花生挖掘铲耐磨性能会影响到整机挖掘收获的效果及使用寿命。本文是以河南创鑫机械有限公司生产的4H-190型花生收获机挖掘铲为研究对象,该型号花生收获机的挖掘铲为平面铲,材质为65Mn钢。针对挖掘铲易磨的铲刃部位,对其进行磨损机理的研究,明确其失效是由多种磨损机理工作作用的结果并提出改善方案,提升其表面硬度达到耐磨性要求的阈值。采用激光熔覆技术对铲刃部位进行强化处理,根据影响激光熔覆试验的主要因素进行单因素试验,根据单因素试验结果范围设计正交试验确定其最佳的工艺参数。用优化后的工艺参数对铲刃部位进行激光熔覆处理,分析了熔覆层的组织金相和物相组成以及熔覆层硬度,硬度远大于提升挖掘铲耐磨性的阈值要求。采用仿生原理提高挖掘铲的减阻性能,对挖掘铲进行仿生设计,以扇贝壳作为仿生对象,获取扇贝壳的轮廓信息并建立了其对应轮廓的数学模型,制备出扇贝仿生挖掘铲。基于EDEM的仿真分析,从挖掘铲整体受力以及铲刃部位对土壤颗粒运动的影响,分析了仿生挖掘铲的减阻机理。具体研究如下:（1）以挖掘铲磨损部位为研究对象,根据挖掘铲的实际工作环境,得出挖掘铲因磨损失效的主要原因为塑变磨损、应力疲劳磨损、微切削磨损和腐蚀磨损多种磨损机理共同作用的结果,并提出提高挖掘铲铲刃表面硬度,优化铲刃部位力的作用效果来减缓磨损速率,提升其耐磨性能。（2）通过激光熔覆处理提升铲刃部位的硬度。在现有加工工艺基础上,确定了影响激光熔覆效果激光功率、扫描速度、送粉速率主要因素取值范围,根据正交试验结果,得出在挖掘铲刃熔覆Ni60合金粉末的最佳工艺为:扫描速度S=2 mm/s;激光功率P=2000 W;送粉速度7 g/min时,熔覆层的表面硬度达到最大值,主次因素依次为扫描速率、激光功率、送粉速率。对挖掘铲刃用最佳工艺参数进行激光熔覆处理,对熔覆层进行EDS分析、XRD分析、硬度测试分析。得出熔覆层与基体形成冶金结合,并且内部无气泡和裂纹,而且熔覆层的组织分布比较均匀。熔覆层中Ni、Fe、Mn等元素的分布规律;进行的多晶衍射试验结果表明,覆层部分主要物相是Ni系的固溶体、铁镍固溶体FeNi3和Cr7Ni3、CFe15.1、Cr B、Cr B2金属间化合物相组成。熔覆层的硬度的平均硬度达到747.76 HV,其硬度要远远高于基体的硬度,满足提升挖掘铲耐磨性的阈值要求。（3）基于仿生原理来提升挖掘铲的减阻性能。将扇贝壳作为仿生对象,采用3维扫描仪获取扇贝壳的三维扫描模型,通过建模软件建立扇贝壳的数学模型,绘制仿生挖掘铲的三维模型。基于EDEM仿真软件,选择合适的土壤接触模型及工作参数,在不同挖掘速度下,对比分析仿生挖掘铲及普通铲的阻力大小。结果显示,仿生挖掘铲所受的工作阻力要小于普通挖掘铲,其减阻性能较普通挖掘铲可以提高5%～7%。通过对比土壤颗粒在接触两种挖掘铲面的运动轨迹,由于仿生挖掘铲面曲线的特殊结构,土壤颗粒在接触仿生铲面时,其速度偏移明显,使其沿仿生铲面接触点切线方向的分速度较小,并通过数学模型计算,得出其产生水平方向的阻力也小于普通铲,解释仿生挖掘铲的减阻原理。