計算機軟件在機械設(shè)計中的應(yīng)用

何佳城

摘 要 互聯(lián)網(wǎng)時代，計算機軟件越來越智能化，功能越來越強大，用途也越來越廣泛。計算機軟件在傳統(tǒng)的機械設(shè)計領(lǐng)域也發(fā)揮著越來越重要的作用。本文介紹了機械設(shè)計傳統(tǒng)與軟件應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了計算機軟件應(yīng)用在機械設(shè)計領(lǐng)域的好處，對未來機械設(shè)計的發(fā)展及計算機軟件在其中的應(yīng)用進行了展望。

關(guān)鍵詞 計算機；軟件；機械設(shè)計

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2019）226-0123-02

隨著機械設(shè)計的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的手工設(shè)計已經(jīng)難以滿足要求，計算機軟件在機械設(shè)計領(lǐng)域的作用已經(jīng)越來越重要。在信息化時代，如何更好的將計算機軟件應(yīng)用于機械設(shè)計當中，是一個值得探討的重要課題。

1 機械設(shè)計傳統(tǒng)與軟件應(yīng)用現(xiàn)狀

機械設(shè)計本身設(shè)計的產(chǎn)品和設(shè)備實物較為復(fù)雜，精確性要求較高，設(shè)計人員對產(chǎn)品需求、工作原理、零部件材料和尺寸規(guī)格等進行提前研究，然后運用傳統(tǒng)圖紙繪圖設(shè)計出各類型的產(chǎn)品，很容易讓復(fù)雜的設(shè)計滿足不了嚴格的要求。因此，需要采用先進的技術(shù)以提升其設(shè)計水平（如應(yīng)用計算機軟件等），進而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

目前，在機械設(shè)計領(lǐng)域最常用的一款軟件是AutoCAD[ 1 ]，在圖紙繪制、模型建立等多個方面，AutoCAD的應(yīng)用帶來了諸多好處，大大提高了機械設(shè)計的水平和質(zhì)量。AutoCAD支持多種常用快捷鍵和功能組合鍵，在用戶界面提供多種用于實現(xiàn)用戶交互功能的輸入控制選項，并且支持用戶自定義菜單欄和工具欄。AutoCAD軟件可以實現(xiàn)圖形繪制等功能，并支持腳本運行和二次開發(fā)。

除了AutoCAD軟件外，Solidworks也是一款機械設(shè)計中應(yīng)用相當廣泛的計算機軟件[ 2 ]。Solidworks軟件的特點是簡單易學(xué)、功能強大，尤其利于智能化設(shè)計的實現(xiàn)。它能提供多種設(shè)計方案，便于分析比較，能降低設(shè)計誤差，提高設(shè)計成功率。Solidworks提供人性化的用戶界面，具備強大的配置管理功能和智能化裝備設(shè)計技術(shù)，支持在線協(xié)同工作，因而受到越來越多工程設(shè)計人員的歡迎，得到廣泛應(yīng)用。

雖然AutoCAD、Solidworks等計算機輔助設(shè)計有諸多優(yōu)點，但在我國，計算機輔助設(shè)計水平較低，與西方國家相比，我國計算機輔助設(shè)計仍停留在初級階段，不利于我國機械設(shè)計事業(yè)發(fā)展。國內(nèi)工程設(shè)計人員對AutoCAD和Solidworks軟件的作圖原則、選用命令、使用規(guī)范等掌握情況參差不齊，不利于推廣使用計算機軟件進行集成化開發(fā)和在線協(xié)同分工合作，影響了計算機軟件在機械設(shè)計過程中優(yōu)勢的發(fā)揮。

