仿真技術在機械設計制造中的應用分析

周仲良 張金銘 陳健

摘要：機械制造業是傳統行業，將仿真技術運用于該行業能夠提高工作效率，壓縮制造成本，推動行業的信息化、智能化，讓其朝著現代化的方向發展。對于我國的經濟發展來說，機械制造行業可起到極大的促進作用，并且現如今機械制造產品已經在人們日常生活與工作中的各個領域得到了十分廣泛的應用，從人們使用的各種電器產品以及出行所乘坐的交通工具，到導彈、飛機以及輪船等都屬于機械產品的范疇中。所以在我國社會快速發展的過程中機械行業的發展至關重要，與每個人的日常生產與生活都具有十分密切的關系。

關鍵詞：仿真技術;機械設計制造;應用分析

引言

仿真技術比其他新興的技術更加具有綜合性的特征，它是將多種學科理論作為基礎，包括著對眾多計算機技術的應用，通過這樣的方式來發揮出自己的優勢作用。對于早期的計算機仿真技術來說，整體的應用都比較簡單，而近些年的科學技術已經得到了迅速的發展，仿真技術開始與工業領域的發展有著緊密的相連，對工業的發展起到了重大的促進性作用。本文主要是從理論方面對仿真技術進行應用和研究，從而為實際的機械制造提供更多的支持。

一、仿真技術綜述

仿真技術又稱為虛擬樣機技術，是憑借虛擬系統，通過解讀運行原理、信息運用、控制技術和系統運用等，以信息技術和計算機技術為依據，借助專用儀器和計算機設備，實驗了解運行動態成本的技術。當前，仿真技術被廣泛地運用于很多行業中，機械設計制造業也不例外。將仿真技術應用到機械設計制造業中，不但能提升設計品質，還能帶來質量更好的機械設備，提升制造水平。目前，伴隨著仿真技術應用范圍的拓展，在機械設計制造過程中，通過圖形，借助虛擬網絡模式，可以充分展示出仿真技術的相關理論以及設計制造的整個過程，提升機械設備設計和制造的品質。另外，仿真技術領域的一個最為突出的特征就是集成化。集成化具備復雜性和多元化的特色，通過輕松地對制造技術和產品特征進行仿真模擬，給機械設計制造帶來了很大的便捷性。這不但極大地推動了仿真技術的升級，還使其得到了全方位的應用[1]。在機械設計制造業中，仿真技術主要擁有以下特征。一方面，仿真技術存在應用范圍特征。仿真技術的應用范圍十分廣泛，在機械產品測試和使用中，仿真技術被灌入產品的全生命周期，不但對具體加工過程具有一定的影響，還對機械產品的概念設計具有一定的影響，并且其制造過程中的動力學特征極為明顯。另一方面，仿真技術具有分布性的特征。仿真技術和機械制造之間具有緊密的連接關系，仿真技術和計算機技術相融合，借助虛擬網絡，可以構建其所使用的圖形。因此，在機械設計制造中，仿真技術具有明顯的分布特征，可以在無形之中提升仿真技術的交互性。另外，仿真技術具有集成化特征，仿真類型多元化顯著，利用仿真技術可以構建出更為良好的產品制造環境，有利于進一步開發產品環境。

二、仿真技術在機械設計制造中應用的作用

對于傳統的機械設計制造行業來說，在對產品進行設計的時候，總是無法保持在較高的效率當中，因為它們需要對人工進行依賴，并且對自身的專業知識進行借助，只有這樣才能實現三維立體的想象和實踐，不僅有費時費力的缺點，一旦出現偏差也會導致出現質量性的問題，很容易會造成損失出現。而對于仿真技術來說，其中的關鍵就是計算機技術，通過對其進行應用來實現有效的分析和處理，進而根據自行分析來建立起制造產品的模型。通過對仿真技術進行應用，不僅可以對機械制造的設計方案進行優化，方便下一步方案的的開展，還可以為后續的工作提供有效的依據，讓設計方案可以得到更好的優化，促進機械設計制造質量的更好進步。

