何佳城

摘 要 互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，計(jì)算機(jī)軟件越來越智能化，功能越來越強(qiáng)大，用途也越來越廣泛。計(jì)算機(jī)軟件在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域也發(fā)揮著越來越重要的作用。本文介紹了機(jī)械設(shè)計(jì)傳統(tǒng)與軟件應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的好處，對(duì)未來機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展及計(jì)算機(jī)軟件在其中的應(yīng)用進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)；軟件；機(jī)械設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào) TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2019）226-0123-02

隨著機(jī)械設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)已經(jīng)難以滿足要求，計(jì)算機(jī)軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的作用已經(jīng)越來越重要。在信息化時(shí)代，如何更好的將計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，是一個(gè)值得探討的重要課題。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)傳統(tǒng)與軟件應(yīng)用現(xiàn)狀

機(jī)械設(shè)計(jì)本身設(shè)計(jì)的產(chǎn)品和設(shè)備實(shí)物較為復(fù)雜，精確性要求較高，設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品需求、工作原理、零部件材料和尺寸規(guī)格等進(jìn)行提前研究，然后運(yùn)用傳統(tǒng)圖紙繪圖設(shè)計(jì)出各類型的產(chǎn)品，很容易讓復(fù)雜的設(shè)計(jì)滿足不了嚴(yán)格的要求。因此，需要采用先進(jìn)的技術(shù)以提升其設(shè)計(jì)水平（如應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件等），進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

目前，在機(jī)械設(shè)計(jì)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(gè)方面，AutoCAD的應(yīng)用帶來了諸多好處，大大提高了機(jī)械設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)用戶交互功能的輸入控制選項(xiàng)，并且支持用戶自定義菜單欄和工具欄。AutoCAD軟件可以實(shí)現(xiàn)圖形繪制等功能，并支持腳本運(yùn)行和二次開發(fā)。

除了AutoCAD軟件外，Solidworks也是一款機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛的計(jì)算機(jī)軟件[ 2 ]。Solidworks軟件的特點(diǎn)是簡單易學(xué)、功能強(qiáng)大，尤其利于智能化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。它能提供多種設(shè)計(jì)方案，便于分析比較，能降低設(shè)計(jì)誤差，提高設(shè)計(jì)成功率。Solidworks提供人性化的用戶界面，具備強(qiáng)大的配置管理功能和智能化裝備設(shè)計(jì)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(jì)人員的歡迎，得到廣泛應(yīng)用。

雖然AutoCAD、Solidworks等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)有諸多優(yōu)點(diǎn)，但在我國，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)水平較低，與西方國家相比，我國計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)仍停留在初級(jí)階段，不利于我國機(jī)械設(shè)計(jì)事業(yè)發(fā)展。國內(nèi)工程設(shè)計(jì)人員對(duì)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(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行集成化開發(fā)和在線協(xié)同分工合作，影響了計(jì)算機(jī)軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。

2 計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)中的好處

2.1 提高設(shè)計(jì)質(zhì)量

使用AutoCAD、Solidworks等計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)的誤差。眾所周知，人為繪制圖紙時(shí)，由于每個(gè)人字跡不同，很難做到完全一致，即使是同一個(gè)人在同一張圖紙兩次繪制同一個(gè)模型，也很難保證大小形狀精確一致。而使用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行繪圖能完美解決這一問題。計(jì)算機(jī)軟件提供標(biāo)準(zhǔn)化的元件模塊，消除了手工繪圖的偏差，大大提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。

此外，日益強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)繪圖軟件還能進(jìn)行仿真模擬，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤識(shí)別并發(fā)出警報(bào)提醒，大大提高了設(shè)計(jì)的成功率、可靠性?？傊?，計(jì)算機(jī)軟件可以極大提高機(jī)械設(shè)計(jì)的精確性、可靠性、安全性、規(guī)范性，從而大大提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2.2 減少設(shè)計(jì)時(shí)間

應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)可以大大減少設(shè)計(jì)時(shí)間。首先，由于模塊的直接調(diào)用，設(shè)計(jì)者不再需要一筆一劃手工繪制每一個(gè)零部件。其次，由于圖紙的相似性，設(shè)計(jì)人員可以直接利用現(xiàn)存的設(shè)計(jì)圖紙，直接在原有的圖紙上修改、補(bǔ)充、完善，不需要再全部重新繪制。

此外，Solidworks等計(jì)算機(jī)軟件支持在線協(xié)同工作，設(shè)計(jì)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(qiáng)大的計(jì)算機(jī)軟件提供各種輔助設(shè)計(jì)功能，能幫助工程設(shè)計(jì)人員不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，提高設(shè)計(jì)效率，提高設(shè)計(jì)成功率，這些都使得設(shè)計(jì)時(shí)間大大減少。

