制造加工過程中模擬仿真技術的應用

陳曉桐

（福建商學院 福建 福州 350001）

0.引言

現今，各地區經濟體系化發展的逐步加快，使制造業技術更替速度有所提升，為有效提高制造加工技術生產水平與能力及適應現有的市場發展環境。做好制造加工過程模擬仿真技術應用尤為必要，是未來階段制造加工技術發展應用的必要條件，也是推動制造加工技術應用現代化與智能化發展的重要動力來源。

1.制造加工中模擬仿真技術應用內容

制造加工技術應用推動工業制造技術現代化發展，是工業生產的重要基礎。早期階段的制造加工技術應用主要采用人工化技術操作，對技術人員技術水平依賴性較高，且加工生產能力有限。現階段制造加工技術發展主要采用數字化及機械化技術控制，有效提高基礎加工生產力及生產水平，使工業加工制造能力達到新的高度。雖然數字化制造加工生產總體而言能夠滿足市場產品生產需求，但實際質量難以切實保障，部分數字化制造加工產品過于粗糙，使制造加工綜合性效益有所下降。而在人工加工技術操作階段，由于技術人員技術水平參差不齊，相關的加工產品參數并不一致，即便同時批次產品生產也難以保障產品數據統一性，在此技術應用發展環境下，將模擬仿真技術有效運用制造加工方面勢在必行，成為未來階段制造加工發展的主要方向。模擬仿真技術應用基于計算機控制技術應用，是現代制造加工管理及加工生產的重要組成部分。通過計算機數據對比及機械設備操作行為控制，實現對加工出產品參數標準的統一化管理，并在現有基礎上對產品進行精細化加工處理，使制造加工生產產品質量得以切實保障。模擬仿真技術應用優勢不僅體現在質量標準的提高方面，在成本控制、技術生產能力及設備有效利用率方面，也產生一定的積極影響，使制造加工技術總體水平得到更深層析的升華。

2.鑄造加工及模版制作處理模擬仿真技術應用

鑄造加工及模版制造使制造加工技術應用基礎，由于各類材料類型的基本特質差異化明顯，所以在鑄造方面，首要考慮因素即是主要鑄造材料的選擇，而在模版制作方面，則要注重對制作處理溫度數據及制作流程等相關內容項目的控制，通過模擬仿真技術降低鑄造加工及模版制造結構缺陷，使鑄造加工應用及模版制作處理符合制造加工處理標準。

2.1 鑄造加工

鑄造加工要注意對數值模擬技術運用，包括對凝固數值及鑄件充型數值的模擬等，通過對制造加工熱應力數值的控制，實現對鑄造微觀組織模擬應用，利用模擬過程對鑄造過程中可能發生的技術問題及加工數據控制問題進行分析，同時采用對縮孔、松孔及熱烈缺陷產生過程的模擬，有效的降低鑄造加工鑄件缺陷，保障同一批次鑄件產品的綜合質量，使其在后續的使用階段，在充分發揮其經濟效益的同時，能夠進一步避免質量問題的產生。

2.2 模版制作

模版是制造生產加工的重要內容，涵蓋了模具、模型及制造加工切削設備等相關構件，通過對模版制造的合理控制，實現對制造加工生產構架質量的提升。模版制作需要考慮模版應力結構強度與結構溫度適應性，傳統模版制造加工，均采用人工技術處理方案，相關的模版制作質量并不過關。在模擬仿真技術應用方面，將采用計算機輔助工程CAE 技術進行數據控制，并模擬模版制作過程中的環境數據，根據模版使用環境及使用情況對模版制造技術應用存在的實際問題進行解決，從而控制模版制作殘次率，有效控制模版制作成本，提高模版制造生產水平，為產品制造加工奠定堅實基礎。

3.精密鍛造加工的模擬仿真技術應用

精密鍛造加工技術是制造加工技術的核心技術內容。精密加工技術應用不同于其余種類技術類型，該技術具備制造周期短、制造質量高及制造用料少等相關優勢，可有效的針對相關小型精密部件進行生產加工設計，實現構件加工的精細化處理，并能夠將已經加工完成且加工粗糙的構件進行二次精密加工處理，使構件使用經濟效益及安全效益全面性提升。模擬仿真技術在加密鍛造方面的實際應用，主要目的在于簡化精密制造流程、降低精密制造成本與解決精密精鍛造技術難度過高問題，使精密鍛造技術可在各領域均可得以廣泛運用。計算機模擬仿真技術在精密鍛造方面的實際應用，需要從技術工藝及技術基本變量方面入手，從技術及生產管理控制等多個層面，對精密制造潛在風險做好規避與控制，以此為精密制造發展應用創設有利的技術應用環境。

