機(jī)械設(shè)計(jì)制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用探討

劉海超 赤峰工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

仿真技術(shù)對(duì)提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造具有十分重要的作用，不僅能夠提高設(shè)備的制造效率，優(yōu)化產(chǎn)生的設(shè)計(jì)工藝流程，還有利于提升設(shè)備的整體運(yùn)行效果與模擬產(chǎn)品的運(yùn)行效果，同時(shí)，還打破了傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)行業(yè)的設(shè)計(jì)觀念，通過(guò)仿真設(shè)備，設(shè)計(jì)人員可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)合作開發(fā)、設(shè)計(jì)、模擬與仿真，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題，從而提出有效的解決措施。

一、仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的應(yīng)用分析

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)仿真技術(shù)在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用，仿真技術(shù)利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以將不同區(qū)域的機(jī)械設(shè)計(jì)者連接在一起，便于設(shè)計(jì)者利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作，共同設(shè)計(jì)建模開展新產(chǎn)品，這樣就可以提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率，減少大量制造失誤而帶來(lái)的產(chǎn)品問(wèn)題，節(jié)約了產(chǎn)品的開發(fā)成本，對(duì)提高產(chǎn)品的安全性與穩(wěn)定性具有十分重要的作用。機(jī)械制造設(shè)計(jì)過(guò)程是極其繁雜的，如果還采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，就必須對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，對(duì)各種零件進(jìn)行復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析實(shí)驗(yàn)，如果在零件設(shè)計(jì)的過(guò)程中出現(xiàn)失誤，就會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)分析其中的原因。采用仿真技術(shù)，就可以對(duì)零件的各個(gè)部分進(jìn)行虛擬仿真設(shè)計(jì)，構(gòu)建零件模型，從而能對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行整體性的分析，查找問(wèn)題存在的原因，在這種現(xiàn)實(shí)與虛擬之間進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)與研究、測(cè)試，根據(jù)需要設(shè)計(jì)好的原型進(jìn)行設(shè)備開發(fā)，從而能提高機(jī)械設(shè)備制造的質(zhì)量，同時(shí)也有利于企業(yè)工作人員加強(qiáng)對(duì)整個(gè)機(jī)械設(shè)備制造進(jìn)行監(jiān)控與檢測(cè)，降低企業(yè)機(jī)械設(shè)備的制造成本，提高機(jī)械設(shè)備設(shè)備的制造效率。利用仿真技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅提高了機(jī)械制造行業(yè)的效率與設(shè)備制造的準(zhǔn)確率、質(zhì)量，同時(shí)也降低了企業(yè)在機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品開發(fā)的成本。

二、仿真技術(shù)在機(jī)械制應(yīng)用中的特征

1.分布式的特點(diǎn)。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有分布式工作的特點(diǎn)，可以將不同區(qū)域的工作者聯(lián)系在一起，共同處理機(jī)械設(shè)備開發(fā)與設(shè)計(jì)的過(guò)程，呈現(xiàn)出協(xié)同共同的特征，分布式特征是網(wǎng)絡(luò)的基本特征，使得仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)備制造應(yīng)用的分布性特征十分明顯，與仿真技術(shù)可以依托網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行協(xié)同開發(fā)，使得仿真設(shè)計(jì)技術(shù)的分布式特征也十分明顯，而且仿真技術(shù)具有圖形技術(shù)、在線互動(dòng)、模擬設(shè)計(jì)與傳感器應(yīng)用的特點(diǎn)，也呈現(xiàn)出明顯的分布式特征。

2.應(yīng)用范圍廣泛。仿真技術(shù)在各個(gè)行業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造具有重要作用，仿真技術(shù)可以應(yīng)用機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)、維護(hù)、測(cè)試等過(guò)程中，應(yīng)用十分廣泛，可以應(yīng)用與產(chǎn)品的各個(gè)環(huán)節(jié)，而且仿真技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)、加工過(guò)程模擬等過(guò)程的作用也十分明顯，而且利用仿真技術(shù)的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，也可便于對(duì)機(jī)械設(shè)備的過(guò)程進(jìn)行控制與管理。

3.集成化特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)一個(gè)重要的特點(diǎn)就是集成化，利用仿真技術(shù)可以有效的機(jī)械設(shè)計(jì)的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境與制造環(huán)境聚合在一起，為機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)提供一個(gè)高效的環(huán)節(jié)，從而產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、模擬、開發(fā)與制造進(jìn)行全過(guò)程的控制，對(duì)提高產(chǎn)品的開發(fā)效率具有十分重要的作用。

三、仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用分析

1.仿真技術(shù)在復(fù)雜數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在現(xiàn)代工程行業(yè)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，利用仿真技術(shù)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行模擬，解決復(fù)雜數(shù)據(jù)的問(wèn)題，可以解決機(jī)械設(shè)計(jì)中的復(fù)雜問(wèn)題，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)中的復(fù)雜數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)等問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單化、層次化，可以節(jié)省產(chǎn)生的設(shè)計(jì)與制造時(shí)間，避免在機(jī)械設(shè)計(jì)操作中出現(xiàn)錯(cuò)誤，通過(guò)將復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)到最后成形，利用仿真技術(shù)可以保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性，通過(guò)仿真技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的結(jié)果、各種參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，形成合適的結(jié)構(gòu)模型，不僅能減少設(shè)備制造過(guò)程中的材料浪費(fèi)，還能推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。

2.仿真技術(shù)在復(fù)雜機(jī)械加工中的應(yīng)用。利用仿真技術(shù)可以模擬產(chǎn)生的生產(chǎn)加工過(guò)程，為機(jī)械加工處理提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，利用仿真技術(shù)可以快速的對(duì)機(jī)械設(shè)備的每一個(gè)零部件進(jìn)行細(xì)化處理，將復(fù)雜的機(jī)械加工簡(jiǎn)單化處理。例如，在數(shù)控機(jī)床的加工生產(chǎn)過(guò)程中，為了提供生產(chǎn)的效率，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，可以快速的對(duì)數(shù)據(jù)模塊進(jìn)行模擬加工，生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)圖形，然后利用仿真模型進(jìn)行加工生產(chǎn)，從而能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量；在磨削加工中，利用仿真技術(shù)建立數(shù)學(xué)模型，并以時(shí)間軸為單位，對(duì)具體的加工生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行模擬與改進(jìn)，從而能夠快速的仿真出磨削的實(shí)施方案，提高加工的效率，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，提高機(jī)械加工的效果。

3.大型機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)中仿真技術(shù)的應(yīng)用分析。由于大型設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且包含的零部件也比較多，在具體的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中，十分復(fù)雜，工作人員能夠在短時(shí)間內(nèi)配齊所有的零部件，而且在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，難以查找，降低企業(yè)的生產(chǎn)效率。利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，可以提前將各種零部件仿真出來(lái)，形成虛擬化的產(chǎn)品模型，通過(guò)不同零件的組合，直接檢查零部件之間的配合與運(yùn)行狀況，從而能夠節(jié)約產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)的成本，降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)的二次操作難度。

四、結(jié)束語(yǔ)

仿真技術(shù)具有獨(dú)特的模擬仿真優(yōu)勢(shì)，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的使用，不僅能夠提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率，還能對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品的零部件進(jìn)行模擬，從而能使得所有產(chǎn)品的零部件之間能緊密的配合，形成一個(gè)完整的機(jī)械結(jié)構(gòu)，使得設(shè)備整體運(yùn)行良好，對(duì)提高機(jī)械制造產(chǎn)品的效率具有十分重要的作用。