導語：機械加工虛擬實驗技術(shù)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

在當今制造業(yè)加速發(fā)展的形勢下，企業(yè)為了和持續(xù)改變的市場需要相符合，加工制造的機械產(chǎn)品務必具備較高的技術(shù)水平與柔性。只有如此，才可以迅速地反應市場改變的需求、實現(xiàn)縮短開發(fā)和生產(chǎn)新產(chǎn)品周期，提升開發(fā)新產(chǎn)品的質(zhì)量，從而降低開發(fā)和生產(chǎn)費用，從而實現(xiàn)社會和經(jīng)濟效益的雙豐收。當今，隨著普遍應用機械加工虛擬實驗技術(shù)以及應用輔助的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，仿真技術(shù)，信息技術(shù)，促進了機械加工技術(shù)的進步，能夠確保設(shè)計的新產(chǎn)品合理化，在機械制造業(yè)中日益體現(xiàn)出關(guān)鍵的作用。

1機械加工虛擬實驗技術(shù)概述

機械加工虛擬實驗技術(shù)，通過相關(guān)的軟件構(gòu)建多體力學和三維實體的機械系統(tǒng)模型，進而對機械新產(chǎn)品的性能進行評價和分析，最終提供設(shè)計以及制作物理樣機的依據(jù)，這是對設(shè)計和制造工藝過程的優(yōu)化［1］。機械加工虛擬實驗技術(shù)，有著傳統(tǒng)方式難以企及的巨大作用與優(yōu)勢。1）CAD軟件設(shè)計中的三維幾何造型技術(shù)，通過計算機完成復雜的繪圖過程，使設(shè)計者在設(shè)計機械新產(chǎn)品上具備更多的時間和精力，從而有利于設(shè)計者重視優(yōu)化與正確設(shè)計產(chǎn)品的現(xiàn)象。2）通過三維造型技術(shù)構(gòu)建的虛擬化模型，能夠更加形象和簡單地描述機械系統(tǒng)。3）修改技術(shù)（虛擬技術(shù)中具備的一種技術(shù)）能夠迅速地修改設(shè)計的機械產(chǎn)品。機械虛擬加工實驗技術(shù)的應用，可以對機械零件的可加工性進行合理地評估，以及檢驗NC程序的準確性，可以省去傳統(tǒng)的開發(fā)產(chǎn)品試切過程［2］。這是由于機械加工虛擬實驗技術(shù)對設(shè)計、開發(fā)產(chǎn)品的全程進行了仿真，可以對刀具的磨損、破損等現(xiàn)象進行預測，以及對改變的材料參數(shù)、加工參數(shù)等影響到的加工表面問題進行把握，這有助于智能化地進行加工。4）可以比較各種方案，進而選用最理想的方案，從而更合理、科學地設(shè)計新的產(chǎn)品。

