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

陳冬英 毛忠輝 陳富

摘要：在我國(guó)現(xiàn)代科技不斷發(fā)展的現(xiàn)階段，一些新型的技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用到各行各業(yè)的建設(shè)中。其中仿真技術(shù)已經(jīng)作用于機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，為機(jī)械的制作提供了有效的技術(shù)支撐，提高了生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。仿真技術(shù)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)出來(lái)的，融合了多個(gè)先進(jìn)的學(xué)科，特別是在進(jìn)行軟件研發(fā)和使用的過(guò)程中，拓寬了技術(shù)的應(yīng)用范疇。目前這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)踐的過(guò)程中，已經(jīng)發(fā)展得更加成熟，促進(jìn)相關(guān)企業(yè)進(jìn)行了更好的發(fā)展。本文就仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)的分析和探討。

關(guān)鍵詞：仿真技術(shù);機(jī)械設(shè)計(jì)制造;應(yīng)用;分析探討

仿真技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，可以營(yíng)造高度還原的仿真環(huán)境。技術(shù)人員在進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)的過(guò)程中，可以對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)，并且對(duì)生產(chǎn)時(shí)，可能存在的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)和解決。對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造時(shí)，存在的技術(shù)難題進(jìn)行了有效的彌補(bǔ)，促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)在進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，需要根據(jù)自身的發(fā)展需求，對(duì)技術(shù)的應(yīng)用形式進(jìn)行改善和優(yōu)化，才能充分發(fā)揮技術(shù)的應(yīng)用效果，提高產(chǎn)品的研發(fā)水平和生產(chǎn)質(zhì)量，創(chuàng)造更多的綜合效益[1]。

一、仿真技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

仿真技術(shù)又被稱為虛擬的樣機(jī)技術(shù)，是在計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)基礎(chǔ)上，融合了信息運(yùn)用技術(shù)和控制技術(shù)等內(nèi)容，通過(guò)選用專門的儀器和計(jì)算機(jī)設(shè)備，憑借虛擬的系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和建設(shè)成本進(jìn)行了解的一項(xiàng)技術(shù)。目前我國(guó)很多行業(yè)在發(fā)展的過(guò)程中，都開始應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)。在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)和制造時(shí)應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，可以對(duì)設(shè)計(jì)和制造以及檢測(cè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全方位的自動(dòng)管理，不僅提高了設(shè)計(jì)工作的開展質(zhì)量，還可以提升產(chǎn)品的制作水準(zhǔn)。目前這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)踐的過(guò)程中，已經(jīng)拓展了應(yīng)用范圍。且這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，存在分布性的特征，可以依托虛擬網(wǎng)絡(luò)，展示設(shè)計(jì)和制造的進(jìn)程。并且通過(guò)圖形的形式，展示理論數(shù)據(jù)。這項(xiàng)技術(shù)的集成化特征比較強(qiáng)，已經(jīng)向著復(fù)雜化和多元化等方向進(jìn)行了更好的發(fā)展。在進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用時(shí)，能夠根據(jù)產(chǎn)品的特征，對(duì)其進(jìn)行仿真的模擬。將其應(yīng)用到設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，可以促進(jìn)各個(gè)專業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展，從而對(duì)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方案內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，從根源上提高了設(shè)計(jì)工作的開展效率[2]。

二、仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的具體應(yīng)用

（一）在齒輪設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)和制造時(shí)，齒輪不僅屬于基礎(chǔ)的零構(gòu)件，而且對(duì)設(shè)備的運(yùn)行存在重要的影響。應(yīng)用仿真技術(shù)進(jìn)行齒輪的設(shè)計(jì)，需要對(duì)齒輪的傳動(dòng)模式進(jìn)行全面的模擬，在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行精確設(shè)計(jì)。確保齒輪在使用時(shí)，能夠始終保持高效的運(yùn)行狀態(tài)。在進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用時(shí)，要對(duì)齒輪的傳動(dòng)指數(shù)進(jìn)行全面的提取，在此基礎(chǔ)上對(duì)型號(hào)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，確保齒輪的使用，能夠滿足機(jī)械產(chǎn)品制造的需求[3]。

（二）在復(fù)雜數(shù)值計(jì)算過(guò)程中的具體應(yīng)用

在現(xiàn)代科技不斷發(fā)展的過(guò)程中，技術(shù)的更新?lián)Q代速度比較快，對(duì)機(jī)械工程的建設(shè)產(chǎn)生了重要的影響。在對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造時(shí)，存在的技術(shù)難題，主要是通過(guò)仿真技術(shù)來(lái)解決，這項(xiàng)技術(shù)可以簡(jiǎn)化機(jī)械的計(jì)算程序，縮短計(jì)算的時(shí)間，還可以減少反復(fù)作業(yè)的發(fā)生，確保所有的數(shù)值更加精準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)時(shí)可以帶入各種數(shù)據(jù)信息，通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)，提高數(shù)據(jù)信息的處理速度，確保產(chǎn)品的制作更加精準(zhǔn)，還可以提高設(shè)計(jì)工作的開展質(zhì)量和效率。在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析時(shí)，操作形式更加簡(jiǎn)單快捷，層次更加鮮明，還可以避免人工失誤等問(wèn)題的發(fā)生，提供精確的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)指數(shù)。例如在進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品研發(fā)的過(guò)程中，首先要明確設(shè)計(jì)的概念，進(jìn)而開展初步的設(shè)計(jì)，通過(guò)細(xì)節(jié)的補(bǔ)充和模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)內(nèi)容進(jìn)行修改。還要重復(fù)開展修正工作，直至研發(fā)出的產(chǎn)品，能夠滿足各方面的需求。在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行動(dòng)力仿真時(shí)，可以縮短研發(fā)的時(shí)間，降低資源消耗。應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度等參數(shù)進(jìn)行解讀，解讀結(jié)果更加準(zhǔn)確，還可以降低機(jī)械疲勞的威脅[4]。