2.3 節(jié)約設(shè)計(jì)成本

使用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)可以節(jié)約設(shè)計(jì)耗材，電子化的圖紙?jiān)诶L制、修改、補(bǔ)充、完善時(shí)不再需要在紙張上涂涂改改，不需要浪費(fèi)筆墨和紙張，大大節(jié)約了設(shè)計(jì)成本。此外，計(jì)算機(jī)軟件提供仿真分析等諸多強(qiáng)大輔助功能，設(shè)計(jì)過程中可以利用仿真建模來輔助分析設(shè)計(jì)，而不再需要完全依賴實(shí)物搭建，能夠大大提高設(shè)計(jì)成功率，節(jié)約設(shè)計(jì)成本。

2.4 便于展示

計(jì)算機(jī)軟件上的設(shè)計(jì)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(duì)于三維立體圖形，計(jì)算機(jī)軟件可以從360度任意視角觀看，全方位呈現(xiàn)各處細(xì)節(jié)。此外，計(jì)算機(jī)圖紙能夠在每臺(tái)電腦上展示，并能借助大屏幕、投影儀等實(shí)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(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，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(shí)，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(chǔ)環(huán)境，并且大量資料的擺放也需要較大倉儲(chǔ)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(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展及計(jì)算機(jī)軟件在其中的應(yīng)用

3.1 關(guān)鍵在人才培養(yǎng)

計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用終究只能作為輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的良好工具，最終還是要看設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)。機(jī)械設(shè)計(jì)原理、方法的不斷創(chuàng)新發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件本身的不斷更新、完善，計(jì)算機(jī)軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)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(jī)制，培養(yǎng)造就一大批機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的關(guān)鍵人才，并充分發(fā)揮出人才的價(jià)值和作用，計(jì)算機(jī)軟件才能不斷完善，軟件的應(yīng)用才能更加高效、廣泛，機(jī)械設(shè)計(jì)的水平才能大幅提高。

3.2 融合發(fā)展是趨勢(shì)

機(jī)械設(shè)計(jì)有一整套復(fù)雜的理論，其設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)方法等也在不斷發(fā)展完善。計(jì)算機(jī)軟件對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)來說是一個(gè)十分重要的輔助手段，其廣泛的應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的同時(shí)，也深刻促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)方法、思路的改進(jìn)。計(jì)算機(jī)繪圖與機(jī)械繪圖相融合[3]，將大幅提高機(jī)械設(shè)計(jì)水平，縮短設(shè)計(jì)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

如果計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用與機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用融合成果發(fā)展成熟，那么機(jī)械設(shè)計(jì)的集成化、智能化將得到極大的提升。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的興起已深入到每個(gè)領(lǐng)域，對(duì)于機(jī)械行業(yè)，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造方法早已不能順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，要堅(jiān)持機(jī)電一體化發(fā)展[ 4 ]，才能有利于智能化的實(shí)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(duì)于發(fā)展，尤其是工業(yè)發(fā)展，一定要堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展、綠色發(fā)展、高效發(fā)展。機(jī)械設(shè)計(jì)中與計(jì)算機(jī)技術(shù)的融合，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的微型化、自動(dòng)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(jī)械設(shè)備與計(jì)算機(jī)的融合可檢測(cè)生產(chǎn)過程狀況，自動(dòng)開啟處理程序，實(shí)現(xiàn)智能化控制，同時(shí)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(shí)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(dāng)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(shí)現(xiàn)工業(yè)制造智能化是一個(gè)重要目標(biāo)，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(jì)算機(jī)軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用十分重要，未來機(jī)械設(shè)計(jì)的智能化，有賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展。只有計(jì)算機(jī)軟件更加完善、更加強(qiáng)大，機(jī)械設(shè)計(jì)的智能化才能更好實(shí)現(xiàn)。在今后的機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)必然會(huì)成為其有效的技術(shù)支撐，從而推進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)智能化的發(fā)展[ 5 ]。

4 結(jié)論

AutoCAD、Solid Works等計(jì)算機(jī)軟件已經(jīng)在目前的機(jī)械設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用?？梢灶A(yù)見，與機(jī)械設(shè)計(jì)有關(guān)的計(jì)算機(jī)軟件未來將具備更加強(qiáng)大的功能，機(jī)械設(shè)計(jì)中將更多的使用到計(jì)算機(jī)軟件，機(jī)械設(shè)計(jì)將朝著更加智能化的方向不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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

[2]董軒，張玉鵬，許牧遠(yuǎn).SolidWorks在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2018，26（25）：19.

[3]丁雨.機(jī)械制圖與計(jì)算機(jī)制圖的融合研究[J].科技風(fēng)，2015（2）：244.

[4]程麒鎏.探討機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)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(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（18）：248.