沙柳、柠条等沙生灌木在宁夏、陕西等我国西部地区分布广泛。沙柳具有良好的防风固沙的作用。沙生灌木由于其独特的生长特性,需要进行定期的平茬,一般为3～5年。沙柳具有良好的社会经济效益和生态效益,及时的平茬能让沙生灌木生长势头更好,在保持水土、防风固沙方面发挥更好的作用。本文在综合考虑国内外灌木收割机械的基础上,结合我国国情,确定了铣削式割灌机的整体设计方案,割灌刀具用液压伸缩臂实现进给运动,运用铣削式切削方式对灌木林进行割灌工作。设计的割灌刀具采用液压马达驱动,转速为3000r/min,通过齿轮组合进行提速,切割器旋转转速达到6000r/min;设计的臂架组采用关节型机械臂与伸缩式机械臂的组合,对机械臂的类型进行了探讨,为解决割灌机工作中仿形难的问题提供了一种解决思路。随后,按照灌木平茬机的设计标准,并考虑课题的实际运用情况,运用Solidworks实体设计建立了整机三维模型;利用Solidworks/motion仿真软件对割灌刀具进行运动学分析。运用ABAQUS软件对割灌刀具进行了模态分析,以保证刀具在工作过程中不会发生共振。随后,运用ABAQUS/Explicit进行了切割装置在工作时的动力学仿真,建立了沙柳切削的三维仿真分析模型,并通过设计正交试验研究刀具旋转速度、刀具刃切角、刀具厚度与切削力和功耗的关系,对切割器装置进行参数优化;最后,加工出铣削式割灌机样机,进行了运行试验和割灌试验。结果表明,茬口光滑,劈裂率低,基本符合割灌效果。本文在设计的过程引入参数化设计的思路,为减少平茬机设计开发周期,提高设计效率作出了有益的探索。