仿真技术在机械设计制造过程中的应用
张志荣
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张志荣,. 仿真技术在机械设计制造过程中的应用[J]. 光电子进展,202311. DOI:10.12721/ccn.2023.160482.
摘要: 近些年,伴随着我国经济实力和科学技术的不断提高,越来越多新型先进的科学技术被广泛地应用于各个行业和各个领域中。在工业制造行业中,仿真技术作为一种新型信息处理技术被越来越多的机械制造企业广泛应用于机械设计及机械设备安全管理中。随着仿真技术在机械设计制造过程的不断使用,企业的机械设计技术与仿真技术逐渐融合,机械设计制造行业将迎来巨大的发展。基于此,本次研究针对于仿真技术在机械设计制造过程中的应用进行了深入分析与探讨,以此为相关学者以及从业人员提供有价值的参考依据。
关键词: 仿真技术;机械设计;制造过程;应用
DOI:10.12721/ccn.2023.160482
基金资助:

我国机械设计制造产业现阶段得到了一定程度的进步和发展,引进和使用仿真技术后,不仅对制造的整体水平能够进行有效提升,而且对我国整体设计制造水平能够进行改善。在现今信息化大数据环境下,仿真技术的应用引进既方便了机械设计工作的展开,又使得我国整体制造业工作效率和水平得到显著提高。本文将从仿真技术作用特点分析、仿真技术在机械设计制造过程中的应用两大方面来进行深入剖析。

仿真技术作用特点分析

作用范围广泛

自从产生开始,仿真技术的发展就呈现出快速的形势,目前,在各个领域和各个行业中,仿真技术都发挥着关键效果和作用。仿真技术应用于机械设计制造领域之中,贯穿了从机械设计到产品制造及生产制造到装机调试的整个工艺过程。在机械设计制造期间,仿真技术应用范围的广泛性是其发挥作用的一个重要特点,如:机械设计运动分析、机械结构可靠性评估、生产加工过程模拟以及机械设备安全操作模拟等。仿真技术的应用积极地影响机械技术水平、设备产品质量以及加工制造的整体效率,进而保障产品的最终质量能够符合市场的实际需要。目前,仿真技术的使用范围还在进一步扩大,更加注重明确仿真的目的和仿真对象,在制造系统研究中,实现应用的高效性和高效率[1]。

分布特性

仿真技术在计算机技术和网络技术的支持下进一步扩大了自身的分布特性。通过对运行仿真技术的经过分析和研究得知,工作人员想要充分发挥出仿真技术的作用和效果,离不开制造和虚拟网络的助力。在运用仿真技术过程,工作人员需要根据相关的理论知识对实物图形进行不断地调整,以实现最大程度的现场实操模拟效果。在机械设计加工中,仿真技术的分布特性加强了其发挥的影响,能够有效确保设备的工作效率和使用质量。

集成化属性

在机械加工制造行业中,仿真技术的使用也表现出了十分显著的集成化特点。仿真技术自身呈现出多种技术的融合,复杂性较高,能够对不同种类和不同类型产品的制造工业进行有效模拟。在机械加工制造中,仿真技术集成化的属性也使其发挥着关键作用,有助于推动机械加工制造行业的升级和发展[2]。

二、仿真技术在机械设计制造过程中的应用

(一)在机械的装备设计方面的应用

齿轮在机械装备中占据着重要位置,发挥着关键作用,为此,相关从业工作人员在制造齿轮期间需要第一时间展开仿真实验,综合化、系统化分析研究齿轮的功能,在齿轮设计工作进行期间,需要立足于多个角度展开探索和分析,明确研究的重要方向。第一,要通过对计算机的使用,展开仿真,对行动圆弧针齿形星的轨迹进行模拟;第二,在实际进行建模工作和仿真工作期间,需要通过对此项技术的使用,展开处理断面建模工作,从多个角度和方面出发进行评估。第三,依托于实验得到的参数,对齿轮的传动接触点进行分析和探究,与此同时,进行相关的研究,从而能够最大程度的减少对正交齿轮传送效果的影响。在机械设计制造行业中,仿真技术作为一种常见的工艺技术手段,在实际展开设计齿轮泵的齿轮工作过程中,可以通过对计算机仿真实验的使用,检验齿轮的功能,进而实现齿轮泵功能最大化应用的效果,不仅如此,还能够对其制备的准确性和质量进行有效提升[3]。

