王尧
辽东学院化工与机械学院 辽宁丹东 118003
摘要：近几年我国的工业进程发展尤为迅速，这和我国技术的进步有着极为密切的关联，在一定程度上正是这些技术的应用才推进了我国工业化建设的发展进程。在工业化发展过程中，机械化的生产制造环节是十分重要的环节，在这个环节中同样也是对于技术有着一定的要求，尤其是在机械设计制造过程中，仿真技术的应用县有很大的意义，其应用前景也比较广阔。通过应用仿真技术，企业能够加大机械设计制造的工作效率，进而有助于提高企业的生产水平，所以，这项技术值得推广和应用。
关键词：机械设计制造；仿真技术；特征分析；应用前景
1机械设计制造中仿真技术的应用重要性和应用流程
1.1仿真技术的应用重要性
技术在任何一个时代都是不可或缺的，技术的先进性也是任何时代的基本要求，技术的应用是任何时代都会考虑的方面。所以，技术对于社会的发展具有重要作用。随着时代的进步，技术也都有了进步，计算机技术的出现，使得人们感到好奇的同时，也加大了应用力度，目前这项技术应用的就比较广泛，促进了国家经济的发展。而仿真技术也是基于计算机技术的原理之上而出现的新型技术，这种技术的应用和推广对于社会的发展更加具有深刻的影响。尤其对于机械设计制造产业而言，它具有不可替代的作用。仿真技术主要就是指依托计算机技术为基础通过软件进行建模，进而有助于对详细的数据进行有效的分析，这样就使得效率有了明显的提高。而将仿真技术应用到机械设计制造产业中也是一次创新的尝试，工作人员能够针对不同的设计方案利用仿真技术进行科学的建模分析，通过这种虚拟的实验结果选出最优方案，这样就可以节约资金以及加快生产效率。另外，其技术的精准性也为研发的质量有了一定的保障，对于机械设计制造产业的发展
具有很大的影响。
1.2应用流程分析
首先就是对模型进行建立，仿真技术应用中先要能抽象出能达到仿真目的的可靠系统，然后加上边界以及约束条件。接着就要对相应学科知识的应用，把这一系统在数学表达的方式下进行阐述。机械设计制造过程中的仿真技术应用流程中，在模型的变换层面就比较关键。这一环节主要是将抽象的数学表达进行转换成计算机处理形式。然后通过适当的算法以及计算机语言，就能对仿真模型进行分析，这就需要对计算机研发新的系统，或者是通过仿真软件加以应用，都能够达到模型变换的目的。接着就是模型的实验环节。也就是把创建仿真模型输入到计算机当中，通过仿真模型的运行就能获得仿真结果。
2仿真技术应用的特征体现分析
2.1应用范围大特征
仿真技术在机械设计制造当中的应用，有着鲜明的特征体现，从产品设计到制造和测试维护的整个过程中，仿真技术都能贯穿始终。在机械产品的概念设计以及详细设计和加工制造等环节，仿真技术都能发挥积极的作用。在仿真技术的实际应用中，在范围上得到了迅速扩大化，仿真对象和目的上从研究制造对象动力学以及运动学特性，已经向着研究制造系统设计运行方向发展，在库存管理以及产品开发过程组织等层面都有着涉及。
2.2集成化特征
机械设计制造过程中的仿真技术应用，在集成化的特征层面表现的比较突出，也就是对仿真技术的综合性应用，从而就能有效形成可运行的产品开发以及制造环境。在仿真的类型上是多样化的，有着面向产品以及制造工艺和生产管理等部分的仿真。这些部分对仿真技术的应用都得到了综合性体现。
2.3分布性特征
仿真技术的应用在和网络技术的结合下，对仿真的分布性特征上就比较显著。这是通过制造分布所决定，其中就有着敏捷制造以及虚拟网络的支持实现的。仿真技术的应用和传感器以及图形技术的结合应用特征也比较突出，这就对仿真技术的交互性得到了加强。
3仿真技术在机械设计制造中的应用
3.1在机械结构设计中的应用
机械设备的运行，需要将各部分零部件连接组合起来。所以，在设计新产品的时候，各个零部件是否安装正确，各机构间的运动是否存在干涉配合是否得当输出件的运动范围、速度等参数是否满足设计需求机构组合方案是否需要优化等问题，都需要仿真技术进行模拟来解决。现在主流的大型三维设计软件如Pro/E、UG等都具备结构运动仿真的功能利用这个功能可以在虚拟环境下对设计好的装配体进行模拟。比如进行运动学仿真，只需要将主动件设置好，就可以从多个角度直观观察到运动的效果，可以很方便地对运动的干涉进行检查验证。此外，有的软件还可以根据装配关系自主计算运动副和自由度，并自动添加附加的运动发生器、铰链、弹簧等。当然还可以结合其他软件如ANSYS有限元分析的软件进行结构分析、动力学分析等。
3.2在复杂机械加工方面的应用
机械加工是机械设计制造的实际操作步骤，在复杂机械加工过程中利用仿真技术能够通过对机床、工件、刀具等工艺系统进行模拟和监测，获得加工信息，进而可以提前发现产品加工过程中可能存在的问题，分析原因并提出改进措施，这对于优化流程、减少风险、提高效益具有十分重要的意义。在数控加工中利用辅助数控加工模块可以编制优化代码转换成图形信息或数据，然后再进行参数设置；在磨削加工中，因为数学模型是随时间变化的动态模型，所以仿真过程中能够预先对磨削行为和质量进行评估，进而得到最佳磨削方案；在电火花加工中，通过建立多轴联动加工复杂曲面的仿真模型，可以对其工艺进行效果预估优化参数。
3.3在大型机械设备设计中的应用
对于矿山机械等大型机械设备来讲，因它们体型较大结构复杂，包含的零部件比较多，制造过程较为复杂。在实际的生产过程中，设计人员经常在零件的配置过程中出现问题，由于设计人员不能一次性将零件配备到位导致原机械零件需要修改，甚至报废，从而耽误生产期限给企业带来巨大的经济损失。如果利用仿真技术，就可以很好地对大型机械的各零部件加工方法进行提前研究比较，从而提高大型机械设备的生产效率极大节约生产和操作过程中的人力、物力、财力。同时，还可以在虚拟的环境下对其进行装配和环境使用测试可以直观地检查设备运行情况大大减少返工率降低成本，确保质量。
4结束语
仿真技术在机械设计制造中的应用十分重要和必要，是提升该项工作实效性的关键路径之一，现已逐步渗透到了整个操作流程当中，包括结构设计、装备设计以及加工设计等。未来随着科技水平的提高，我国机械设计制造水平势必会迈入新的高度，然与之相对应的生产加工工艺日益复杂，仿真技术应用的价值得到了进一步体现，学术界应紧密关注此类课题研究，提出更多有效践行策略。
参考文献：
[1]张芳芳，刘晓光.仿真技术在机械设计制造过程中的应用探究[J].湖北农机化,2019(18):44-45.
[2]胡钢.仿真技术在机械设计制造中的应用探讨[J].现代工业经济和信息化，2019,9(8）:62-63.
[3]夏凡.仿真技术在机械设计制造过程中的应用[J].现代制造技术与装备，2019(7):115-116.
个人简介：王尧，男，籍贯：四川省广安市，学历：本科，就读于辽东学院化工与机械学院B1708机械设计制造及自动化专业，学号：0616417007，研究方向：机械设计制造及自动化，