摘要：近些年来，虚拟技术得到了飞速的发展，在机械工程设计中获得了广泛的使用。在如今的时代，更加注重对产品的设计的低成本、高效率、高品质的要求。根据相关数据显示，虚拟制造技术不仅能够帮助企业提升机械产品的质量，还能在一定程度上降低企业的生产成本，并且产品的生产周期也会进行大幅度的缩短，使企业获得较大的经济收益。虚拟技术的运用及发展受到更多领域的关注具有广阔的发展前景。
关键词：现代机械；工程设计；虚拟制造技术
一、现代机械工程设计
机械设计的最终目标是为了满足人们现实生活中所需，体现在实际运用中的功能。让机械产品更加的富有创新性和强大的功能，符合现代化科技进程，实现低成本高效率的优势特征。传统的机械工程设计中，会受到现实条件的很多因素的影响，并且在很多的方面都会存在一定的约束性。传统机械工程设计过程中，需要通过大量的数据进行严苛的计算与分析之后才能将数据进行确定，但是依旧不能较为准确的保证数据的精确程度，在机械工程设计中，任何一个微小的数据都可能导致整个设计的瘫痪，所以很容易导致整体的设计不够严谨。另外，在传统的机械工程设计中，很多方面的设计都是通过设计人员的主观意识进行设计，凭借自己多年的经验和能力进行设计，所以在对质量的高效和生产合理等多个方面都无法达到较为理想的效果。与传统的机械工程设计不一样的是，现代机械工程设计充分利用现代先进的科学技术并与之融合，完美的避免了传统机械工程设计中的不足。
二、虚拟制造全过程
1、设计模型
传统模式的内燃机动力模型设计，通常是由设计师手绘制图而完成设计工作的，若客户改变设计意向，设计师需将最初设计图纸全部推翻重新绘制设计图纸及模型，不仅耗时耗力，且必将会影响到整体的工作效率与质量。那么，在虚拟制造科学技术之下，其最有利的应用优势在于它可结合客户实际要求，仅需更改已设计完成的内燃机动力模型，无从完全将最初设计图纸全部推翻，并重新绘制设计图纸及模型。如此一来，不仅并不会对整体的工作效率与质量产生不利影响，还会提高客户的满意度。对于机械工程的设计领域来说，虚拟制造科学技术具有较强的灵活性，这是该项技术较为明显的优势。此外，通过虚拟制造科学技术在机械工程的设计领域中融合应用，还可虚拟加工所设计的内燃机动力模型，加工操作后便可对产品开展仿真测试。融合了虚拟制造科学技术的机械工程设计，为产品制造提供科学的信息数据及参考依据，不仅有助于提高机械工程的设计水平，还可提高内燃机机械制造效率。
2、设计流程
完整的内燃机产品模型设计完毕后，通常需要经过较多的、较为辅助的操作流程。在内燃机动力模型整体架构方面，通常包含着元模型、机构模型、产品模型这三个设计流程。
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2.1元模型
设计内燃机动力元模型，作为第一个设计步骤，也是内燃机动力模型整体架构的基础设计步骤，主要包含着内燃机动力模型通用的齿轮、螺帽、螺栓等。这些设计流程看似简单，但实际操作期间往往存在较大的难度。因为，设计该内燃机元模型期间通常会采用一些理论公式、计算及推理等。元模型，在体积上相对较小一些，故设计操作极为复杂，且该内燃机元模型规格必须与国家相关标准相吻合。可以说，倘若内燃机元模型规格与国家相关标准不相符合，必将会导致产品整体模型设计出现较大差错，直接影响着产品后期内燃机制造加工。故需广大设计师能够通过虚拟制造该项技术融合应用，将该设计过程予以简化，降低其复杂性与难度性，从虚拟模型中便可直接看出内燃机元模型设计中的不合理之处，并予以及时更正，防止对后期设计产生影响。
2.2机构模型
