的农业机械化率还有待提高，截至2018年年底，多项农作物产品种植、施肥、收获机械化率均未到25%，因国产变速箱、后桥等必要设施故障频发，故障率极高，直接影响了农业机械的利用效率和使用频率。由于农业生产与收获时间有限，导致农业机械作业时间较短，使用率较低的情况下更易导致零部件的老化和损耗，同时也因为作业时间较短，迭代频率与其他机械相比持续走低，智能化效率也难以提升。

2)从创新性方面来看，国产农业机械主要以中小型为主，低端、低质量产品较多，国外持续发展大型、宽幅和高效的农业机械。国产农业机械制造者为追求更高的使用效率，一味地创新和发展高马力的发动机，而液压系统、底盘技术、加工工艺等多方面无法和高马力设备匹配。另外，不断复制低端、低智能产品，创新发展不够，在农业机械中还存在着个别配件创新极端的问题，国家大力提倡科技创新在一定程度上改变了这一状态。但和其他机械相比、和国外发达国家相比，我国农业机械创新性仍有很大的不足。

3)从购买指向性来看，从事农业生产的农民平均年龄为41.7岁，文化程度较低，即使近年来不断有社会各界下乡普及知识，但对于智能化程度较高的农业机械仍需具备一定文化素养才能操作，农民的购买需求指向性为实用性、价廉性和简便性。我国目前主要生产中小型农业机械，国产农业机械还存在很多弊端，大型农业机械主要以进口为主，价格较高，不符合农民的购买指向性。现如今农民更倾向于购买简便性更高的联合收割机，但由于每年作业时间较短，更新换代所需时间较长，更加智能的农业机械不符合农民的购买指向性和可用性。

3CAD技术在农业机械设计制造及其自动化中的应用

3.1CAD在三维设计农机零部件中的应用

在三维CAD设计建模下，可以对农机的常用零部件进行直观的机构分析，避免了由于二维图设计不精确而造成实物拆卸的情况，缩短了设计周期。在设计耕整机械时，常常因为其型号较多、结构复杂、工作环境不同而出现设备标准化程度低、产品质量不佳的情况，从而影响企业效益。具体而言，按耕地机械划分，可分为耕整机、微耕机、田园管理机、浅耕深松机等；按整地机械划分，可分为悬耕机、滚轧耙、镇压器等。在CAD三维设计中，虽然各型号的耕整机械零部件种类参数不同，但其所实现的产品功能基本一致，故CAD三维设计更有利于播种机械结构的模块参数设计，更有助于缩短产品的研发及生产周期，从而减少设计制造成本，提高经济效益。

3.2CAD技术在农业机械车身中的应用

农业机械零件设计完成后，必须组装每个零件。农业机械的不同功能需要对部件之间的装配工作和结构有一定的标准。农业机械外观结构直接影响整体使用效率。不同功能的农业机械在结构和造型上也有一定的差异。例如，水稻插秧机和水稻收获机具有不同的功能，因此必须装配不同类型的部件。一般来说，当使用CAD技术创建机械车身时，CAD技术作为一种数据聚合技术，可以连接许多分散的组件，也可以通过该技术生成和设计机械车身，该技术涵盖了消费群体、人群系统的使用和自然环境解决方案的各个方面[9]。在农业机械设计中，可以将设计相关部分的具体内容引入拼接软件。然而，由于总体上信息量很大，拼接技术给出的数据必须适用。在设计过程中，配线技术还可以提供相应的数据统计分析和数据操作，这不仅方便了车体结构的设计，而且提高了整体工作效率。此外，CAD技术带来了组件连接所需的互联网平台。该操作平台可以在CAD技术的各种平台上使用，并可以建立更全面的CAD技术数据库系统。许多信息数据不需要聚合，可以有效缓解CADapp的工作压力，提高移动软件的整体使用效率。

3.3发动机类零件

农机设备出现故障的成因按照特点分类可分为磨损性故障、错用性故障、固有薄弱性故障。其中，磨损性故障和固有薄弱性故障只能通过使用性能更好的材料以及改善发动机结构才能解决。而在加工复合材料等难加工的材料时，CAM辅助加工制造技术则可以在保证精度的同时，对一些使用普通手段难以加工的有复杂腔壁的零件实现充分加工，精准切割，解决精度控制的问题，有效避免由于机械加工产生的瑕疵。此外，利用CAM技术辅助加工时，还可对发动机中易磨损的零件进行模块化生产，减小维修压力，缩短维修时间，使发动机零件的生产变得高效化、低成本化。

3.4CAD技术在农机产品智能化设计中的应用

在CAD技术的应用过程中，智能机械设计是目前机械新产品的主要任务。在中国农业快速发展的环境下，为了提高农业生产人力资本，满足当前农业生产和制造业对人力资源管理的要求，向智能系统和自动化技术发展农业机械设备是大势所趋，有效降低了大规模农业生产和制造的需求。目前，虽然CAD技术在农业机械设计中占有非常重要的地位，但它还需要进一步改进。在研究和开发二维CAD技术和三维CAD技术的过程中，我们必须确保技术的完整性，并为技术人员提供相应的培训和学习，以掌握二维CAD技术与三维CAD技术之间的差异，使他们能够在使用过程中自由变换，培养技术人员的自主创新能力，并实现基于新机械产品科研的智能系统设计。

结论

农业机械设计水平的逐步提高赋予了农业机械更多的功能，为农业领域的绿色可持续发展奠定了坚实的基础。以智能技术为代表的CAD技术将应用于农业机械的设计中，它不仅可以提高设计工作的效率，还可以为机械设计提供更全面、详细的信息和数据应用。建议农业机械设计人员应不断提高CAD技术的应用水平，突出其优势，填补传统农业机械设计推广中存在的问题，不断加强农业机械的使用，将设计成本和生产成本控制在一定范围内，从而可以更好地促进农业机械设计能力的提高。

参考文献：

[1]徐丽艳.浅谈绿色技术在农业机械工程中的应用与推广[J].百科论坛电子杂志,2019,(17):575-576.

[2]曹博涛,孙宁.农业机械设计与制造的质量控制措施探讨[J].中国设备工程.2021,(19).255-256.