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

周仲良 張金銘 陳健

摘要：機(jī)械制造業(yè)是傳統(tǒng)行業(yè)，將仿真技術(shù)運(yùn)用于該行業(yè)能夠提高工作效率，壓縮制造成本，推動(dòng)行業(yè)的信息化、智能化，讓其朝著現(xiàn)代化的方向發(fā)展。對(duì)于我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展來說，機(jī)械制造行業(yè)可起到極大的促進(jìn)作用，并且現(xiàn)如今機(jī)械制造產(chǎn)品已經(jīng)在人們?nèi)粘Ｉ钆c工作中的各個(gè)領(lǐng)域得到了十分廣泛的應(yīng)用，從人們使用的各種電器產(chǎn)品以及出行所乘坐的交通工具，到導(dǎo)彈、飛機(jī)以及輪船等都屬于機(jī)械產(chǎn)品的范疇中。所以在我國社會(huì)快速發(fā)展的過程中機(jī)械行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，與每個(gè)人的日常生產(chǎn)與生活都具有十分密切的關(guān)系。

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

引言

仿真技術(shù)比其他新興的技術(shù)更加具有綜合性的特征，它是將多種學(xué)科理論作為基礎(chǔ)，包括著對(duì)眾多計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，通過這樣的方式來發(fā)揮出自己的優(yōu)勢(shì)作用。對(duì)于早期的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來說，整體的應(yīng)用都比較簡單，而近些年的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)得到了迅速的發(fā)展，仿真技術(shù)開始與工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展有著緊密的相連，對(duì)工業(yè)的發(fā)展起到了重大的促進(jìn)性作用。本文主要是從理論方面對(duì)仿真技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用和研究，從而為實(shí)際的機(jī)械制造提供更多的支持。

一、仿真技術(shù)綜述

仿真技術(shù)又稱為虛擬樣機(jī)技術(shù)，是憑借虛擬系統(tǒng)，通過解讀運(yùn)行原理、信息運(yùn)用、控制技術(shù)和系統(tǒng)運(yùn)用等，以信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為依據(jù)，借助專用儀器和計(jì)算機(jī)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)了解運(yùn)行動(dòng)態(tài)成本的技術(shù)。當(dāng)前，仿真技術(shù)被廣泛地運(yùn)用于很多行業(yè)中，機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)也不例外。將仿真技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)中，不但能提升設(shè)計(jì)品質(zhì)，還能帶來質(zhì)量更好的機(jī)械設(shè)備，提升制造水平。目前，伴隨著仿真技術(shù)應(yīng)用范圍的拓展，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，通過圖形，借助虛擬網(wǎng)絡(luò)模式，可以充分展示出仿真技術(shù)的相關(guān)理論以及設(shè)計(jì)制造的整個(gè)過程，提升機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和制造的品質(zhì)。另外，仿真技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)最為突出的特征就是集成化。集成化具備復(fù)雜性和多元化的特色，通過輕松地對(duì)制造技術(shù)和產(chǎn)品特征進(jìn)行仿真模擬，給機(jī)械設(shè)計(jì)制造帶來了很大的便捷性。這不但極大地推動(dòng)了仿真技術(shù)的升級(jí)，還使其得到了全方位的應(yīng)用[1]。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)中，仿真技術(shù)主要擁有以下特征。一方面，仿真技術(shù)存在應(yīng)用范圍特征。仿真技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，在機(jī)械產(chǎn)品測(cè)試和使用中，仿真技術(shù)被灌入產(chǎn)品的全生命周期，不但對(duì)具體加工過程具有一定的影響，還對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)具有一定的影響，并且其制造過程中的動(dòng)力學(xué)特征極為明顯。另一方面，仿真技術(shù)具有分布性的特征。仿真技術(shù)和機(jī)械制造之間具有緊密的連接關(guān)系，仿真技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相融合，借助虛擬網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)建其所使用的圖形。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，仿真技術(shù)具有明顯的分布特征，可以在無形之中提升仿真技術(shù)的交互性。另外，仿真技術(shù)具有集成化特征，仿真類型多元化顯著，利用仿真技術(shù)可以構(gòu)建出更為良好的產(chǎn)品制造環(huán)境，有利于進(jìn)一步開發(fā)產(chǎn)品環(huán)境。

二、仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用的作用

對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)來說，在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，總是無法保持在較高的效率當(dāng)中，因?yàn)樗鼈冃枰獙?duì)人工進(jìn)行依賴，并且對(duì)自身的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行借助，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)三維立體的想象和實(shí)踐，不僅有費(fèi)時(shí)費(fèi)力的缺點(diǎn)，一旦出現(xiàn)偏差也會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)質(zhì)量性的問題，很容易會(huì)造成損失出現(xiàn)。而對(duì)于仿真技術(shù)來說，其中的關(guān)鍵就是計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)有效的分析和處理，進(jìn)而根據(jù)自行分析來建立起制造產(chǎn)品的模型。通過對(duì)仿真技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，不僅可以對(duì)機(jī)械制造的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，方便下一步方案的的開展，還可以為后續(xù)的工作提供有效的依據(jù)，讓設(shè)計(jì)方案可以得到更好的優(yōu)化，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造質(zhì)量的更好進(jìn)步。

三、仿真技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

3.1仿真技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品復(fù)雜數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用