设计内燃机机构模型，由内燃机元件的模型所构成，该设计流程需以内燃机元模型设计完毕后才可着手设计。内燃机元模型已设计完成后，设计师需对其做好分类及分级处理。类别及级别不同的这些元模型，可在设计师手中组成内燃机的各种机构模型。简单来讲，该设计机构模型流程，其实就是组装内燃机元件模型的一个设计步骤，整体设计操作较为简单，是虚拟制造该项技术在机械工程的设计流程中最为简单的一个设计步骤。
2.3产品模型
产品模型，是计算机上产品重要的信息载体，可谓是虚拟制造该项技术在机械工程的设计流程中最后的一项设计流程，也是较为重要的一个设计步骤。设计内燃机产品模型，主要是把内燃机的机构模型系统结合在一起，并将其分成若干模块，即可将虚拟制造该项技术在机械工程的设计流程中最后一道设计工序完成。
三、现代机械工程设计领域虚拟制造技术的融合
现代机械工程设计中对虚拟制造技术的使用，能够组成一个全新的技术，机械工程设计中的虚拟样机技术，就是两者进行有效融合的产物，也称为机械系统动态仿真技术。工程设计师通过对计算机技术的使用，构建样机的模型，并且对所构建的模型进行多种的动态性能分析，然后不断的进行设计方案的修改，用数字化的形式来代替传统工程设计。虚拟样机技术，可以极大程度的简化产品设计开发的过程，并且能够大幅度的缩短产品的开发周期，减少产品开发过程中所消耗的人力物力成本，对产品的质量和性能方面有着较大程度的提高。
在现代机械工程设计中，对计算机仿真技术、零件的多次加工、工程的顺序、所选用的参数数据、零件之间的配合性、连接零件的连接性等各个方面都可以使用虚拟制造技术，对其构建虚拟环境进行模型构建。构建一个数字化的虚拟样机，设计崭新的设计模式以及管理系统。
机械虚拟样机，是三维CAD系统下的产物。三维CAD系统是一个构造模型的工具，能够实现自顶向下以及自底向上等不同的设计方式，能够完成对结构的分析，装配的仿真以及仿真运动等多种复杂的设计过程，让整个设计与实际设计相互贴合。该系统能够有效的与CAE系统进行集成，然后进行仿真分析，提供需要进行加工的数控信息。
以SolidEdge、Solidworks、UG等为设计的平台，构建全参数化的三维实体模型，并且在此基础上对关键的零件和有限元进行数据分析，并且对整机或者部件机进行运动模型的构建。通过数字化虚拟样机的建立与实施，建立一套基于三维CAD的产品开发体系，完成设计模式的转变，加快产品推向市场的进程。
结束语
内燃机，它属于动力机械的一种，主要通过在机器设备内部燃烧燃料把排放出来的热能科学转换成动力的一种热力式发动机，在汽车、轮船、摩托车等机械制造领域中所广泛应用。在机械工程的设计领域中，在实施内燃机动力设计期间，对于设计技术的专业要求相对较高。为了能够进一步提高机械工程的设计水平，就需广大设计师能够提高对虚拟制造该项科学技术的重视程度，并积极投身于技术实践探索当中，积累更多的设计技术操作经验，充分发挥虚拟制造该项科学技术融合应用优势，不断提高机械工程的设计工作专业水平，设计出最符合客户需求的内燃机等相关机械设备，也为后期的机械制造加工提供便利条件，让机械工程的设计领域能够翻开新的发展篇章，实现可持续发展。
参考文献：
[1]徐佳俊，戴晴华，田文胜.基于虚拟制造技术的大型内燃机机体加工关键技术研究[J].内燃机与配件，2018，11（11）：302-304.
[2]刘亚川，苏建民，杨保.内燃机机体加工关键技术研究[J].中国机械工程学会生产工程分会虚拟制造技术演示会，2016，25（09）：112-113.
论文作者:王广亮
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/29
标签：模型论文; 内燃机论文; 工程设计论文; 机械论文; 技术论文; 机动力论文; 机械工程论文; 《防护工程》2018年第35期论文;