仿真技术在机械设计制造过程中的应用

姜煜林

摘要：仿真技术作为一门融合了诸多科学、理论的综合性技术，有着极大的应用价值。而本文就主要以仿真技术研究对象，对仿真技术进行分析，探讨将这一技术应用在机械设计制造领域中的意义，然后探讨仿真技术可以应用在机械设计制造中的那些方面，旨在为相关研究人员提供参考。

关键词：仿真技术；机械设计制造；结构设计；机械加工

前言

伴随着计算机技术的发展，人们提高了计算机的利用率，这种情况下，各种新型的计算机技术被研发出来，而仿真技术就是其中非常重要的一种技术。虚拟仿真技术是一门基于计算机网络，并融合了多门学科及理论知识的综合性技术，将其应用在机械制造领域中，极大地提高了工作效率，在此情况下，更应重视技术在这一领域的应用，并对其应用展开研究，具有一定的现实意义。

1仿真技术概述

仿真技术是一种建立的网络信息技术基础上的技术，这种技术往往不需要进行实物制造，也被称为是虚拟样机技术。具体来说，仿真技术是相关设计者利用计算机软件，在网络虚拟空间中建立相应的数据模型，然后通过对模型的动态性能参数进行分析，不断改进设计方案，进而达到最优的设计效果，与传统的设计技术相比，这种虚拟仿真设计更加安全可靠、便捷灵活，同时还可以节约对时间和成本的使用，另外，仿真技术设计方式不受时间、地点和环境的限制。

2仿真技术对机械设计制造的意义

首先，在机械制造行业中，借助仿真技术可以快速地建立各种相应的数据模型，利用模型对相应参数进行分析，便于制定各种优化设计方案。这种方式与传统的设计方式相比，不仅具有更高的安全、可靠、灵活性，而且还可以减少设计中对时间、资金成本的使用，极大地提高了设计工作的效益，同时也为机械设计制造行业带来了更多的经济效益。

其次，随着现代制造行业的设计复杂性提升，很多机械系统结构也越发复杂，设计中经常会涉及到大量的数据，这就在一定程度上增加了设计的困难性，也带来了一些设计制造难题。而在利用仿真技术后，借助建立的模型，分析相关的性能参数，可以设计出合理的方案，减少了设计中存在的各种问题，同时也降低了设计的难度。

最后，在机械设备制造的初期，相关的设计人员利用仿真技术建立仿真模型，便可以进行不同的实验，并在实验环节中不断对设计方案进行优化调整，不仅增加了设计的精确性，而且还提高了研发的质量和效率，减少了机械设计制造企业对成本的使用，使其获得了更多的效益[1]。

3机械设计制造领域中仿真技术的应用

3.1结构设计

机械设计制造的设备，要想实现正常稳定运转，会涉及到大量的机械结构，因此，必须要做好对结构的设计工作。在使用仿真技术进行结构设计时，首先，需要确定机械各个零部件的性能、不同零件间的协调性以及最佳的组合方案等，这些可以利用仿真技术建模模拟。其次，利用市场中的大型三维软件作为模型仿真平台，根据虚拟设计装配结果，演示设计的结构，并进行运动模拟，找出不足之处，适当进行修改。最后，在模拟运动过程中，设计人员可以從任意角度进行观察，检查仿真模型运行时是否存在运动干涉问题，一旦发现及时进行解决。

3.2机械加工

仿真技术是现代化机械制造行业生产设计的基础，具有极大的使用价值，尤其是在有高度复杂性的机械设计加工中，可以通过建立虚拟模型，帮助机械设计者理清设备的深层次机理，提高了设计的效果，同时也提高了机械制造设计的性能和水平。比如说，在进行数控加工过程中，设计人员利用仿真技术编写机床的加工程序，然后将程序转变为直观的图形信息，设计者根据这些图形可以很容易的实现对相应参数的设置、修改和调整，与传统的加工方式相比，极大地提高了加工的效率。再比如，在进行磨削加工时，考虑不同的磨削时间建立相应的模型，对机械设备磨削的质量和性能进行模拟预测，并进行适当修改，有助于提高磨削设计的效果。

3.3数值计算

随着计算机仿真技术的发展，计算机设备的性能逐渐提升，同时也具备了更多的功能，极大地提高了技术使用的效率，可以将其使用在很多复杂问题的处理环节中，而将其使用在机械制造设计领域中，不仅可以简化计算的难度和层次，而且还可以减少计算的时间，降低计算过程中操作的复杂性。一般来说，机械设备产品的制造规过程是“产品概念设计-初步产品设计-详细设计-设计建模-模拟实验-优化调整-确定设计”。将仿真技术应用在这一环节中，对机械产品进行动力仿真，便于相关的设计人员根据建立的模型，及时了解产品的结构强度、刚度和协调性等方面的参数，并且设计人员可以随时对各项数值进行计算调整，提高了设计的合理性[2]。

3.4齿轮设计

齿轮是机械装备的重要零件，加强对此轮的设计对保证机械的制造性能具有极大的帮助。利用仿真技术，使用Visual Lisp语言对机械设备齿轮的端面进行建模仿真，建立相应的仿真齿轮模型，可以从任何一个角度对产品的性能进行评估，极大的调高了机械设计评估的效果，有助于优化产品设计。同时使用仿真技术还可以展开对圆弧齿行星的仿真，仿真时主要是通过计算相应的仿真触点参数，建立仿真模型。另外，仿真技术还可以应用在齿轮泵的设计中。

结论

基于计算机技术的仿真技术，将其应用在机械的设计和制造领域，不仅改变了行业的传统的发展模式，而且还优化了工作中的效率，提高了机械制作的数字化、精准化和职能化水平，极大的提高了机械设计制造的工作效率。因此，就需要加强对这一技术的研究，了解其发展前景，将其应用在机械设计制造领域。

参考文献

[1]刘永勋，王利博.仿真技术在机械设计制造中的应用[J].决策探索（中），2018（09）：56-57.

[2]黄少华.虚拟仿真技术在矿山机械设计制造中的应用和前景[J].世界有色金属，2018（03）：43+45.

（作者单位：西藏玉龙铜业股份有限公司）