机械零件精度加工计算机仿真模拟分析

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引言

随着我国技术领域生产自动化的不断完善，作为重要组成部分的机械零件精度加工技术在生产企业进行生产的重要技术手段，机械零部件加工技术在实际应用中，能够较好的实现产品的更新换代，对于产品质量的提高都具有重要的促进作用，在一定条件下能够较好的提高企业的市场竞争力。机械零件精度加工最主要的目标中，对高精度以及零件表面的质量要求极为严格，由于零件加工在一定环境下呈现出其复杂化和不断多样化的形态特征，这对于机械零件加工企业来说带来了新的问题和挑战。随着我国计算机技术在机械高精度加工领域的而不断应用，出现了一种计算机仿真模拟技术的设备，在实际才做中以计算机仿真技术模拟机械零件的加工，在一定程度上较好的实现生产成本的降低，促进效率的不断提高。

1零件精度加工过程中的图像拟合

在零件加工的过程中，通过计算机的仿真模拟现实中的零件加工过程，在运用过程中，首先需要对其特征及其数据进行采集。本文主要是通过零件处理的相关技术来对零件进行定位，进一步的获得零件具体的边缘数据信息，对此采取相应的方式方法，获取相应的零件参数数据。通过对原型结构零件进行计算机的仿真模拟操作，运用最小二乘法的方法来对该圆形零件进行拟合，从而能够较为准确的获得圆形结构零件的参数信息。通过对其进行相关的科学实验原理的分析，而这需要从中获得相应的变量关系，首先是先从一种数据中（x1,，y1）(i=1,2,3…q)中来提取相应的自变量x以及和自变量相对应的y变量，它们之间的函数关系可以标识为y=G（x）。我们都知道在观测的数据中，其自身带有一定的随机性的特征，因此在实际的计算中不必对函数y=G（x）中的所有点都要求经过区间（x1，y1）但是在对定点x1的误差要求在规定的范围内实现其值的最小化。而刚才所说的最小二乘法的具体工作原理可以表示为，如果在其中也存在一定数据变量关系（x1,，y1）(i=1,2,3…q)，需要在相关函数空间内寻找一个相对应的函数y=Z1(x)的函数关系，经过计算使其误差平方和为：而公式中Z(x）=βqU0(x)+βyU1(x)+…βqUq(x)其中（p<q）从公式中我们可以看出，零件在边缘数据值可以作为其内在的圆孔的边缘的测量点集（x1,，y1）(i=1,2,3…q)，我们可以通过一种假设来得到相应的结果，比如它的圆心为W0(X0,Y0),半径我们可以设置为r，通过计算我们可以得出函数G（x）在可描点W（x,y）到相对应的二次曲线G(x)=0之间的代数距离，为了能更好的求解，可以把上面的公式进行变换：函数G（x）的可描点W（x，y）到二曲线G（x）=0的代数距离然后将零部件界点进行曲线拟合，得出零件的半径和圆心坐标