2機械加工中虛擬實驗技術(shù)的應用

機械加工的過程是改變工件性能、大小、外形的過程，應用虛擬實驗技術(shù)重點涵蓋幾何仿真與物理仿真。2．1幾何仿真。2．1．1參數(shù)方法的優(yōu)化及其應用為了對人工選用參數(shù)的一系列不足之處予以消除，結(jié)合機械加工虛擬實驗技術(shù)仿真機械產(chǎn)品的幾何圖形，在參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上會變得十分省力、省時、省工，這是由于機械加工虛擬實驗技術(shù)，結(jié)合數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，對真實的制造過程進行仿真，獲得最為理想的參數(shù)，最終確保優(yōu)化的參數(shù)符合實際加工的參數(shù)。虛擬實驗仿真技術(shù)通過最大切削力的制約、加工時間的完善作為目標建構(gòu)數(shù)學模型，再結(jié)合適宜的尋優(yōu)算法，給部件的大小、外形等加工環(huán)節(jié)選用適宜的最為理想的參數(shù)。在實際加工機械產(chǎn)品的時候，結(jié)合機械加工虛擬實驗技術(shù)需要根據(jù)下面幾點操，作切削加工參數(shù)的優(yōu)化問題。1）通過機械加工虛擬實驗技術(shù)建構(gòu)多目標的數(shù)控加工、切削優(yōu)化模型。2）通過加工仿真技術(shù)方式得到切削的寬度以及深度，且通過它對區(qū)間予以劃分。3）組合全部區(qū)間的刀具為一個加工組合段，且建構(gòu)優(yōu)化的數(shù)學模型。4）通過遺傳算法優(yōu)化所有加工組的參數(shù)。5）通過NC（自動修改程序）對優(yōu)化參數(shù)的結(jié)論進行檢驗。2．1．2應用于切削加工的外形和大小上立足于虛擬實驗技術(shù)建構(gòu)的數(shù)學模式，可以對機械工藝系統(tǒng)的切削力變形、運動誤差等進行識別和檢驗。并且，能夠真正地在線預測虛擬數(shù)控切削加工的精確性，這確保了加工的機械外形、大小等參數(shù)的準確性。鑒于此，結(jié)合虛擬實驗技術(shù)建構(gòu)的仿真系統(tǒng)，最大程度地防止了加工中存在的大小、外形上的誤差，實現(xiàn)了傳統(tǒng)加工環(huán)節(jié)中設(shè)備檢測的簡化，從而使加工機械的安全系數(shù)、經(jīng)濟效益得到提升［3］。2．2物理仿真。為了確保機械產(chǎn)品的性能達標，一般可以應熱處理產(chǎn)品原料。通過物理模擬或者是數(shù)值模擬手段，仿真材料成形的整個過程，預測各種環(huán)境下形成材料的質(zhì)量、特性、組織等，從而優(yōu)化設(shè)計熱成形的性能和質(zhì)量。加工機械中有效地分析和預測物理因素十分關(guān)鍵，機械加工的工藝過程涵蓋夾具、工件、機床、工具等，在對其進行應用的時候，常常會因為受到重力、切削力、夾緊力的制約，導致出現(xiàn)工藝系統(tǒng)變形情況。如果出現(xiàn)變形，那么會改變固有的靜態(tài)幾何關(guān)系，從而對零部件的精確性形成不利影響。想要盡最大程度地控制如此的誤差現(xiàn)象，應盡量地減小工藝系統(tǒng)的變形情況［4］。目前形勢下，應用有限元技術(shù)的切削仿真模擬具備十分大的應用價值與發(fā)展前景，其可以在人們跟前呈現(xiàn)切削加工機械的整個虛擬化過程，從而能夠預測與優(yōu)化切削的工藝效果，這使開發(fā)時期的實驗次數(shù)減少，大大地降低了設(shè)計開發(fā)投入費用。

3結(jié)束語

總而言之，為了實現(xiàn)機械加工產(chǎn)品方式不足之處的完善，確保設(shè)計產(chǎn)品的可加工性、科學性、合理性，以及提高生產(chǎn)效率與實現(xiàn)開發(fā)產(chǎn)品生命周期的需要，可以應用機械加工虛擬實驗技術(shù)來設(shè)計與開發(fā)機械產(chǎn)品，確保選用工藝參數(shù)的合理化、開發(fā)與設(shè)計產(chǎn)品技術(shù)能力的提升，這在將來是機械加工的一種發(fā)展方向和趨勢。并且，在機械加工中更加普遍地應用機械加工虛擬實驗技術(shù)的影響下，數(shù)控機械加工技術(shù)必然會獲得深入地發(fā)展。

參考文獻：

［1］陳濤，張兵兵．齒輪范成加工教具［J］．中國現(xiàn)代教育裝備，2014（15）：20－22．

［2］張洋．焊接式齒輪箱體的生產(chǎn)加工工藝及其質(zhì)量控制策略［J］．科技與企業(yè)，2016（10）：235－236．

［3］周長會．齒輪常見失效原因及其維修方法分析［J］．科技創(chuàng)新與應用，2016（21）：128．

［4］肖敏．虛擬實驗技術(shù)在機械加工中的應用研究［J］．企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2014，33（18）：75＋79．

作者:王筱冬 單位:榆林學院能源工程學院