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

李華龍

摘 要：近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)械行業(yè)快速發(fā)展，因此在機(jī)械行業(yè)中積極使用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可有效推動(dòng)機(jī)械制造技術(shù)的快速進(jìn)步，也是未來(lái)機(jī)械制造行業(yè)的主要發(fā)展方向。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用具有較廣的分布范圍以及較強(qiáng)的分布性特征以及集成性特征。當(dāng)前在機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械產(chǎn)品復(fù)雜數(shù)據(jù)分析以及機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)加工等領(lǐng)域計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，可有效促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的發(fā)展。本文研究了仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：仿真機(jī)思恍惚 機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械制造 應(yīng)用分析

Application Analysis of Simulation Technology in Mechanical Design and Manufacturing

Li Hualong

Abstract：In recent years， with the rapid development of Chinas social economy and the continuous improvement of the level of science and technology， computer technology and the machinery industry have developed rapidly. Therefore， the active use of computer simulation technology in the machinery industry can effectively promote the rapid progress of machinery manufacturing technology， and the main development direction of the machinery manufacturing industry in the future. The application of computer simulation technology in mechanical design and manufacturing has a wide distribution range， strong distribution and integration characteristics. At present， computer simulation technology has been widely used in the fields of mechanical product structure design， mechanical product complex data analysis， and mechanical product production and processing， which can effectively promote the development of mechanical design and manufacturing. This paper studies the application of simulation technology in mechanical design and manufacturing.

Key words：simulator trance， mechanical design， mechanical manufacturing， application analysis

1 引言

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(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)說(shuō)，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(guó)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。

2 仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的主要特征

對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作來(lái)說(shuō)，主要使用人腦構(gòu)思的方式對(duì)繪圖工具進(jìn)行使用進(jìn)而將想法呈現(xiàn)在圖紙上，隨后針對(duì)圖紙的設(shè)計(jì)內(nèi)容制造出相應(yīng)的產(chǎn)品。這種工作方法對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作人員具有較高的技術(shù)能力要求，并且在實(shí)際工作的過程中容易出現(xiàn)失誤，導(dǎo)致工作效率以及工作質(zhì)量較差。與此同時(shí)，這種傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作方式只有產(chǎn)品在完全制作出來(lái)后才可對(duì)其正確性進(jìn)行檢驗(yàn)設(shè)計(jì)，不僅浪費(fèi)了大量的時(shí)間，還增加了成本投入。近年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域中，可使用仿真軟件的方式對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)品的合理性進(jìn)行檢測(cè)設(shè)計(jì)，從而對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用效果進(jìn)行提高。同時(shí)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的使用可在實(shí)際機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作開展的過程中幫助多個(gè)設(shè)計(jì)人員跨區(qū)域?qū)ν豢顧C(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行共同設(shè)計(jì)，極大的推動(dòng)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的發(fā)展。

目前，由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ钆c工作中的各個(gè)領(lǐng)域都對(duì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了廣泛應(yīng)用，各行各業(yè)的發(fā)展目前都需要借助互聯(lián)網(wǎng)的力量，因此互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將對(duì)仿真技術(shù)起到極大的推動(dòng)作用。在現(xiàn)如今經(jīng)濟(jì)全球化的環(huán)境中，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及可幫助不同國(guó)家以及地區(qū)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作人員相互學(xué)習(xí)與交流，提高機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作的適應(yīng)性。而仿真技術(shù)的使用不僅可幫助不同地區(qū)的設(shè)計(jì)工作人員進(jìn)行共同設(shè)計(jì)，還可對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行共同分析與修改，從而提高機(jī)械設(shè)計(jì)工作的工作效率與工作質(zhì)量。

2.1 分布性特征

仿真軟件技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合可有效對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中仿真技術(shù)的應(yīng)用分布性特征進(jìn)行呈現(xiàn)。這是由于仿真技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)來(lái)說(shuō)具有十分重要的作用。對(duì)于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來(lái)說(shuō)，其產(chǎn)生于虛擬互聯(lián)網(wǎng)中，因此可幫助多個(gè)技術(shù)設(shè)計(jì)人員可以跨區(qū)域、同時(shí)在不同的場(chǎng)所對(duì)同一款機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)制造工作，并對(duì)產(chǎn)品中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行共同設(shè)計(jì)以及修改，因此計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在應(yīng)用過程中具有較高的分布性特征。

2.2 適用范圍廣

對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用可有效促進(jìn)其快速發(fā)展。仿真技術(shù)可應(yīng)用至機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)到最后的測(cè)試環(huán)節(jié)，都可充分發(fā)揮其應(yīng)有作用。在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的過程中，計(jì)算機(jī)仿真軟件可將設(shè)計(jì)工作人員的想法轉(zhuǎn)換為與實(shí)際產(chǎn)品相似程度較高的三維模型，從而幫助設(shè)計(jì)工作人員可以對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行查看。在進(jìn)行測(cè)試的過程中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可幫助工作人員將相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)導(dǎo)入至軟件中，可對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的多項(xiàng)性能情況進(jìn)行模擬計(jì)算。而在實(shí)際機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)擁有較大的應(yīng)用范圍，可對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的受力情況進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，從而幫助設(shè)計(jì)人員提高工作效率以及工作質(zhì)量。

