機(jī)械零件精度加工計(jì)算機(jī)仿真模擬分析

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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(jī)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(jī)械零部件加工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，能夠較好的實(shí)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(jī)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(jī)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(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械高精度加工領(lǐng)域的而不斷應(yīng)用，出現(xiàn)了一種計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)的設(shè)備，在實(shí)際才做中以計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)模擬機(jī)械零件的加工，在一定程度上較好的實(shí)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(jì)算機(jī)的仿真模擬現(xiàn)實(shí)中的零件加工過程，在運(yùn)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(jì)算機(jī)的仿真模擬操作，運(yùn)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(shí)驗(yàn)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(jī)性的特征，因此在實(shí)際的計(jì)算中不必對函數(shù)y=G（x）中的所有點(diǎn)都要求經(jīng)過區(qū)間（x1，y1）但是在對定點(diǎn)x1的誤差要求在規(guī)定的范圍內(nèi)實(shí)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(gè)相對應(yīng)的函數(shù)y=Z1(x)的函數(shù)關(guān)系，經(jīng)過計(jì)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(diǎn)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(jì)算我們可以得出函數(shù)G（x）在可描點(diǎn)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(diǎn)W（x，y）到二曲線G（x）=0的代數(shù)距離然后將零部件界點(diǎn)進(jìn)行曲線擬合，得出零件的半徑和圓心坐標(biāo)

2擬合補(bǔ)差技術(shù)在計(jì)算機(jī)仿真模擬零件精度加工的運(yùn)用

在操作過程中，是通過相應(yīng)的運(yùn)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(bǔ)差補(bǔ)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(gè)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(shí)現(xiàn)零件的徑向誤差和補(bǔ)償誤差，還能夠較好的得到較為理想的分析位置，實(shí)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(bǔ)差補(bǔ)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(shí)，就可以采用利用該點(diǎn)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(bǔ)償，補(bǔ)償還還有一定的技術(shù)要求，在進(jìn)行補(bǔ)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(diǎn)：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(jì)算找出它的補(bǔ)償?shù)拈L度L，在本文的具體造作中運(yùn)用其最大補(bǔ)償值然后除以9的方法來作為零件的原始步長，在實(shí)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(bǔ)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(jì)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(jì)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(shí)際中小于目標(biāo)精度范圍Q，或者是計(jì)算出來的最大的位置差參數(shù)小于實(shí)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(bǔ)償措施。零件的徑向的補(bǔ)差補(bǔ)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(shí)際需要適時(shí)作出相應(yīng)的參數(shù)調(diào)整。

3計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果分析

本文通過對零件精度加工中的參數(shù)計(jì)算，對圓形零件的運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真模擬零件進(jìn)行圖像對比分析，在具體運(yùn)算中能夠較好的體現(xiàn)出準(zhǔn)確性的特征，體現(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真模擬的有效性。首先通過現(xiàn)實(shí)中所采用的測量工具對本次試驗(yàn)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(jì)算機(jī)仿真模擬的測量，使用計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)仿真效果圖也用進(jìn)行敘說。在我們進(jìn)行計(jì)算機(jī)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(jī)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(jì)算機(jī)仿真數(shù)據(jù)存在一定的誤差，在運(yùn)用計(jì)算機(jī)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(shí)驗(yàn)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(gè)孔的位置波動和計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)仿真模擬零件加工的各項(xiàng)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(jì)算機(jī)仿真模擬設(shè)備具有較好的應(yīng)用價(jià)值，其在具體參數(shù)也與實(shí)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(jī)械零件精度加工技術(shù)，成為生產(chǎn)企業(yè)時(shí)刻關(guān)注的焦點(diǎn)，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(jì)算機(jī)仿真模擬加工技術(shù)的運(yùn)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(yùn)用計(jì)算機(jī)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(jì)算，為了能夠較好的準(zhǔn)確的計(jì)算出零件的相關(guān)參數(shù)，在計(jì)算的過程中運(yùn)用補(bǔ)差的技術(shù)方法，較好的實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)仿真模擬零件加工的過程。實(shí)驗(yàn)證明，計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中能夠滿足實(shí)際的精度需要，在以后的實(shí)際應(yīng)用中一定會去的較好的實(shí)踐效果，能夠較好的推動我國機(jī)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(jī)械發(fā)明審查部