三、仿真技術在機械制造中的應用

3.1仿真技術在機械產品復雜數據分析中的應用

在對機械產品進行設計的過程中，應針對相關設計要求以及產品結構將設計的零部件進行拼裝，最后組裝成整體的產品，在對產品進行多次反復試驗后可針對相關試驗數據不斷對產品模型進行改進與完善，這種工作流程是目前仿真技術在機械產品設計中的主要程序。一般情況下，機械產品內部如果具有較高的復雜程度，那么其開發周期也會相應延長，從而使產品設計工作的難度進行提高，而計算機仿真技術的使用可有效對這種問題進行改善。在對機械結構進行設計的過程中，常常會對部件受力情況、零件尺寸等進行計算，傳統的人工計算方式不僅效率較差，同時還容易出現誤差。而計算機輔助軟件的使用可代替人工完成多種復雜程度較高的運算，不僅可對計算時間進行減少，還對計算準確性進行了提高，可有效對產品開發周期進行縮短。與此同時，在機械產品生產的過程中計算機仿真技術的使用還可對其開展手里分析工作，幫助工作人員對產品部件的形變尺寸以及受力情況進行展示，從而提高機械產品的科學性以及合理性。

3.2在機械加工設計中的應用

對于機械設備而言，加工是主要內容，加工質量的優劣直接關乎機械設備后期是否可以正常運行。在該情況下，應用仿真技術來加工，可以加強機械性能，提升機械質量，特別是在比較復雜的機械加工過程中，應用仿真技術可以提升加工水平。例如將仿真技術應用在機械數控加工中，借助程序編寫零部件，將其轉變成圖形信息，再結合圖形的實際情況進行加工。在切削加工中，也可以應用仿真技術來建模處理，利用仿真模型可以預測各個切削時間的機械質量以及機械性能，進而完善切削步驟，使加工質量得到大幅提升[5]。在仿真技術日益發展的背景下，今后的機械加工過程可以逐步完善加工方法，提升加工精度，加強機械設備的實際性能。特別是在大規模的機械設備加工設計中，由于有相當多的零部件，加工周期很長，但通過合理應用仿真技術，可以減少加工時間或者避免返工的情況出現，保證加工質量。

3.3機械裝備設計

對于整個機械裝備構成的體系來說，齒輪就是其中的基礎性內容，同時也是對機械設計制造質量進行保證的重點內容。將仿真技術作為基礎而應用的機械齒輪設計來說，主要可以分為三個板塊的內容，分別是仿真模擬行動軌跡、進行端面面膜評估和闡述傳統接觸點，在這三個方面來對機械齒輪的不同運行情況進行觀察，然后制定出可行性的優化對其進行優化，讓其相互之間可以實現更為精準的配合，從而更好的提升機械設備的運行穩定性。在進行機械裝備設計的過程中，需要對仿真技術的應用優勢進行充分的借助，進而對齒輪的性能表現進行實時且動態的檢測，最大限度的來發揮出齒輪的性能，進而更好的做好機械整體裝備質量的提升。在工業化社會不斷發展的影響下，想要對不同領域的生產需求進行滿足，各種復雜性的機械裝備正在不斷的涌現，但是與此同時也會面臨更多困難的問題，只有對仿真技術進行應用才能獲得更好的效果。

結束語：

總而言之，在機械加工制造中科學地應用仿真技術，將活力源源不斷地注入企業發展中，可以真正滿足行業自動化以及智能化的實際發展需求。相對于以往的研發方法，仿真技術能夠將機械系統研發中的許多復雜問題有效解決，減少機械設備設計和研發的周期，推動機械加工行業經濟迅速發展。技術人員必須與時俱進，及時了解仿真技術的最新信息，并在機械系統設備的研發中科學地應用。仿真技術除了可以使機械加工制造行業的產品效率得到顯著提高，也可以進一步促進行業穩定發展。

參考文獻：

[1]常娜娜.仿真技術在機械設計制造中的應用分析[J].內燃機與配件，2020（18）：201-202.

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[4]馮景利.機械設計制造及其自動化中計算機技術的應用[J].科技風，2020（20）：87+90.

[5]鄭小慧.簡析仿真技術在機械設計制造中的應用[J].時代農機，2020，47（06）：52-53+56.