在加工时期的应用

仿真的应用在设计时期十分关键,为此,针对于此项问题,绝大多数的研究工作人员都需要进行高度注重,投入与其相匹配的仿真技术于众多的机械加工之中,使相关从业工作人员能够全面掌握和熟悉有关的机理,以此在加工制造的过程中,充分发挥出各类机械设备使用的性能,有效提升机械设施的质量。例如:在实际开展机械数控加工工作的过程中,工作人员应用仿真技术于其机床的零部件中,实现各项工作任务的高效完成,包括:程序编写、刀具选择、进给补偿、参数设定等。仿真技术于各类工作中的使用,其操作是依据对图形的信息进行数据采集、分析、调整并输出控制。按照图形内所涉及到的有关信息数据,相关设计工作人员能够更好的展开工作[4]。

在机械结构件设计方面的应用

机械系统由若干机械装置共同组合而成的特定系统,机械零件和构件是组成机械系统的基本要素,它们为实现某一特定功能而相互联系在一起,进而组成多个子系统。工程师在进行新设备和新产品开发的过程中,需要考虑各零件的结构大小、加工制造、组装配合以及售后维修等。为确保所设计产品能够充分发挥自身作用,同时避免某些不良问题的出现,工程师需提前采用仿真技术于其零件设计过程之中,以此进行设计结构的优化、零件的加工模拟以及各零件的拆装模拟等相关工作。设计工程师通过仿真技术模拟演示结构的各种功能,可极大地减轻了自身的工作任务,进而更方便后续一系列工作的开展。

在复杂数值计算方面的应用

在机械工程中,计算机技术的使用十分广泛,仿真技术的应用仅是其中的一部分内容。一些复杂的机械机构设计往往会涉及功能参数计算、材料分析、结构力学分析以及可靠性评估等,在实际条件的制约和作用下,这些复杂的数据计算和数据分析的工作是难以切实展开。而依托于计算机仿真技术的使用,工程师能够很好地进行分析和计算设计过程中的复杂数值,将原来复杂的计算工作朝着层次化、简易化方向转变,以减少低效率的人工进行反复工作。在机械设计制造业中,通过计算机仿真技术的使用,工程师能够对机械产品设计结构工作的整体效率进行提高,能第一时间改善和分析机械存在疲劳失效的潜在问题和风险因素。机械加工针对于设计机械制造领域来说是最为基础的生产环节。在机械加工生产期间,计算机仿真技术的使用能够对机械加工复杂工作的效率和质量进行有效提高,此外,计算机仿真技术的使用还能够提高机械设备的实际处理能力和水平,达到测试和建立仿真模型的效果,同时按照实际数据,不断展开调整和预估,从而达到最优化参数的效果[5]。

三、在机械加工制造行业中仿真技术的发展前景

在计算机技术的影响下,仿真技术呈现出高速发展的趋势。其中,仿真硬件开始朝着数字化方向发展,其主要呈现在依托于超小型机和外围处理器的配合,能够实现模拟操作大型机械系统与复杂机械系统的相关工作。随着机械加工制造不断向着智能化的发展,计算机各类算法控制技术为实现“人工智能生产”、“无人车间管理”提供了技术基础保障。仿真技术与人工智能技术从本质上看,两者都属于计算机技术,前者是通过软件系统在计算机上进行虚拟环境搭建,以模拟实际加工生产过程,后者是通过在计算机上进行算法编程来开发出能实现不同功能的控制系统。立足于仿真软件来说,若将人工智能技术与仿真技术相结合,原有的仿真软件系统将变得更加方便、健全、准确。随着虚拟现实技术和仿真技术的不断使用,两种技术逐渐开始融合,虚拟制造必然是未来机械加工制造行业发展靠拢的方向[6]。

结束语:

总的来说,在机械加工制造行业中,仿真技术的使用能够推动其行业的繁荣和发展,充分满足机械加工制造行业的实际发展需要,为此,相关工作人员要全面了解和熟悉仿真技术在机械加工制造中的应用。仿真设计相较于研发手段来说,能够对研发机械系统期间的复杂问题进行更好的处理和应对,缩短从设计到最后研发机械设备的整个经过时间,提高和维护有关企业的经济效益。

参考文献:

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