简析仿真技术在机械设计制造中的应用

发表时间:2020/9/1   来源:《城镇建设》2020年5月第13期   作者:黄振珂
[导读] :仿真技术是计算机技术的衍生物,将多种科学化的理论融合在一起
        摘要:仿真技术是计算机技术的衍生物,将多种科学化的理论融合在一起,处理各类的问题,仿真技术相关联的软件已经开始不断地被开发以及使用,所以和仿真技术相关联的企业数量也在越来越多,想要更好地提高仿真技术应用在机械设计制造过程中的使用效果,需要深入的探究该项技术在机械制造行业中的特征,并掌握起技术的使用要点,让仿真技术可以朝向数字化的方向更好的发展,摒弃固化的机械设计制造观念,不断的完善各类仿真机械设备,让各处的工作人员都可以处于不同时间以及条件下高效的连接在一起,也便于让用户们更为清晰的发现问题,制定出更具针对性的解决方案。
        关键词:仿真技术;机械设计制造;应用
        引言
        在计算机技术的大范围普及下,仿真技术因此而出现,此技术的使用范围也逐渐增大,其结合了系统论、控制论和信息技术等多门学科知识,这是一门用计算机与软件做虚拟仿真实验,因此分析解决问题的综合性技术。在社会的不断发展之下,仿真技术在工业领域中发挥的作用逐渐增大,其可以被有效使用在机械设计与制造中,提升了机械设计质量,确保了工业生产。因此,对仿真技术在机械设计制造中的应用做分析有一定现实意义。
        1仿真技术含义
        仿真技术是随着计算机技术、信息技术、软件技术的发展而不断进步的,这项技术把许多工业技术综合起来,在计算机技术的支持下,各类技术专用设备和计算机系统融合起来,在计算机系统平台上运用虚拟技术对现实情况进行模拟,展现接近于现实的动态成果。目前这项技术已经在机械制造领域得到了应用,尤其在汽车和飞机制造领域已经得到广泛应用。这项技术已经开始向许多机械制造领域进行发展,伴随着中国科学技术实力不断增强,仿真技术也变得更加成熟,为我国机械制造领域解决问题提供了许多有效的支持,显著地增强了我国机械制造领域的实力。
        2仿真技术在机械设计制造中的应用
        2.1在结构设计中的应用
        机械设计制造是一个非常繁琐的系统,其内包含很多细小的配件,它们均不是独立存在的,必须相互配合才可以实现机械操作。所以,在此进程中,必须对各个繁琐的构件展开组装。在进行结构设计的时候引入仿真技术,能够让其尺寸以及结构更加精准,推动各个结构配件组合更为流畅,保证设备的稳步运转。而且,面对不一样的结构件,必须挑选更加合理的设计方案,确保整个系统能够协调,让后期检修更加方便。该环节的工作重点在于确保各个构件的精准运转,在接受设计环节引入仿真技术,能够改善模拟实验的效果,搭配出多个结构设计,依托调试、运转的方式,保证整个结构设计处于最佳的状态。假如想让机械设备内部的配件处于最科学的状态,必须确保核心构件比如齿轮等变得更加精准,大多数机械设备的运转是依托齿轮完成的。
        2.2在装备设计中的应用
        在机械装备当中,齿轮是其重要的组成部分,因此在进行齿轮制造的过程中,工作人员需要及时的进行仿真实验工作,对齿轮的功能进行综合化的分析,在设计齿轮的过程中需要站在多方面的角度上进行探究,确定好关键的研究方向。首先要利用计算机进行仿真,模拟模拟圆弧针齿形星的行动轨迹。第二,在开展仿真以及建模工作的过程中,要利用该项技术进行断面建模的处理,站在不同的角度上对其开展评估工作。最后,要就实验参数探究齿轮的传动接触点,同时开展一系列的分析工作,这样可以进一步的降低影响到正交齿轮传送效果。仿真技术是机械设计制造行业中较为普遍的一类工艺技术,在开展齿轮泵的齿轮设计工作时期,齿轮的功能可以利用计算机的仿真实验进行检验,这样可以达到最大化使用齿轮泵性能的目的,同时还可以提高其制备的质量。
        2.3在加工设计中的应用