在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)針對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)要求以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將設(shè)計(jì)的零部件進(jìn)行拼裝，最后組裝成整體的產(chǎn)品，在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行多次反復(fù)試驗(yàn)后可針對(duì)相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)不斷對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行改進(jìn)與完善，這種工作流程是目前仿真技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的主要程序。一般情況下，機(jī)械產(chǎn)品內(nèi)部如果具有較高的復(fù)雜程度，那么其開發(fā)周期也會(huì)相應(yīng)延長，從而使產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作的難度進(jìn)行提高，而計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的使用可有效對(duì)這種問題進(jìn)行改善。在對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，常常會(huì)對(duì)部件受力情況、零件尺寸等進(jìn)行計(jì)算，傳統(tǒng)的人工計(jì)算方式不僅效率較差，同時(shí)還容易出現(xiàn)誤差。而計(jì)算機(jī)輔助軟件的使用可代替人工完成多種復(fù)雜程度較高的運(yùn)算，不僅可對(duì)計(jì)算時(shí)間進(jìn)行減少，還對(duì)計(jì)算準(zhǔn)確性進(jìn)行了提高，可有效對(duì)產(chǎn)品開發(fā)周期進(jìn)行縮短。與此同時(shí)，在機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的使用還可對(duì)其開展手里分析工作，幫助工作人員對(duì)產(chǎn)品部件的形變尺寸以及受力情況進(jìn)行展示，從而提高機(jī)械產(chǎn)品的科學(xué)性以及合理性。

3.2在機(jī)械加工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

對(duì)于機(jī)械設(shè)備而言，加工是主要內(nèi)容，加工質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)乎機(jī)械設(shè)備后期是否可以正常運(yùn)行。在該情況下，應(yīng)用仿真技術(shù)來加工，可以加強(qiáng)機(jī)械性能，提升機(jī)械質(zhì)量，特別是在比較復(fù)雜的機(jī)械加工過程中，應(yīng)用仿真技術(shù)可以提升加工水平。例如將仿真技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械數(shù)控加工中，借助程序編寫零部件，將其轉(zhuǎn)變成圖形信息，再結(jié)合圖形的實(shí)際情況進(jìn)行加工。在切削加工中，也可以應(yīng)用仿真技術(shù)來建模處理，利用仿真模型可以預(yù)測(cè)各個(gè)切削時(shí)間的機(jī)械質(zhì)量以及機(jī)械性能，進(jìn)而完善切削步驟，使加工質(zhì)量得到大幅提升[5]。在仿真技術(shù)日益發(fā)展的背景下，今后的機(jī)械加工過程可以逐步完善加工方法，提升加工精度，加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的實(shí)際性能。特別是在大規(guī)模的機(jī)械設(shè)備加工設(shè)計(jì)中，由于有相當(dāng)多的零部件，加工周期很長，但通過合理應(yīng)用仿真技術(shù)，可以減少加工時(shí)間或者避免返工的情況出現(xiàn)，保證加工質(zhì)量。

3.3機(jī)械裝備設(shè)計(jì)

對(duì)于整個(gè)機(jī)械裝備構(gòu)成的體系來說，齒輪就是其中的基礎(chǔ)性內(nèi)容，同時(shí)也是對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造質(zhì)量進(jìn)行保證的重點(diǎn)內(nèi)容。將仿真技術(shù)作為基礎(chǔ)而應(yīng)用的機(jī)械齒輪設(shè)計(jì)來說，主要可以分為三個(gè)板塊的內(nèi)容，分別是仿真模擬行動(dòng)軌跡、進(jìn)行端面面膜評(píng)估和闡述傳統(tǒng)接觸點(diǎn)，在這三個(gè)方面來對(duì)機(jī)械齒輪的不同運(yùn)行情況進(jìn)行觀察，然后制定出可行性的優(yōu)化對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，讓其相互之間可以實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的配合，從而更好的提升機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性。在進(jìn)行機(jī)械裝備設(shè)計(jì)的過程中，需要對(duì)仿真技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行充分的借助，進(jìn)而對(duì)齒輪的性能表現(xiàn)進(jìn)行實(shí)時(shí)且動(dòng)態(tài)的檢測(cè)，最大限度的來發(fā)揮出齒輪的性能，進(jìn)而更好的做好機(jī)械整體裝備質(zhì)量的提升。在工業(yè)化社會(huì)不斷發(fā)展的影響下，想要對(duì)不同領(lǐng)域的生產(chǎn)需求進(jìn)行滿足，各種復(fù)雜性的機(jī)械裝備正在不斷的涌現(xiàn)，但是與此同時(shí)也會(huì)面臨更多困難的問題，只有對(duì)仿真技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用才能獲得更好的效果。

結(jié)束語：

總而言之，在機(jī)械加工制造中科學(xué)地應(yīng)用仿真技術(shù)，將活力源源不斷地注入企業(yè)發(fā)展中，可以真正滿足行業(yè)自動(dòng)化以及智能化的實(shí)際發(fā)展需求。相對(duì)于以往的研發(fā)方法，仿真技術(shù)能夠?qū)C(jī)械系統(tǒng)研發(fā)中的許多復(fù)雜問題有效解決，減少機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和研發(fā)的周期，推動(dòng)機(jī)械加工行業(yè)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展。技術(shù)人員必須與時(shí)俱進(jìn)，及時(shí)了解仿真技術(shù)的最新信息，并在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)備的研發(fā)中科學(xué)地應(yīng)用。仿真技術(shù)除了可以使機(jī)械加工制造行業(yè)的產(chǎn)品效率得到顯著提高，也可以進(jìn)一步促進(jìn)行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

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