2 計算機軟件應(yīng)用在機械設(shè)計中的好處

2.1 提高設(shè)計質(zhì)量

使用AutoCAD、Solidworks等計算機軟件進行機械設(shè)計時采用統(tǒng)一的作圖原則和使用規(guī)范，因而能夠防止手工繪制圖紙時的誤差。眾所周知，人為繪制圖紙時，由于每個人字跡不同，很難做到完全一致，即使是同一個人在同一張圖紙兩次繪制同一個模型，也很難保證大小形狀精確一致。而使用計算機軟件進行繪圖能完美解決這一問題。計算機軟件提供標準化的元件模塊，消除了手工繪圖的偏差，大大提高了設(shè)計質(zhì)量。

此外，日益強大的計算機繪圖軟件還能進行仿真模擬，實現(xiàn)錯誤識別并發(fā)出警報提醒，大大提高了設(shè)計的成功率、可靠性。總之，計算機軟件可以極大提高機械設(shè)計的精確性、可靠性、安全性、規(guī)范性，從而大大提高設(shè)計質(zhì)量。

2.2 減少設(shè)計時間

應(yīng)用計算機軟件進行機械設(shè)計可以大大減少設(shè)計時間。首先，由于模塊的直接調(diào)用，設(shè)計者不再需要一筆一劃手工繪制每一個零部件。其次，由于圖紙的相似性，設(shè)計人員可以直接利用現(xiàn)存的設(shè)計圖紙，直接在原有的圖紙上修改、補充、完善，不需要再全部重新繪制。

此外，Solidworks等計算機軟件支持在線協(xié)同工作，設(shè)計人員不再需要集聚一起，他們可以通過互聯(lián)網(wǎng)，在任何地方完成自己的分工任務(wù)。最后，強大的計算機軟件提供各種輔助設(shè)計功能，能幫助工程設(shè)計人員不斷優(yōu)化設(shè)計流程，提高設(shè)計效率，提高設(shè)計成功率，這些都使得設(shè)計時間大大減少。

2.3 節(jié)約設(shè)計成本

使用計算機軟件進行設(shè)計可以節(jié)約設(shè)計耗材，電子化的圖紙在繪制、修改、補充、完善時不再需要在紙張上涂涂改改，不需要浪費筆墨和紙張，大大節(jié)約了設(shè)計成本。此外，計算機軟件提供仿真分析等諸多強大輔助功能，設(shè)計過程中可以利用仿真建模來輔助分析設(shè)計，而不再需要完全依賴實物搭建，能夠大大提高設(shè)計成功率，節(jié)約設(shè)計成本。

2.4 便于展示

計算機軟件上的設(shè)計圖紙支持放大、縮小、拉伸、旋轉(zhuǎn)等多種功能，這些都是傳統(tǒng)手工圖紙所不具備的。尤其對于三維立體圖形，計算機軟件可以從360度任意視角觀看，全方位呈現(xiàn)各處細節(jié)。此外，計算機圖紙能夠在每臺電腦上展示，并能借助大屏幕、投影儀等實現(xiàn)共同觀看，這些都是傳統(tǒng)圖紙做不到的。

2.5 利于資料管理

使用計算機軟件進行機械設(shè)計，其資料都是電子化資料，管理起來十分方便。在移交、保管、存放、修改、借鑒、查閱時，電子資料明顯更加方便。紙質(zhì)化資料在資料管理過程中可能出現(xiàn)磨損、老化等問題，因而需要良好的存儲環(huán)境，并且大量資料的擺放也需要較大倉儲面積，管理起來比較麻煩。而電子化資料沒有這些問題，它管理起來十分方便、高效。

3 未來機械設(shè)計的發(fā)展及計算機軟件在其中的應(yīng)用

3.1 關(guān)鍵在人才培養(yǎng)

計算機軟件的應(yīng)用終究只能作為輔助機械設(shè)計的良好工具，最終還是要看設(shè)計人才的培養(yǎng)。機械設(shè)計原理、方法的不斷創(chuàng)新發(fā)展，計算機軟件本身的不斷更新、完善，計算機軟件在機械設(shè)計中更廣泛、更高效的使用，都有賴于人才的培養(yǎng)。只有不斷完善人才的培養(yǎng)機制，培養(yǎng)造就一大批機械設(shè)計領(lǐng)域的關(guān)鍵人才，并充分發(fā)揮出人才的價值和作用，計算機軟件才能不斷完善，軟件的應(yīng)用才能更加高效、廣泛，機械設(shè)計的水平才能大幅提高。