        机械产品从设计到制造需要历经一个十分复杂的操作过程,尤其是对于大型机械设备更是如此,仿真技术应用则使之变得更为简捷。

本质上而言,机械设计制造的根本在于满足生产加工需求,继而由此产出价值。仿真技术在机械加工设计中的应用,在改善机械装备本身性能及质量的同时,亦提高了加工效率,值得广泛推广。例如,在数控机床的加工中,基于仿真技术应用编写零部件运行程序,并生成图形或数据,对机械设备发出指令,继而完成加工要求,大幅度提高了机械零部件的运行精准度,同时还有效减少了人工操作,实际加工效率及质量得到了大幅提升。又如,将仿真技术应用到切削加工工艺流程当中,以时间抽为单位建立数学模型,预测不同运行工况下的机械性能及质量,确定最佳加工方案。尤其是在大型机械设备的加工处理上,仿真技术的应用优势将得到进一步体现。
        2.4在计算复杂数值中的应用
        伴随计算机技术的升级,它对机械工程所造成的影响更加突出。之前设计制造过程中的难题大多能够依托计算机仿真技术来解决,还可以让机械计算更加简化,压缩计算时间,避免反复操作,确保繁杂数值计算所得数据更加精准。在设计的过程中必须引入各种数据,通过仿真技术能够提高数据处置的速度,让产品变得更加精准,改善设计效率。引入仿真技术能够推动数据解析更为简洁,层次更为鲜明,能够避开人工操作引起的失误,提高产品结构指数的精准性,让相关数据更为可信。开发一个机械产品,其大约包含如下6个步骤:“设计概念-初步设计-补充细节-模拟实验-修正更改-重复修正”,直到契合产品需求。而对产品展开动力仿真,可以缩短研发时间,省去部分机械原料,对产品构成的刚度、强度等指数也能够及时解读,继而凭借计算获得机械疲劳所造成的威胁等。
        2.5在复杂机械加工中的应用
        现阶段,企业的经营规模不断拓展,现代化工业技术得到飞速发展,各个生产工艺、流程日益复杂。在机械制造行业中,以机械加工为生产基础,仿真技术的应用更有助于挖掘深层机理,使机械加工质量、性能得到显著提升,为机械设计与制造提供充足的理论支持。
        (1)在数控加工过程中,数控加工模块可对CNC机床零件的加工程序进行编制,采用生成的图形、数据等进行转换,可变成控制指令,再对各项加工参数进行设置。
        (2)在磨削加工过程中,根据时间变化情况构建数学模型,为磨削加工提供自动化、最优化、虚拟化条件。在变进给过程中,磨削功率不断发生变化,通过仿真技术构建模型可得出最佳磨削方案,应用到实际磨削加工中。
        (3)在铣削加工过程中,根据铣切削过程建立动力学模型,创造出满足切削振动的条件。
        (4)在电火花切割中,构建多轴联动加工复杂曲面,建立仿真模型,便可对实际加工工艺的效果进行预测、评估,还可实现参数的最优化。
        结语
        计算机技术的运用以及发展,进一步的推动了我国仿真技术的研发进程,信息技术以及控制理论等,都需要以仿真技术为前提条件,结合专业化的机械设备以及计算机发挥其媒介的效用,构建模型系统,及时的进行动态测试、规划等的工作,补充完整数据系统当中的内容。掌握好仿真技术在机械设计制造过程中的应用要点,较好地使用该项工艺技术来给我国机械制造产业的发展赢得契机,并给其奠定坚实的建设基础。
        参考文献
        [1]胡钢.仿真技术在机械设计制造中的应用探讨[J].现代工业经济和信息化,2019,9(8):62-63.
        [2]杨宇哲.浅谈仿真技术在机械设计制造过程中的应用[J].科技创新与应用,2014(11):97.
        [3]杨磊.仿真技术在机械设计制造过程中的应用[J].科技创新与应用,2017(4):159.
        [4]王传亮.机械设计制造过程中的仿真技术分析[J].电脑迷,2017(4):48.
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