計算機軟件在機械設計中的應用

何佳城

摘 要 互聯網時代，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。計算機軟件在傳統的機械設計領域也發揮著越來越重要的作用。本文介紹了機械設計傳統與軟件應用現狀，分析了計算機軟件應用在機械設計領域的好處，對未來機械設計的發展及計算機軟件在其中的應用進行了展望。

關鍵詞 計算機；軟件；機械設計

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

隨著機械設計的不斷發展，傳統的手工設計已經難以滿足要求，計算機軟件在機械設計領域的作用已經越來越重要。在信息化時代，如何更好的將計算機軟件應用于機械設計當中，是一個值得探討的重要課題。

1 機械設計傳統與軟件應用現狀

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

目前，在機械設計領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的應用帶來了諸多好處，大大提高了機械設計的水平和質量。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軟件可以實現圖形繪制等功能，并支持腳本運行和二次開發。

除了AutoCAD軟件外，Solidworks也是一款機械設計中應用相當廣泛的計算機軟件[ 2 ]。Solidworks軟件的特點是簡單易學、功能強大，尤其利于智能化設計的實現。它能提供多種設計方案，便于分析比較，能降低設計誤差，提高設計成功率。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計技術，支持在線協同工作，因而受到越來越多工程設計人員的歡迎，得到廣泛應用。

雖然AutoCAD、Solidworks等計算機輔助設計有諸多優點，但在我國，計算機輔助設計水平較低，與西方國家相比，我國計算機輔助設計仍停留在初級階段，不利于我國機械設計事業發展。國內工程設計人員對AutoCAD和Solidworks軟件的作圖原則、選用命令、使用規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和在線協同分工合作，影響了計算機軟件在機械設計過程中優勢的發揮。

2 計算機軟件應用在機械設計中的好處

2.1 提高設計質量

使用AutoCAD、Solidworks等計算機軟件進行機械設計時采用統一的作圖原則和使用規范，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，大大提高了設計質量。

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

2.2 減少設計時間

應用計算機軟件進行機械設計可以大大減少設計時間。首先，由于模塊的直接調用，設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，設計人員可以直接利用現存的設計圖紙，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同工作，設計人員不再需要集聚一起，他們可以通過互聯網，在任何地方完成自己的分工任務。最后，強大的計算機軟件提供各種輔助設計功能，能幫助工程設計人員不斷優化設計流程，提高設計效率，提高設計成功率，這些都使得設計時間大大減少。

2.3 節約設計成本

使用計算機軟件進行設計可以節約設計耗材，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，大大節約了設計成本。此外，計算機軟件提供仿真分析等諸多強大輔助功能，設計過程中可以利用仿真建模來輔助分析設計，而不再需要完全依賴實物搭建，能夠大大提高設計成功率，節約設計成本。

2.4 便于展示

計算機軟件上的設計圖紙支持放大、縮小、拉伸、旋轉等多種功能，這些都是傳統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，全方位呈現各處細節。此外，計算機圖紙能夠在每臺電腦上展示，并能借助大屏幕、投影儀等實現共同觀看，這些都是傳統圖紙做不到的。

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。紙質化資料在資料管理過程中可能出現磨損、老化等問題，因而需要良好的存儲環境，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 未來機械設計的發展及計算機軟件在其中的應用

3.1 關鍵在人才培養

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

3.2 融合發展是趨勢

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

如果計算機軟件應用與機械設計應用融合成果發展成熟，那么機械設計的集成化、智能化將得到極大的提升。計算機網絡的興起已深入到每個領域，對于機械行業，傳統的機械設計制造方法早已不能順應時代發展，要堅持機電一體化發展[ 4 ]，才能有利于智能化的實現。

隨著工業高速發展，一些資源利用率、環境影響等問題也日益顯著，所以對于發展，尤其是工業發展，一定要堅持科學發展、綠色發展、高效發展。機械設計中與計算機技術的融合，可以實現產品的微型化、自動化，提高其工作效率。

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

3.3 智能化發展是方向

時代發展迅速，根據國家戰略需求，我們需要在許多科技領域實現質的飛躍，工業智能化是當代發展的核心要求之一。依據國家發表的白皮書《中國2025制造》，實現工業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是密切相關的。

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

4 結論

AutoCAD、Solid Works等計算機軟件已經在目前的機械設計中得到廣泛應用。可以預見，與機械設計有關的計算機軟件未來將具備更加強大的功能，機械設計中將更多的使用到計算機軟件，機械設計將朝著更加智能化的方向不斷發展。

參考文獻

[1]孫瑩.淺析CAD技術在機械工程設計中的應用[J].內燃機與配件，2018（19）：212-213.

[2]董軒，張玉鵬，許牧遠.SolidWorks在機械設計中的應用[J].科技經濟導刊，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.探討機械設計制造及其自動化技術的發展方向[J/OL].中國戰略新興產業[2018-11-15].https：//doi. org/10.19474/j.cnki.10-1156/f.006667.

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