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機械零件精度加工計算機仿真模擬分析

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機械零件精度加工計算機仿真模擬分析

引言

隨著我國技術(shù)領(lǐng)域生產(chǎn)自動化的不斷完善,作為重要組成部分的機械零件精度加工技術(shù)在生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)的重要技術(shù)手段,機械零部件加工技術(shù)在實際應(yīng)用中,能夠較好的實現(xiàn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代,對于產(chǎn)品質(zhì)量的提高都具有重要的促進(jìn)作用,在一定條件下能夠較好的提高企業(yè)的市場競爭力。機械零件精度加工最主要的目標(biāo)中,對高精度以及零件表面的質(zhì)量要求極為嚴(yán)格,由于零件加工在一定環(huán)境下呈現(xiàn)出其復(fù)雜化和不斷多樣化的形態(tài)特征,這對于機械零件加工企業(yè)來說帶來了新的問題和挑戰(zhàn)。隨著我國計算機技術(shù)在機械高精度加工領(lǐng)域的而不斷應(yīng)用,出現(xiàn)了一種計算機仿真模擬技術(shù)的設(shè)備,在實際才做中以計算機仿真技術(shù)模擬機械零件的加工,在一定程度上較好的實現(xiàn)生產(chǎn)成本的降低,促進(jìn)效率的不斷提高。

1零件精度加工過程中的圖像擬合

在零件加工的過程中,通過計算機的仿真模擬現(xiàn)實中的零件加工過程,在運用過程中,首先需要對其特征及其數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。本文主要是通過零件處理的相關(guān)技術(shù)來對零件進(jìn)行定位,進(jìn)一步的獲得零件具體的邊緣數(shù)據(jù)信息,對此采取相應(yīng)的方式方法,獲取相應(yīng)的零件參數(shù)數(shù)據(jù)。通過對原型結(jié)構(gòu)零件進(jìn)行計算機的仿真模擬操作,運用最小二乘法的方法來對該圓形零件進(jìn)行擬合,從而能夠較為準(zhǔn)確的獲得圓形結(jié)構(gòu)零件的參數(shù)信息。通過對其進(jìn)行相關(guān)的科學(xué)實驗原理的分析,而這需要從中獲得相應(yīng)的變量關(guān)系,首先是先從一種數(shù)據(jù)中(x1,,y1)(i=1,2,3…q)中來提取相應(yīng)的自變量x以及和自變量相對應(yīng)的y變量,它們之間的函數(shù)關(guān)系可以標(biāo)識為y=G(x)。我們都知道在觀測的數(shù)據(jù)中,其自身帶有一定的隨機性的特征,因此在實際的計算中不必對函數(shù)y=G(x)中的所有點都要求經(jīng)過區(qū)間(x1,y1)但是在對定點x1的誤差要求在規(guī)定的范圍內(nèi)實現(xiàn)其值的最小化。而剛才所說的最小二乘法的具體工作原理可以表示為,如果在其中也存在一定數(shù)據(jù)變量關(guān)系(x1,,y1)(i=1,2,3…q),需要在相關(guān)函數(shù)空間內(nèi)尋找一個相對應(yīng)的函數(shù)y=Z1(x)的函數(shù)關(guān)系,經(jīng)過計算使其誤差平方和為:而公式中Z(x)=βqU0(x)+βyU1(x)+…βqUq(x)其中(p<q)從公式中我們可以看出,零件在邊緣數(shù)據(jù)值可以作為其內(nèi)在的圓孔的邊緣的測量點集(x1,,y1)(i=1,2,3…q),我們可以通過一種假設(shè)來得到相應(yīng)的結(jié)果,比如它的圓心為W0(X0,Y0),半徑我們可以設(shè)置為r,通過計算我們可以得出函數(shù)G(x)在可描點W(x,y)到相對應(yīng)的二次曲線G(x)=0之間的代數(shù)距離,為了能更好的求解,可以把上面的公式進(jìn)行變換:函數(shù)G(x)的可描點W(x,y)到二曲線G(x)=0的代數(shù)距離然后將零部件界點進(jìn)行曲線擬合,得出零件的半徑和圓心坐標(biāo)

