仿真技術在機械設計制造中的應用分析

陳冬英 毛忠輝 陳富

摘要：在我國現代科技不斷發展的現階段，一些新型的技術，已經應用到各行各業的建設中。其中仿真技術已經作用于機械設計領域，為機械的制作提供了有效的技術支撐，提高了生產的質量和效率。仿真技術是在計算機技術的基礎上研發出來的，融合了多個先進的學科，特別是在進行軟件研發和使用的過程中，拓寬了技術的應用范疇。目前這項技術在實踐的過程中，已經發展得更加成熟，促進相關企業進行了更好的發展。本文就仿真技術在機械設計制造中的應用進行相關的分析和探討。

關鍵詞：仿真技術;機械設計制造;應用;分析探討

仿真技術在應用時，可以營造高度還原的仿真環境。技術人員在進行產品研發的過程中，可以對產品的設計質量進行科學的評價，并且對生產時，可能存在的問題進行預測和解決。對傳統機械設計制造時，存在的技術難題進行了有效的彌補，促進了我國工業建設的可持續發展。機械設計制造企業在進行技術應用的過程中，需要根據自身的發展需求，對技術的應用形式進行改善和優化，才能充分發揮技術的應用效果，提高產品的研發水平和生產質量，創造更多的綜合效益[1]。

一、仿真技術的應用特點

仿真技術又被稱為虛擬的樣機技術，是在計算機技術和信息技術基礎上，融合了信息運用技術和控制技術等內容，通過選用專門的儀器和計算機設備，憑借虛擬的系統，對設備運動狀態和建設成本進行了解的一項技術。目前我國很多行業在發展的過程中，都開始應用這項技術。在進行機械設計和制造時應用這項技術，可以對設計和制造以及檢測環節進行全方位的自動管理，不僅提高了設計工作的開展質量，還可以提升產品的制作水準。目前這項技術在實踐的過程中，已經拓展了應用范圍。且這項技術的應用，存在分布性的特征，可以依托虛擬網絡，展示設計和制造的進程。并且通過圖形的形式，展示理論數據。這項技術的集成化特征比較強，已經向著復雜化和多元化等方向進行了更好的發展。在進行技術應用時，能夠根據產品的特征，對其進行仿真的模擬。將其應用到設計環節，可以促進各個專業的協調發展，從而對現有的設計方案內容進行優化，從根源上提高了設計工作的開展效率[2]。

二、仿真技術在機械設計制造中的具體應用

（一）在齒輪設計中的具體應用

在進行機械設計和制造時，齒輪不僅屬于基礎的零構件，而且對設備的運行存在重要的影響。應用仿真技術進行齒輪的設計，需要對齒輪的傳動模式進行全面的模擬，在此基礎上對其進行精確設計。確保齒輪在使用時，能夠始終保持高效的運行狀態。在進行技術應用時，要對齒輪的傳動指數進行全面的提取，在此基礎上對型號進行具體的設計，確保齒輪的使用，能夠滿足機械產品制造的需求[3]。

（二）在復雜數值計算過程中的具體應用

在現代科技不斷發展的過程中，技術的更新換代速度比較快，對機械工程的建設產生了重要的影響。在對機械設備進行設計和制造時，存在的技術難題，主要是通過仿真技術來解決，這項技術可以簡化機械的計算程序，縮短計算的時間，還可以減少反復作業的發生，確保所有的數值更加精準，在設計時可以帶入各種數據信息，通過這項技術，提高數據信息的處理速度，確保產品的制作更加精準，還可以提高設計工作的開展質量和效率。在對數據進行解析時，操作形式更加簡單快捷，層次更加鮮明，還可以避免人工失誤等問題的發生，提供精確的產品結構指數。例如在進行機械產品研發的過程中，首先要明確設計的概念，進而開展初步的設計，通過細節的補充和模擬實驗，對內容進行修改。還要重復開展修正工作，直至研發出的產品，能夠滿足各方面的需求。在對產品進行動力仿真時，可以縮短研發的時間，降低資源消耗。應用這項技術，對產品的強度和剛度等參數進行解讀，解讀結果更加準確，還可以降低機械疲勞的威脅[4]。