2拟合补差技术在计算机仿真模拟零件精度加工的运用

在操作过程中，是通过相应的运算手段来获得相应的拟合参数，根据这些参数的具体位置进行相应的补差补偿，零件在角度上的误差还有直径上的误差，这对于零件本身来说起到至关重要的作用。零件在各个圆孔的位置的误差在一定条件上存在关联关系，通过对单件零件的误差减少该零件的容差范围，在一定程度上可以判断其零件是否合格，因此，在一定容差的范围内能够较好的实现零件的径向误差和补偿误差，还能够较好的得到较为理想的分析位置，实现最为准确的数据信息。在我们通过对其角度误差获得相应的补差补偿的相关分析之后，如果处在中间位置并且处于大于正常范围内的孔的位置，并且其位置小于容差的范围内时，就可以采用利用该点的空间位置对那些均衡分布的孔的位置进行相应的位置补偿，补偿还还有一定的技术要求，在进行补偿后的位置差额应保持在最小值的范围内，其具体的过程主要表现在以下几点：首先，先进行最大位置孔的寻找，找到后进行其偏差方向的判断θ，然后在进一步通过计算找出它的补偿的长度L，在本文的具体造作中运用其最大补偿值然后除以9的方法来作为零件的原始步长，在实际测量中得到中间孔的直径值和理论标准中的中间孔的直径相差然后再除以二，就可得到零件在相对相对条件下的最大补偿值的参数。其次，将标准模板的角度向θ进行移动，移动的距离要求为步长L，再经过计算就可以得出相应的位置参数值。分析移动前和移动后的位置参数的最大误差值，然后在对移动后的最大位置差额的相应绝对值进行观察，看其是否存在变小的情况，如果存在变小的情况，就还从第一步开始计算，或者是直接返回到原来的位置上去，在返回的过程中要将原来的步长缩小一半，再进行相应步奏的返回。最后，如果是测算出的步长在实际中小于目标精度范围Q，或者是计算出来的最大的位置差参数小于实际存在的位置差值P，这样的话就可以不用对其进行相应的位置补偿措施。零件的径向的补差补偿的具体流程如图所示图中所出现的Q值和P值可以根据实际需要适时作出相应的参数调整。

3计算机实验仿真结果分析

本文通过对零件精度加工中的参数计算，对圆形零件的运用计算机仿真模拟零件进行图像对比分析，在具体运算中能够较好的体现出准确性的特征，体现计算机仿真模拟的有效性。首先通过现实中所采用的测量工具对本次试验的圆形零件进行细致测量，在测量的次数上要达到九次以上，然后看起测量结果看起是否存在偏差，从中可以看出没有较为明显的差异。然后进行计算机仿真模拟的测量，使用计算机仿真模拟进行测量的次数不应低于五次，将获得数据通过表1：进行相应的描述，将零部件进行不同角度多方位的旋转并进行细致观察，将获得的数据通过内容进行表达，相对应的计算机仿真效果图也用进行叙说。在我们进行计算机技术和相应的图像处理技术，对圆形零件进行模拟的过程中，由于其内在的背景光具不同于其他设备的多样性和随机选择性，在一定条件下容易使所使用的摄像设备出现一定范围内的效果波动现象，有可能导致所获取的计算机仿真数据存在一定的误差，在运用计算机仿真设备中，也会对圆形零件的测量上也会存在一定程度的误差想象，而从中就可以得出相应的结论，通过实验得出的圆形零件的孔径的波动值范围要小于0.005mm，而在相关位置上的偏差也小于标准参数范围，但是他们都在正常的差值范围之内。我们可以通过进行分析得出，圆形零件在各个孔的位置波动和计算机仿真测量值差不多，都是在标准参数值的范围之内，在标准波动差值在范围上接近零差值，所以从中我们可以看出计算机仿真模拟零件加工的各项参数指标，在一定条件下满足相关标准指标的参数要求，因此，计算机仿真模拟设备具有较好的应用价值，其在具体参数也与实际标准参数类同或者接近，其应用前景是比较广阔的。

4结语

随着我国先进技术的不断发展，要求越来越高的机械零件精度加工技术，成为生产企业时刻关注的焦点，因此，加工技术的好坏直接关系到生产企业的生产成本问题以及企业效率的提高问题，通过计算机仿真模拟加工技术的运用，使企业等够大幅降低成产成本，对企业的经济增长以及效率的提高都具有重要的推动作用。本文通过对一种零件加工运用计算机仿真设备来进行分析，通过多种技术手段来进行仿真技术的参数计算，为了能够较好的准确的计算出零件的相关参数，在计算的过程中运用补差的技术方法，较好的实现了计算机仿真模拟零件加工的过程。实验证明，计算机仿真模拟技术在实际应用中能够满足实际的精度需要，在以后的实际应用中一定会去的较好的实践效果，能够较好的推动我国机械零件精密加工事业的不断发展和完善。

作者：刘琳琳 单位：国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心机械发明审查部