4.焊接加工方面的模擬仿真技術應用

焊接是制造加工的重要流程，對焊接技術應用的模擬仿真控制，將進一步提高焊接結構強度，解決焊接結構毛寸數量過多及結構形變嚴重等相關問題，使焊接技術應用更符合現代制造加工技術應用發展。傳統的焊接制造應用主要采用人工技術控制，各類技術技巧運用需要依賴技術人員操作能力，而模擬仿真技術則可在技術操作的前期階段，對焊接材料、焊接參數及焊接方法的選用等，給出相關的參考數據，方面技術人員對自動化焊接設備的有效控制，同時也為手動焊接加工處理提供了有效的參考資料，使制造加工焊接技術水平實現質的跨越。

4.1 模擬仿真焊接加工技術應用內容及背景

制造加工焊接技術需要注重對焊接應力及形變的控制，在焊接過程中受加熱處理影響，部分材質材料不可避免的產生一定的形變問題，嚴重者可能發生結構裂縫或及結構應力下降問題，尤其是脆性斷裂問題的產生，使材料使用效果大打折扣，導致材料使用強度無法達到實際理論參數標準，對于后續階段結構尺寸及生產規格的控制，也將產生一定的波及，從而對制造加工造成一定的經濟損失。仿真模擬技術運用可有效的解決以上問題，在技術運用之前，即可將相關的焊接數據內容在計算機設備中進行輸入，由計算機圖像處理技術等對數據內容進行整合，建立符合焊接處理標準模型，通過模型操作，實現對真實焊接場景的模擬，通過控制電弧、傳熱及力學數據，對可能發生的焊接結構問題進行分析，將最符合焊接材料及焊接技術應用條件的焊接方案進行整理推送，使技術人員對于產品焊接處理有更深層次的了解，為焊接操作技術應用提供可靠的數據分析及環境模擬基礎。

4.2 模擬仿真焊接加工技術應用方向與途徑

模擬仿真焊接加工內容包括對加熱數值、形變尺寸數值、力學行為數值及應力變化數值的監控，相關數據內容需要涵蓋焊接加工的各個方面，尤其是針對形變及結構強度控制模擬，要重視模擬環境及模擬焊接方法的合理選擇。焊接加工模擬仿真不能僅對單元數值進行觀察，應綜合多方面數據進行考量，選擇不同的時間節點對數據平均值進行分析，根據分析結構擇優選擇焊接處理方案。焊接加工對于特殊材料焊接需要進行前期的技術試驗，操作內容主要以人為干預操控為主，相關的實驗準確性較差，且成本較高，難以滿足現代化焊接加工技術應用需求，而模擬仿真焊接加工則能夠在較短時間內得出更為準確的實驗結果，使焊接加工對焊接節點與焊接方式的選擇更為科學合理。

5.切削加工方面的模擬仿真技術應用

制造加工的切削加工相比于其它技術種類技術應用較為繁瑣，同時加工技術工藝較為復雜，所需考慮的實際加工影響因素較多。應注重對加工細節的控制，以便保障切削加工成品符合構件加工使用標準。模擬仿真在切削加工方面的實際運用，需進一步參照熱力耦合數值、工件分離斷裂數值及工件表層殘余應力數值等，進行合理的科學模擬運算，進而提高切削處理的精確性，把控切削加工技術細節，從技術優化角度解決產品構件切削速度不足及切削規格不統一問題?，F代切削設備使用精密性較高，切削模擬仿真應重視切削力的控制，如切削力過大，則構件應力過高，構件使用易受到不可控因素影響也發生不規則變形。而若切削力度過小，則難以達到實際的構件切削使用標準，表面平滑度也相對較低，因而掌握切削力度，是切削仿真模擬加工的核心所在。

6.數控加工方面的模擬仿真技術應用

數控加工模擬仿真技術應用主要采用計算機圖像繪圖技術，對數控加工流程及加工細節進行模擬?，F階段數控加工技術對信息技術的運用較為全面，所以僅需選擇CAD 及CAM 制圖技術，即可實現對數控加工的全過程模擬，無需反復進行模擬加工技術調試，結合數控加工環境及數控加工處理要求，便能夠在較短的時間內分析出數控加工處理存在的實際問題，以便后續階段針對問題的產生原因予以解決，在現有的模擬仿真技術條件下，對數控加工技術應用水平做深入提升，進而使數控加工技術可在更為廣泛的領域得以發展應用。

7.結語

綜上所述，制造加工的模擬仿真技術應用對解決制造加工處理技術試驗效益不高及生產質量不佳等問題具有重要意義，是現代制造加工處理的重要技術種類之一。為更好的市場技術應用環境，需要在未來階段對制造加工的模擬仿真技術應用做好實踐優化，進一步提高模擬仿真的實際真實性及數據準確性，為制造加工生產創設有利的技術應用參考條件。