（三）在產品加工中的具體應用

在進行機械加工時，主要存在生產制作和計算機操作等程序。要通過計算機設備掌握機械設備的內部原理，為加工環節的開展，提供有效的理論依據。在進行數控加工時，要充分利用計算機技術進行數據模塊的設計，還要根據數據圖形等信息，對其進行調控，設計精確的加工指數。在進行磨削加工時，要根據時間軸等數據，對模型進行調整。需要對磨削的指令活動進行預測，并且聯系計算機仿真技術，制作最優的設計方案，這個環節屬于虛擬的自動化加工。在進行銑削加工時，要先構建相應的模型，明確加工時所需要的構件，還要掌握技術的應用原理。在進行電火花切割時，要利用計算機技術構建加工模型，確保技術能夠順利的實施[5]。

（四）在設備設計中的具體應用

在對礦山等機械設備進行設計和制作時，這種類型的設備型號比較大，因此設計難度比較高。因為設備的結構比較復雜，涉及到的零部件比較多，制造程序過于繁雜。在進行生產時，經常會出現零件搭配出錯等現象。在對其進行修正時，無法一次性配置所有的零部件，必須對原有的設計形式進行修改。這就導致部分零部件出現損毀等現象，延長了生產的時間，會給企業帶來嚴重的經濟損失。在進行仿真技術應用時，可以對上述問題進行全面的解決。不僅提高了生產的速率，還降低了生產的成本。在進行虛擬生產時，可以對裝配環境進行全面的檢測，并且模擬設備的運行狀態，降低了返工問題的發生幾率，提高了產品的應用品質[6]。

（五）在結構設計中的具體應用

機械設計制造屬于系統性的工程，涉及到的內容比較多，且各個環節過于繁瑣，包含了很多細小的構件。這些構件必須配合使用，才能發揮自身的功能作用，因此在設計的過程中，需要對構件進行組裝。應用仿真技術進行結構設計，能夠保證各個構件的尺寸和型號數據更加精準，確保構件的組合更加流暢，為機械設備的穩定運行，提供了有效的支持。在對不同型號的構件進行設計時，必須制作最優的方案，才能促進系統的高效發展，為后期檢修工作的開展，提供有效的便利。這個環節的設計重點在于，保證各個構件的精確運行。因此要通過仿真技術模擬構件的運行效果，設計多個結構的組合形式。并且通過運轉和調試的方式，確保結構在使用時，處于最佳的運行狀態。要想保證機械設備的性能更加優越，在進行齒輪等核心構件設計時，需要做好參數的提取。

結語：綜上所述，將仿真技術與機械設計制造環節進行有機融合，可以拓寬整個行業的發展前景。這項技術在應用的過程中，不會受到環境因素的較大干擾，且技術的應用優勢比較多。可以對結構進行優化設計，還可以探究大型機械設備的性能，求解復雜的數值。在進行技術應用的過程中，能夠改善現有的工作情況，降低生產成本。因此相關企業一定要提高對這項技術的重視程度，要在現有技術的基礎上，對其進行創新性優化，促進整個行業進行可持續的發展。

參考文獻：

[1]李國峰.新形勢下機械自動化技術在機械設計制造中的應用分析[J].華東紙業，2021，51（03）：79-82.

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[3]仲雪偉，范運峰.計算機技術在機械設計制造及其自動化中的應用[J].南方農機，2020，51（16）：186-187.

[4]石洪強，李博宇，高剛毅.計算機技術在機械設計制造及其自動化中的應用[J].內燃機與配件，2020（02）：246-247.

[5]閆梅.計算機技術在機械設計制造及其自動化中的實踐應用分析[J].河北農機，2019（09）：61.

[6]劉寧.計算機技術在機械設計制造及其自動化中的實踐應用分析[J].電子測試，2019（09）：124-125.

基金項目：江西省教育廳科學技術研究項目（6000216）;上饒師范學院校級項目（201608）