仿真技术在机械设计制造过程中的运用

学习机械设计制造方法时，通常可以考虑与现代化技术融合在一起，采用在线仿真训练的方式优化设计思路，模拟制造过程，旨在找到创新机械设计制造方案的对策。但由于仿真技术的基本原理较为复杂，操作难度高，如何正确掌握技术的灵活应用方法，发挥该技术的重要价值作用，是相关技师正在研究的主要难题。

1.仿真技术的基本特征及其实现过程

1.1仿真技术的基本特征

在决定将仿真技术应用于机械设计制造环节之前，通常需要先系统的分析该技术的基本特征，找到技术的适用范围，编制详细的仿真设计制造计划。一般来说，目前基础的仿真技术主要有三个特征：第一，仿真技术的实施需要计算机软硬件设备的支持，在网络渠道中运用该技术时，具有明显的分布性特征。第二，该技术具有集成性特征，可以将数据自动化、智能化的整理分类，识别数据之间的关联性，适宜用于完成机械设备的集成化设计和制造工作。第三，仿真技术具有用途广泛性的特点，在前期产品设计、中期生产管理、后期性能测试和保养维修等多个方面都有较为明显的应用价值，值得全面推广。

1.2仿真技术的实现过程

机械设计制造专业的技师在学习和应用仿真技术时，要结合行业发展特征，理清仿真技术的具体实现过程。据了解，技师通常会按照以下步骤来使用仿真技术：首先，要根据产品的设计要求，先绘制平面图，计算参数信息后，用实际数据在网络上构建仿真立体模型。其次，在计算机设备的支持下，完成对模型数字语言的转换，并同时对模型进行分解处理，了解产品的详细构造，从中分析设计方案是否科学合理。最后，要进行仿真实验，通过输入各种参数信息，让模型进行仿真运动，评估模型的性能是否达标，由此得出最终的机械设计结论。

2.仿真技术在不同机械设计制造环节中的具体应用思路

2.1在基础设计环节的应用思路

与传统设计思路相比，融入仿真技术可以提高设计精度，顺利完成细节化的机械产品设计任务，并有助于创新设计方案。

2.1.1结构设计环节

实际进行机械设计时，要从设备实用性、经济性和美观性等方面展开分析，合理完成结构设计任务。相关技师可以选择使用仿真技术构建多个机械产品的模型，直观的对比产品内部构造、外部造型上的差异。并通过网络技术收集市场上同类产品的生产信息和用户评价信息，尝试在现有结构中进行创新研究。比如，在产品的恰当位置上添加弹簧、运动发射器，完成产品的改造任务。融入创新思路后，要及时开展仿真实验，用于判断该方案是否具有可行性，得到验证后才能进行大批量的生产制造。

2.1.2齿轮设计环节

大部分机械产品的核心运作零件中都含有齿轮，这就使得技师在进行机械设计制造时，会着重进行齿轮设计。运用仿真技术可以对齿轮进行单独建模，通过修改仿真模型的参数，将齿轮调整到最佳尺寸范围内。此外，仿真技术在调整齿轮传动效果，解决齿轮之间接触不良的问题上有明显优势。主要原理是：通过记录仿真模型的运动数据，寻找规律性数据，着重判断齿轮的运转轨迹，找到齿轮接触点之间的细小误差，及时调整设计方案，用于提高机械设计工作的精细化水平。基于该技术的应用价值较高，目前各个技师团队都在积极主动的学习仿真技术的操作方法。

2.2在零件加工环节的应用思路

机械设计制造的过程十分复杂，特别是常规零部件可能无法满足个性化设计要求，需要采购原材料进行自主加工。在仿真技术、计算机网络技术的支持下，目前大部分地区都已经实现了机械化、自动化加工的目标。基本要求是投入资金，在生产车间安装数控车床，提前在控制系统中输入仿真模型的相关信息，根据本次生产要求确定生产量，设定车床的运作参数。启动设备后，就可以自动进行切割、打磨等操作，优势是能批量完成零件制造任务，能提高制造效率。而且，在自动化加工阶段，通过仿真技术实时分析工作中产生的数据，用数据建设模型，有序完成模型分析工作，就可以从中预测加工任务的总时长，方便安排后续的产品安装、营销任务。另外，还能用于风险评估环节，是保证机械制造安全的关键技术。

2.3在数据处理环节的应用思路

机械设计制造的每个步骤中都会产生大量的数据，以往在依靠人力资源进行数据整合、计算时，可能会因为马虎，导致数据计算错误，造成结果出现较大误差的问题。基于此，技师正在尝试将仿真技术应用于数据处理环节，目的是从根本上提高计算准确度，避免由于人为因素导致数据失真而引发产品加工、安装工作中的安全隐患。这也是缩短数据处理时长、科学控制成本的核心所在。此外，机械设计制造环节不仅会产生数字信息，还会涉及到对图形信息的处理，将这些信息匹配在一起，就能完成虚拟模型的创建，并启动虚拟实验，最终实现对设计参数的合理优化，为产品制造任务的稳步开展奠定坚实的基础。

3.仿真技术在机械设计制造行业的未来发展前景

3.1网络化发展趋势

新时期，机械设计制造行业的技师人才正在主动总结日常工作经验，转变传统工作思维。例如，将仿真技术与产品设计制造项目结合后，依托计算机平台，朝着网络化的方向发展，这是现阶段该行业的一大突破。核心思路是依托仿真技术的分布性特征，收集网络节点中的重要信息，在网络渠道完成信息的实时互动传递，解决信息滞后性的问题。同时，尝试开展远程控制工作，由此来减轻产品设计、制造环节的管理压力。

3.2小型化发展趋势

基于常规的机械设备大多具有占地面积大的特点，日常的移动难度较高。因此，技师开始从构建仿真模型的角度出发，尝试借助技术手段等比例缩小设备体积，研发便携式的设备，促进机械设备小型化发展。该研发思路受到了社会的广泛关注，有良好的市场发展前景。但是，由于机械设备内部的零部件比较多，制造流程复杂繁琐，使得小型设备的生产、加工难度较高，检验合格的标准也更严格，这是相关行业要面临的一大挑战。

3.3智能化发展趋势

在信息化时代下，人们对机械设备的功能有了更多的要求，为了满足人们日益增长的新需求，技师应着力研究如何让仿真技术的操作过程更加简单化、智能化。侧重点要放在优化仿真实验流程上，并要尽量降低人为操作对实验结果产生的不良影响。这样才能真正顺应时代的发展趋势，完成高精度、多功能机械产品的设计制造工作。据了解，目前很多技师学校在培养人才时，都会增设智能化技术的研究课程，希望为社会培养创新型的人才。

结语：仿真技术与计算机设备相结合，可以用于减轻产品设计压力，还能可视化的分析产品结构，进行三维模型的建设，模拟产品生产制造流程，方便及时发现设计漏洞，优化设计方案。并能用于处理庞大的数据信息，具有智能化、自动化的特点，是目前机械设计制造中应用频率最高的一项技术手段。因此，相关技师人才都在积极主动的学习该技术，旨在助力自身及行业的创新发展。

参考文献：

[1]徐大帅.仿真技术在机械设计与制造中的应用[J].时代汽车,2022(20):131-133.