（三）在產(chǎn)品加工中的具體應(yīng)用

在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，主要存在生產(chǎn)制作和計(jì)算機(jī)操作等程序。要通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)備掌握機(jī)械設(shè)備的內(nèi)部原理，為加工環(huán)節(jié)的開展，提供有效的理論依據(jù)。在進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)，要充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)模塊的設(shè)計(jì)，還要根據(jù)數(shù)據(jù)圖形等信息，對(duì)其進(jìn)行調(diào)控，設(shè)計(jì)精確的加工指數(shù)。在進(jìn)行磨削加工時(shí)，要根據(jù)時(shí)間軸等數(shù)據(jù)，對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整。需要對(duì)磨削的指令活動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并且聯(lián)系計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，制作最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，這個(gè)環(huán)節(jié)屬于虛擬的自動(dòng)化加工。在進(jìn)行銑削加工時(shí)，要先構(gòu)建相應(yīng)的模型，明確加工時(shí)所需要的構(gòu)件，還要掌握技術(shù)的應(yīng)用原理。在進(jìn)行電火花切割時(shí)，要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建加工模型，確保技術(shù)能夠順利的實(shí)施[5]。

（四）在設(shè)備設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

在對(duì)礦山等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作時(shí)，這種類型的設(shè)備型號(hào)比較大，因此設(shè)計(jì)難度比較高。因?yàn)樵O(shè)備的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，涉及到的零部件比較多，制造程序過(guò)于繁雜。在進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)零件搭配出錯(cuò)等現(xiàn)象。在對(duì)其進(jìn)行修正時(shí)，無(wú)法一次性配置所有的零部件，必須對(duì)原有的設(shè)計(jì)形式進(jìn)行修改。這就導(dǎo)致部分零部件出現(xiàn)損毀等現(xiàn)象，延長(zhǎng)了生產(chǎn)的時(shí)間，會(huì)給企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在進(jìn)行仿真技術(shù)應(yīng)用時(shí)，可以對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行全面的解決。不僅提高了生產(chǎn)的速率，還降低了生產(chǎn)的成本。在進(jìn)行虛擬生產(chǎn)時(shí)，可以對(duì)裝配環(huán)境進(jìn)行全面的檢測(cè)，并且模擬設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，降低了返工問(wèn)題的發(fā)生幾率，提高了產(chǎn)品的應(yīng)用品質(zhì)[6]。

（五）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)制造屬于系統(tǒng)性的工程，涉及到的內(nèi)容比較多，且各個(gè)環(huán)節(jié)過(guò)于繁瑣，包含了很多細(xì)小的構(gòu)件。這些構(gòu)件必須配合使用，才能發(fā)揮自身的功能作用，因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要對(duì)構(gòu)件進(jìn)行組裝。應(yīng)用仿真技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠保證各個(gè)構(gòu)件的尺寸和型號(hào)數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)，確保構(gòu)件的組合更加流暢，為機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，提供了有效的支持。在對(duì)不同型號(hào)的構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須制作最優(yōu)的方案，才能促進(jìn)系統(tǒng)的高效發(fā)展，為后期檢修工作的開展，提供有效的便利。這個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于，保證各個(gè)構(gòu)件的精確運(yùn)行。因此要通過(guò)仿真技術(shù)模擬構(gòu)件的運(yùn)行效果，設(shè)計(jì)多個(gè)結(jié)構(gòu)的組合形式。并且通過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)和調(diào)試的方式，確保結(jié)構(gòu)在使用時(shí)，處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。要想保證機(jī)械設(shè)備的性能更加優(yōu)越，在進(jìn)行齒輪等核心構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，需要做好參數(shù)的提取。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，將仿真技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)融合，可以拓寬整個(gè)行業(yè)的發(fā)展前景。這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中，不會(huì)受到環(huán)境因素的較大干擾，且技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)比較多?？梢詫?duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，還可以探究大型機(jī)械設(shè)備的性能，求解復(fù)雜的數(shù)值。在進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，能夠改善現(xiàn)有的工作情況，降低生產(chǎn)成本。因此相關(guān)企業(yè)一定要提高對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的重視程度，要在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新性優(yōu)化，促進(jìn)整個(gè)行業(yè)進(jìn)行可持續(xù)的發(fā)展。

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