2.3 集成化特征

對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造來(lái)說(shuō)，仿真技術(shù)在應(yīng)用過程中最為明顯的特征便是集成化特征。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的全面使用可通過虛擬的方式將機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的生產(chǎn)制造過程與產(chǎn)品開發(fā)過程進(jìn)行構(gòu)建。同時(shí)由于仿真技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法有很多，所以計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)也具有多樣化的特征。

3 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)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

多個(gè)零件、部件以及子裝配體通過螺栓以及焊接進(jìn)行固定的方式融合為一個(gè)整體的便是機(jī)械產(chǎn)品，因此在組裝的過程中應(yīng)對(duì)每個(gè)零件與部件的精確性以及合理性進(jìn)行保證，從而使組裝出的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到相關(guān)使用要求。現(xiàn)如今，隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的使用，機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作人員在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中可對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行三維建模，隨后可使用相關(guān)軟件對(duì)模型開展多層次的模擬實(shí)驗(yàn)，針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及零部件進(jìn)行改進(jìn)，隨后再次對(duì)完善后的模型開展模擬實(shí)驗(yàn)，在經(jīng)過數(shù)次的模擬實(shí)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)對(duì)比后可得到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)的過程中，可使用UG、Pro/E以及SolidWorks等三維仿真軟件來(lái)對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行展示。對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造人員來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行仿真的過程中可使用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)三維模型的角度與方向，還可放大三維模型的結(jié)構(gòu)與零部件細(xì)節(jié)，從而對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行掌握。在開展動(dòng)態(tài)展示的過程中，如果發(fā)生部件干涉的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)工作人員還可針對(duì)實(shí)際情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于仿真三維軟件來(lái)說(shuō)，擁有使用便捷、操作簡(jiǎn)單以及功能強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)之處，因此在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作中的各個(gè)環(huán)節(jié)得到了廣泛使用。

3.2 仿真技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品加工中的應(yīng)用

在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)加工的過程中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的使用可極大的提高機(jī)械產(chǎn)品加工工作的效率以及質(zhì)量，從而確保整體生產(chǎn)加工過程的順利進(jìn)行。比如在對(duì)數(shù)控車床進(jìn)行使用進(jìn)行零件加工的過程中，可使用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)加工零件的三維模型進(jìn)行構(gòu)建，隨后根據(jù)產(chǎn)生的三維模型來(lái)制作相應(yīng)的數(shù)控程序以及圖紙，最后將產(chǎn)生的程序向數(shù)控車床中進(jìn)行導(dǎo)入后便可開展零件加工工作。與此同時(shí)，在通過數(shù)控磨床磨削加工產(chǎn)品的過程中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的使用可對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)生過程中進(jìn)行演示與模擬，從而幫助工作人員對(duì)具體的步驟進(jìn)行觀看，對(duì)程序的流程是否出現(xiàn)錯(cuò)誤進(jìn)行檢驗(yàn)。此外在對(duì)數(shù)控銑床進(jìn)行使用的過程中，可不斷對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，隨后針對(duì)所產(chǎn)生的三維圖紙對(duì)三維零件模型進(jìn)行創(chuàng)建，并將其導(dǎo)入至仿真軟件后可開展仿真工作，檢驗(yàn)銑削原理與步驟等基本內(nèi)容。

3.3 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(zhǎng)，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。

3.4 仿真技術(shù)在大中型機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)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，工作人員常常會(huì)遇到內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜以及體積較大的大中型機(jī)械產(chǎn)品。對(duì)于大中型機(jī)械產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中需要對(duì)許多不同的零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，因此其生產(chǎn)加工工作具有較高難度。傳統(tǒng)的大中型機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)方式常常會(huì)出現(xiàn)零部件裝配問題，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的主要原因是大中型機(jī)械產(chǎn)品的內(nèi)部零部件較多，無(wú)法進(jìn)行一次性裝配，因此對(duì)大中型器械的使用穩(wěn)定性造成了較大影響，甚至導(dǎo)致使用企業(yè)的正常生產(chǎn)工作受到影響，從而帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。而在零配件裝配的過程中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的使用可對(duì)零配件的裝配工作進(jìn)行仿真，從而在進(jìn)行裝配時(shí)對(duì)零部件中的問題進(jìn)行及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并使用動(dòng)態(tài)模擬的方法來(lái)對(duì)相關(guān)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行觀看，從而對(duì)大中型設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行保證。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的快速提高，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，因此計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ钆c工作中的各個(gè)領(lǐng)域。對(duì)于我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)說(shuō)，機(jī)械制造行業(yè)具有十分重要的作用。而目前計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)具有密不可分的聯(lián)系，相關(guān)工作人員應(yīng)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的過程中積極使用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，通過仿真技術(shù)來(lái)對(duì)模擬機(jī)械設(shè)計(jì)制造的多項(xiàng)環(huán)節(jié)，幫助工作人員對(duì)機(jī)械制造過程中各種信息進(jìn)行了解與掌握，從而對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的各種參數(shù)進(jìn)行研究分析，產(chǎn)生最優(yōu)的設(shè)計(jì)制造方案。仿真技術(shù)的使用不僅可減少成本投入，還可提高整體機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此仿真技術(shù)的應(yīng)用可稱為今后機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作中的主要研究方向。

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