機械零件精度加工計算機仿真模擬分析

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引言

隨著我國技術領域生產(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在生產(chǎn)企業(yè)進行生產(chǎn)的重要技術手段，機械零部件加工技術在實際應用中，能夠較好的實現(xiàn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，對于產(chǎn)品質量的提高都具有重要的促進作用，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中，對高精度以及零件表面的質量要求極為嚴格，由于零件加工在一定環(huán)境下呈現(xiàn)出其復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在機械高精度加工領域的而不斷應用，出現(xiàn)了一種計算機仿真模擬技術的設備，在實際才做中以計算機仿真技術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)進行采集。本文主要是通過零件處理的相關技術來對零件進行定位，進一步的獲得零件具體的邊緣數(shù)據(jù)信息，對此采取相應的方式方法，獲取相應的零件參數(shù)數(shù)據(jù)。通過對原型結構零件進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行擬合，從而能夠較為準確的獲得圓形結構零件的參數(shù)信息。通過對其進行相關的科學實驗原理的分析，而這需要從中獲得相應的變量關系，首先是先從一種數(shù)據(jù)中（x1,，y1）(i=1,2,3…q)中來提取相應的自變量x以及和自變量相對應的y變量，它們之間的函數(shù)關系可以標識為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)變量關系（x1,，y1）(i=1,2,3…q)，需要在相關函數(shù)空間內(nèi)尋找一個相對應的函數(shù)y=Z1(x)的函數(shù)關系，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來得到相應的結果，比如它的圓心為W0(X0,Y0),半徑我們可以設置為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行曲線擬合，得出零件的半徑和圓心坐標

2擬合補差技術在計算機仿真模擬零件精度加工的運用

在操作過程中，是通過相應的運算手段來獲得相應的擬合參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)的具體位置進行相應的補差補償，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聯(lián)關系，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)最為準確的數(shù)據(jù)信息。在我們通過對其角度誤差獲得相應的補差補償?shù)南嚓P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行相應的位置補償，補償還還有一定的技術要求，在進行補償后的位置差額應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，先進行最大位置孔的尋找，找到后進行其偏差方向的判斷θ，然后在進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準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，將標準模板的角度向θ進行移動，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絕對值進行觀察，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，再進行相應步奏的返回。最后，如果是測算出的步長在實際中小于目標精度范圍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行相應的位置補償措施。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的參數(shù)調整。

3計算機實驗仿真結果分析

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行圖像對比分析，在具體運算中能夠較好的體現(xiàn)出準確性的特征，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行細致測量，在測量的次數(shù)上要達到九次以上，然后看起測量結果看起是否存在偏差，從中可以看出沒有較為明顯的差異。然后進行計算機仿真模擬的測量，使用計算機仿真模擬進行測量的次數(shù)不應低于五次，將獲得數(shù)據(jù)通過表1：進行相應的描述，將零部件進行不同角度多方位的旋轉并進行細致觀察，將獲得的數(shù)據(jù)通過內(nèi)容進行表達，相對應的計算機仿真效果圖也用進行敘說。在我們進行計算機技術和相應的圖像處理技術，對圓形零件進行模擬的過程中，由于其內(nèi)在的背景光具不同于其他設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備出現(xiàn)一定范圍內(nèi)的效果波動現(xiàn)象，有可能導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的結論，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，而在相關位置上的偏差也小于標準參數(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，都是在標準參數(shù)值的范圍之內(nèi)，在標準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，在一定條件下滿足相關標準指標的參數(shù)要求，因此，計算機仿真模擬設備具有較好的應用價值，其在具體參數(shù)也與實際標準參數(shù)類同或者接近，其應用前景是比較廣闊的。

4結語

隨著我國先進技術的不斷發(fā)展，要求越來越高的機械零件精度加工技術，成為生產(chǎn)企業(yè)時刻關注的焦點，因此，加工技術的好壞直接關系到生產(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備來進行分析，通過多種技術手段來進行仿真技術的參數(shù)計算，為了能夠較好的準確的計算出零件的相關參數(shù)，在計算的過程中運用補差的技術方法，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在實際應用中能夠滿足實際的精度需要，在以后的實際應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)權局專利局專利審查協(xié)作河南中心機械發(fā)明審查部