3.2 融合發(fā)展是趨勢

機械設(shè)計有一整套復(fù)雜的理論，其設(shè)計思路、設(shè)計方法等也在不斷發(fā)展完善。計算機軟件對機械設(shè)計來說是一個十分重要的輔助手段，其廣泛的應(yīng)用于機械設(shè)計當中的同時，也深刻促進機械設(shè)計方法、思路的改進。計算機繪圖與機械繪圖相融合[3]，將大幅提高機械設(shè)計水平，縮短設(shè)計周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

如果計算機軟件應(yīng)用與機械設(shè)計應(yīng)用融合成果發(fā)展成熟，那么機械設(shè)計的集成化、智能化將得到極大的提升。計算機網(wǎng)絡(luò)的興起已深入到每個領(lǐng)域，對于機械行業(yè)，傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造方法早已不能順應(yīng)時代發(fā)展，要堅持機電一體化發(fā)展[ 4 ]，才能有利于智能化的實現(xiàn)。

隨著工業(yè)高速發(fā)展，一些資源利用率、環(huán)境影響等問題也日益顯著，所以對于發(fā)展，尤其是工業(yè)發(fā)展，一定要堅持科學(xué)發(fā)展、綠色發(fā)展、高效發(fā)展。機械設(shè)計中與計算機技術(shù)的融合，可以實現(xiàn)產(chǎn)品的微型化、自動化，提高其工作效率。

生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物或產(chǎn)生的廢物應(yīng)得到合理處理，機械設(shè)備與計算機的融合可檢測生產(chǎn)過程狀況，自動開啟處理程序，實現(xiàn)智能化控制，同時減少了生產(chǎn)過程中的人力投入，大大提高了效率。

3.3 智能化發(fā)展是方向

時代發(fā)展迅速，根據(jù)國家戰(zhàn)略需求，我們需要在許多科技領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)質(zhì)的飛躍，工業(yè)智能化是當代發(fā)展的核心要求之一。依據(jù)國家發(fā)表的白皮書《中國2025制造》，實現(xiàn)工業(yè)制造智能化是一個重要目標，突破的核心之一與本文所談的技術(shù)是密切相關(guān)的。

AutoCAD、Solid Works等計算機軟件在機械設(shè)計中的應(yīng)用十分重要，未來機械設(shè)計的智能化，有賴于計算機技術(shù)的不斷發(fā)展。只有計算機軟件更加完善、更加強大，機械設(shè)計的智能化才能更好實現(xiàn)。在今后的機械設(shè)計制造中，計算機信息技術(shù)必然會成為其有效的技術(shù)支撐，從而推進機械設(shè)計智能化的發(fā)展[ 5 ]。

4 結(jié)論

AutoCAD、Solid Works等計算機軟件已經(jīng)在目前的機械設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用。可以預(yù)見，與機械設(shè)計有關(guān)的計算機軟件未來將具備更加強大的功能，機械設(shè)計中將更多的使用到計算機軟件，機械設(shè)計將朝著更加智能化的方向不斷發(fā)展。

參考文獻

[1]孫瑩.淺析CAD技術(shù)在機械工程設(shè)計中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機與配件，2018（19）：212-213.

[2]董軒，張玉鵬，許牧遠.SolidWorks在機械設(shè)計中的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2018，26（25）：19.

[3]丁雨.機械制圖與計算機制圖的融合研究[J].科技風，2015（2）：244.

[4]程麒鎏.探討機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)的發(fā)展方向[J/OL].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)[2018-11-15].https：//doi. org/10.19474/j.cnki.10-1156/f.006667.

[5]金衛(wèi)紅.信息技術(shù)背景下機械設(shè)計制造及其自動化[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（18）：248.