2擬合補差技術(shù)在計算機仿真模擬零件精度加工的運用

在操作過程中,是通過相應(yīng)的運算手段來獲得相應(yīng)的擬合參數(shù),根據(jù)這些參數(shù)的具體位置進(jìn)行相應(yīng)的補差補償,零件在角度上的誤差還有直徑上的誤差,這對于零件本身來說起到至關(guān)重要的作用。零件在各個圓孔的位置的誤差在一定條件上存在關(guān)聯(lián)關(guān)系,通過對單件零件的誤差減少該零件的容差范圍,在一定程度上可以判斷其零件是否合格,因此,在一定容差的范圍內(nèi)能夠較好的實現(xiàn)零件的徑向誤差和補償誤差,還能夠較好的得到較為理想的分析位置,實現(xiàn)最為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。在我們通過對其角度誤差獲得相應(yīng)的補差補償?shù)南嚓P(guān)分析之后,如果處在中間位置并且處于大于正常范圍內(nèi)的孔的位置,并且其位置小于容差的范圍內(nèi)時,就可以采用利用該點的空間位置對那些均衡分布的孔的位置進(jìn)行相應(yīng)的位置補償,補償還還有一定的技術(shù)要求,在進(jìn)行補償后的位置差額應(yīng)保持在最小值的范圍內(nèi),其具體的過程主要表現(xiàn)在以下幾點:首先,先進(jìn)行最大位置孔的尋找,找到后進(jìn)行其偏差方向的判斷θ,然后在進(jìn)一步通過計算找出它的補償?shù)拈L度L,在本文的具體造作中運用其最大補償值然后除以9的方法來作為零件的原始步長,在實際測量中得到中間孔的直徑值和理論標(biāo)準(zhǔn)中的中間孔的直徑相差然后再除以二,就可得到零件在相對相對條件下的最大補償值的參數(shù)。其次,將標(biāo)準(zhǔn)模板的角度向θ進(jìn)行移動,移動的距離要求為步長L,再經(jīng)過計算就可以得出相應(yīng)的位置參數(shù)值。分析移動前和移動后的位置參數(shù)的最大誤差值,然后在對移動后的最大位置差額的相應(yīng)絕對值進(jìn)行觀察,看其是否存在變小的情況,如果存在變小的情況,就還從第一步開始計算,或者是直接返回到原來的位置上去,在返回的過程中要將原來的步長縮小一半,再進(jìn)行相應(yīng)步奏的返回。最后,如果是測算出的步長在實際中小于目標(biāo)精度范圍Q,或者是計算出來的最大的位置差參數(shù)小于實際存在的位置差值P,這樣的話就可以不用對其進(jìn)行相應(yīng)的位置補償措施。零件的徑向的補差補償?shù)木唧w流程如圖所示圖中所出現(xiàn)的Q值和P值可以根據(jù)實際需要適時作出相應(yīng)的參數(shù)調(diào)整。

3計算機實驗仿真結(jié)果分析

本文通過對零件精度加工中的參數(shù)計算,對圓形零件的運用計算機仿真模擬零件進(jìn)行圖像對比分析,在具體運算中能夠較好的體現(xiàn)出準(zhǔn)確性的特征,體現(xiàn)計算機仿真模擬的有效性。首先通過現(xiàn)實中所采用的測量工具對本次試驗的圓形零件進(jìn)行細(xì)致測量,在測量的次數(shù)上要達(dá)到九次以上,然后看起測量結(jié)果看起是否存在偏差,從中可以看出沒有較為明顯的差異。然后進(jìn)行計算機仿真模擬的測量,使用計算機仿真模擬進(jìn)行測量的次數(shù)不應(yīng)低于五次,將獲得數(shù)據(jù)通過表1:進(jìn)行相應(yīng)的描述,將零部件進(jìn)行不同角度多方位的旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行細(xì)致觀察,將獲得的數(shù)據(jù)通過內(nèi)容進(jìn)行表達(dá),相對應(yīng)的計算機仿真效果圖也用進(jìn)行敘說。在我們進(jìn)行計算機技術(shù)和相應(yīng)的圖像處理技術(shù),對圓形零件進(jìn)行模擬的過程中,由于其內(nèi)在的背景光具不同于其他設(shè)備的多樣性和隨機選擇性,在一定條件下容易使所使用的攝像設(shè)備出現(xiàn)一定范圍內(nèi)的效果波動現(xiàn)象,有可能導(dǎo)致所獲取的計算機仿真數(shù)據(jù)存在一定的誤差,在運用計算機仿真設(shè)備中,也會對圓形零件的測量上也會存在一定程度的誤差想象,而從中就可以得出相應(yīng)的結(jié)論,通過實驗得出的圓形零件的孔徑的波動值范圍要小于0.005mm,而在相關(guān)位置上的偏差也小于標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)范圍,但是他們都在正常的差值范圍之內(nèi)。我們可以通過進(jìn)行分析得出,圓形零件在各個孔的位置波動和計算機仿真測量值差不多,都是在標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值的范圍之內(nèi),在標(biāo)準(zhǔn)波動差值在范圍上接近零差值,所以從中我們可以看出計算機仿真模擬零件加工的各項參數(shù)指標(biāo),在一定條件下滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的參數(shù)要求,因此,計算機仿真模擬設(shè)備具有較好的應(yīng)用價值,其在具體參數(shù)也與實際標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)類同或者接近,其應(yīng)用前景是比較廣闊的。

4結(jié)語

隨著我國先進(jìn)技術(shù)的不斷發(fā)展,要求越來越高的機械零件精度加工技術(shù),成為生產(chǎn)企業(yè)時刻關(guān)注的焦點,因此,加工技術(shù)的好壞直接關(guān)系到生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)成本問題以及企業(yè)效率的提高問題,通過計算機仿真模擬加工技術(shù)的運用,使企業(yè)等夠大幅降低成產(chǎn)成本,對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長以及效率的提高都具有重要的推動作用。本文通過對一種零件加工運用計算機仿真設(shè)備來進(jìn)行分析,通過多種技術(shù)手段來進(jìn)行仿真技術(shù)的參數(shù)計算,為了能夠較好的準(zhǔn)確的計算出零件的相關(guān)參數(shù),在計算的過程中運用補差的技術(shù)方法,較好的實現(xiàn)了計算機仿真模擬零件加工的過程。實驗證明,計算機仿真模擬技術(shù)在實際應(yīng)用中能夠滿足實際的精度需要,在以后的實際應(yīng)用中一定會去的較好的實踐效果,能夠較好的推動我國機械零件精密加工事業(yè)的不斷發(fā)展和完善。

作者:劉琳琳 單位:國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心機械發(fā)明審查部