高职计算机辅助设计在机械专业中的应用探索

刘婷婷

（江西旅游商贸职业学院 机电分院，江西 南昌 330100）

0 引言

近年来随着IT技术的发展，做为IT技术中一个重要方面的计算机技术也不断提高，一些新的技术产物应运而生，如：计算机虚拟技术、计算机并行技术、计算机多媒体技术、计算机网络技术、计算机图形学等。计算机辅助设计学科也是在这个大环境下产生的，它极大的满足了机械设计专业对计算机辅助设计的需求，成为机械设计领域教学研究的热点。计算机辅助设计即是指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，简称CAD(Computer-aided design)。

在机械工程的产品设计过程中，设计人员需要对不同的设计方案进行大量的计算、分析和比较，才能决定最好的方案；这些设计信息（包括图形信息、文字信息、数字信息等）都要存放在计算机的存储设备中，并且由计算机提供检索功能；在决定了最优的设计方案后，设计人员就要开始设计草图，但最终要由计算机将这些草图转化为工作图。由此可见，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等工作。最后，形成的工作图可以利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。

人是可持续发展的主体，社会的可持续发展在很大程度上取决于人的能力的可持续发展。“计算机辅助设计”是机械自动化专业重要的专业课程，它的前期课程包括：《机械与机器的组成原理》、《力学分析方法及电气控制原理》、《制造技术与控制技术》；它的后续课程包括：《自动化制造系统》、《机器人技术》和《计算机集成制造技术》。在“计算机辅助设计”教学中最重要的是培养学生的可持续发展能力，所以如何在“计算机辅助设计”中培养学生可持续发展能力显得尤为重要。

1 计算机辅助设计的内涵

1.1 计算机辅助设计与机械设计

机械设计的形成可以分为四个阶段：第一阶段主要在欧美各国开始发生，这个阶段主要是在设计经典公式，为往后的机械制造、实验和理论研究累计经验和奠定理论基础；第二阶段发生在1940-1960的20年间，这一阶段主要进行的是试验设计，设计人员们从各个实验中获得基本数据，然后用这些数据支持自己的设计；第三阶段发生在1960-1980的20年间，这一阶段的设计又由实验设计转回了理论设计，但这个阶段的理论设计是以静态解析为主、最后一个阶段发生在80年代以后，这个阶段的理论设计逐渐转为了动态解析为主。机械设计是机械工程的重要组成部分，特别是在第四阶段后，机械设计转为了动态解析为主的设计，成为对机械性能最主要的影响因素。所以，各大高职院校纷纷开设起了机械设计专业，而计算机辅助设计课程也就这样应运而生了。

计算机辅助设计作为辅助机械设计的现代工具，在机械设计专业中拥有众多强大的软件系统。以机械设计制造及其自动化专业为例，学生在高职院校中要求掌握的主要软件就包括Pro/Engineer、AutoCAD、Solid Works等。计算机辅助设计利用它强大的功能解决了以往在机械设计中遇到的问题，促成机械设计的发展。

1.2 计算机辅助设计与手绘

机械设计离不开手绘草图，同样也离不开计算机辅助设计。手绘的设计草图是设计师们表达自己创作概念的重要手段，具有快速性，灵活性，突发性的特点，这就是为什么在科技高速发展的今天，各大高校仍然重视手绘课程的重要原因之一。虽然，我们不得不惊叹科技的创新，但手绘独特的线条、色彩、气息、风韵仍然是计算机辅助设计所无法代替的。正如就算照相机可以将风景人物原封不动的还原，但是相片中仍然找不回中国山水画美丽的画魂。这些都是让设计师们开始正视那些被遗忘的艺术的原因，在这个时候，手绘草图和计算机辅助设计开始完美结合、互动合作，共同为机械设计服务。

2 计算机辅助设计的发展及重要性

机械设计是机械工程的重要组成部分，是机器生产的前提，同时也是决定机械性能的最主要因素，而在我们文章的开头就向大家简明的阐述了机械设计的整个过程，可以看出，机械设计的所有步骤几乎都需要计算机的帮助。除了这些繁琐的数据计算，存储，分析、检索工作可由计算机替代外，设计师们还可以利用计算机进行虚拟样机的构建（即建模），用通俗易懂的话来解释也就是根据图纸，在计算机内部虚拟一个模拟样机，并从外部输入数据，由计算机对它的工作性能、受力情况、热度等各方面进行验证，最后，再将计算机中模拟样机出现的状况，反馈给原设计师，再由设计师对原设计进行修改，从而使设计变得更加完善。随着计算机技术的发展，计算机正在越来越广泛地应用于机械设计的各个方面，特别是在机械设计形成的第四阶段，已经由静态解析为主的设计慢慢转向了动态解析为主的设计，它可以满足机械设计低振动，低噪声的要求，另外，它在提高机械设计的质量和转化为实际制造的效率方面，发挥着重要作用。

20世纪60年代初，麻省理工学院的一名研究生发表了一篇论文，题为：《人机对话图形通信系统》，在这篇论文中首次提出了交互技术及计算机和图形符号的存储采用分层的思想，这个思想是为CAD技术的理论支撑。随着IT技术的的发展，计算机辅助设计技术（CAD技术）也慢慢的完善起来，并且在各个行业得到广泛的应用，如交通业（汽车、飞机）、建筑业、（室内设计、楼房设计）、甚至出版业。但是它应用的最广泛的仍然是机械制造业。虽然计算机辅助设计（CAD）的软件很多，但美国参数技术公司（PTC公司）研发的Pro/Engineer软件仍然占有最高的市场率，引领着科技的潮流。

3 结语

当代社会科学发展的要求是要加强学生综合素质和可持续发展能力的培养。要彻底的实现这个发展要求，就要保障学生全面协调可持续发展能力的培养。各大高职院校在“计算机辅助设计”教学中培养学生的可持续发展能力是一个系统且长期的工程，是终生教育理念，需要以学生为本，为中心，从学生能力层次以及农业机械化及其自动化专业办学理念、目标、人才培养模式等方面全方位考虑。这就要求各位在高职院校从事教育工作的教师们不断提高自身素质，丰富教学内容，增加教学实例，累积教学经验，只有这样才能培养出符合社会发展的可持续发展的科技创新人才。

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